Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)
4. szám - Dr. Kozák Miklós–Bakonyi Péter: Árterek rendezésének számítása
Dr. Kozák M.—Bakonyi P.: Árterek rendetése Hidrológiai Közlöny 1979. 4. sz. 153 dx o lytonossági és a dZ Q 3 B dt (6) dF , 2Q 3Q Dx + gF 3 í dx dQ - + gF dinamikai egyenlet. dt + gF 2 Q 2_ K 2 dx = 0 + (7) Alapvető feltételünk volt, hogy a szelvény teljes vízhozama (Q) a főmeder (Qj) és a kétoldali hullámtér (Q b és Qj) vízhozamából tevődik össze. Az egyes mederrészek saját vízvezetőképességüknek megfelelő vízhozamot szállítanak. Ennek megfelelően a dinamikai egyenletben a Q 2/K 2 tagot a következő összefüggéssel számítottuk: q 2 _ <r K 2 (8) 2. ábra. Az árterek változó szélességének sémája Puc. 2. CxeMa nepeMeHHOíí mupuHbi noiiMennux npocmpancme Fig. 2. Schematical representation of variable flood plain width vízhozam fog lefolyni, mint a begátolás előtt. Most azonban a hullámtér jóval keskenyebb, mint az ártér, ezért ugyanaz a Q vízhozam csakis magasabb vízállás mellett képes lefolyni. Az árvédelmi gátakkal beszűkített mederre is érvényes tehát a (4) ill. (5) összefüggés, csak a B/, cs H, ill. h értékek most ismeretlenek. Számításkor a Q ma x vízhozam értéke adott és a feladat éppen annak a vízszintnek (H ill. h) a meghatározása, amely mellett a megadott vízhozam lefolyik. Ez a számítási mód hidraulikailag hibás, mert abból indul ki, hogy az ártér begátolásának mértéke nem befolyásolja egy adott szelvényben a tetőzéshez tartozó vízhozam nagyságát. Ez pedig nem igaz! Ugyanaz a Q — Q(t) jelleggörbéjű árhullám a szélesebb hullámtéren jobban ellapul. Emellett az is közismert [5], hogy egy adott keresztszelvényben az árhullám maximális vízhozama az árhullám tetőzését megelőzően folyik le. A Q ma x és a Z mlix között tehát több órás fáziseltolódás van. Még súlyosabb hiba az, hogy a folyók árterei rendszerint változó szélességűek (2. ábra) és a begátolandó szakasz vízállásaira a környező szakasz árterének alakja jelentős befolyást gyakorol. Más szavakkal: a begátolandó folyószakasz árterének helyi szélessége önmagában nem jellemezheti a begátolás után várható vízállások értékeit. Az elmondottakból nyilvánvaló, hogy az árterek begátolásának klasszikus számításmódja több szempontból hibás. 3. Árterek begátolásának közelítő számítása a nempermanens áramlás elméletével A tanulmány korlátozott terjedelme miatt ismertnek kell feltételezni a nempermanens vízmozgások számításának implicit módszerét [5, 6]. Itt csak a lényegre szorítkozunk. A számítás két alapegyenlete a (Kf+Kb + Kj)' 2 ' A (6), (7) és (8) egyenletekben: Q — a szelvény vízhozama, Z — a vízszint, B — a víztükör szélesség, q—-az oldalsó lineáris hozzáfolyás (vagy elfolyás), F — a nedvesített szelvényterület, K — a fajlagos vízszállítóképességi tényező, g — a nehézségi gyorsulás, x — a szelvény koordinátája, t —- az idő. A (8) egyenletben az /. b, ill. j indexek a főmeder és bal, ill. jobb oldali hullámtérre utalnak. Az összetett meder keresztszelvényeire — a jelenlegi elméletek szerint — fel kell tételeznünk, hogy a hullámtér fenékszintje a főmedertől kezdve fokozatosan növekedik. Ez ugyan nem egyezik meg a valósággal, de hangsúlyozni kell, hogy egyrészt egyelőre csak ilyen elmélet áll rendelkezésre, másrészt az alapkérdésre így is választ tudunk adni. A gépidővel való takarékosság céljából a főmedret prizmatikusnak tételeztük fel (3. ábra). A féloldali hullámtér keresztszelvényét (4. ábra) a következő összefüggésekkel számítottuk [5]: = (9) F: B h n 2 n + n +1 TUz-z 0) " -í + B, A0 (Z-Z 0+ 1) (10) 4. ábra. ^ hullámtér paraméterei Puc. 4. ílapaMempbi noÜM Fig. 4. Parameters of the flood bed ^ u ^ 3. ábra. Az összetett meder sémája Puc. 3. CxeMa CA03KH0Z0 pycAa Fig. 3. Schemalical representation of compound channel
