Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

8. szám - Újfaludi László: Háromdimenziós szivárgás vízépítési műtárgyak környezetében

I 342 Hidrológiai Közlöny 1982. 8. sz. Üjfaludi L.: Háromdimenziós szivárgás J ELM AGYARA/AT: Kilépési gradiens Vízhozam 8. ábra. A szád- és szárnyfalas műtárgyak (sz-index) kilépési gradiens- és vízhozam-értékei a hasonló geometriájú szádfal esetekre (index nélkül) vonatkoztatva. A zárójeles számok: (d/h; Dl B ) Puc. 8. 3naieuUH pacxoda nomoKa u ebixodnoeo zpaduemna ÖM coopyncenuü co uinymnaMu u (pAanzoßbtMU cmemcaMU, omnecenHbie K ananozuniMM 3HatemtaM ŐNN coopyMcenuü 6e3 mnvHmoe u (ßjiamoebix cmenoK. Lfucßpu e CKÖOKÜX: d/h u D/B Abb. 8. Die Werte der Austritts gr a diente und Abflusswerte der Objekte mit Spund- und Flügelwände (Index sz) auf spundwandlose Fälle (ohne Index) bezogen. Die Ziffern in der Klammer sind: (dfh;/D/B) 1,0 relatív műtárgyszélességekre a 8. ábrán mutatjuk be. A szád- és szárnyfalas eseteket szindexszel, a sík alapeseteket index nélkül jelöltük; a folytonos vonalak a kilépési gradiens, a szaggatott Vonalak a vízhozam relatív értékeit jelölik, mindkettő értelmezése megegyezik a 3. fejezet elején leírtakkal. Az eredmények alapján következik, hogy: a) Kis vízzáró-mélységek esetén viszonylag hosszú szád- és szárnyfalak hatékonyan csökkenthetik a vízhozam és a kilépési gradiens értékét. Az F/L hányados csökkenésével azonban a falak hatása csökken, más szóval: hosszú, keskeny műtárgyak esetén nem hatékonyak a szád- és szárnyfalak. b) Nagyobb vízzáró-mélységek esetén a szád- és szárnyfalak hatása a vízhozamra és a kilépési gradiensre igen kicsi még akkor is, ha irreálisan nagy hosszakat alkalmaznak. Az utóbbi jelenség alapvetően eltér a közismert kétdimenziós esetektől, hisz ott a szádfalak hatása igen jelentős. Az eltérő viselkedés oka nyilvánvalóan az oldalszivárgás. Az előzőekből az következik, hogy az oldalszivárgás miatt a műtárgy kisebb méretű szerkezeti elemeinek (lépcsőknek, körmöknek stb.) sem lehet a mozgásjellemzőkre számottevő hatása. (Ezáltal tulajdonképpen utólag beigazolódott az idealizált műtárgygeometria feltételezésének jogosultsága is). A további tájékozódó vizsgálatok azt mutatták, hogy a műtárgy alvízi végére helyezett rövid (d/2 hosszúságú) szád- és szárnyfal kilépési gradiens-csökkentő hatása sem számottevő, ellentétben a kétdimenziós esettel, ahol a csökkentő hatás — közismerten —-radikális. Megjegyezzük, hogy az előzőekben sík alapozású műtárgyakra megadott kétdimenziós-háromdimenziós i?/£-határértékek csak viszonylag kis szád- és szárnyfalhosszak esetén érvényesek. Ha a 'szádfal függőleges irányban nagyrészt, vagy teljesen elzárja a vízvezető réteget, akkor szivárgás csakis oldalirányban történhet és az így kialakuló áramkép mindig háromdimenziósnak tekintendő. A felhajtóerő-eloszlás A szádfalak hatása ebben a tekintetben is hasonló a vízhozamnál és a kilépési gradiensnél elmondottakhoz. A modellben felvett piezometrikus nyomásvonalak azt mutatták, hogy az oldalszivárgás következtében a szád- és szárnyfalak által előidézett változások olyanok a kétdimenziós esetekhez viszonyítva, mintha itt a falak hossza sokkal kisebb lenne. A megfelelő kétdimenziós esetekhez képest ezért a felhajtóerő támadáspontja itt is az alvíz irányába tolódik. 3.2. Kétrétegű talaj A kétrétegű talajok vizsgálata során csak azzal a — Magyarországon igen gyakori — rétegződéstípussal foglalkoztunk, amelynél a vízvezető réteg fölött vékony fedőréteg helyezkedik el. Sík alapozású műtárgyak esetére szorítkoztunk; a vizsgált mérettartomány (1) szerinti volt, amely egyúttal az eredmények érvényességi tartományát jelenti. A vízvezető- és a fedőréteg szivárgási tényező arányára két értéket vizsgáltunk; ezek: kjkf= 10, és 100. Ilyen arányok esetén az áramlás a fedőrétegben közel függőlegesnek, az alsó rétegben pedig közel vízszintesnek tekinthető, emiatt a két műtárgytípus szivárgási áramképe alig különbözik egymástól. Elegendő volt tehát csak az .4-típusú műtárgyakkal foglalkozni. 3.2.1. A réteghatár és a csatornafenék síkja egybeesik ( 9a ábra) A vízhozam A modellkísérletek alapján meghatározott vízhozam-értékeket ebben az esetben is a geometriailag hasonló kétdimenziós esetekhez hasonlítottuk. Az eredmények a 10. ábrán láthatók (a jelölések megegyeznek a korábbiakkal).