Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

2. szám - Muszkalay László: Kutatási tapasztalatok összefoglalása

MUSZKALAY L.: Kutatási tapasztalatok összefoglalása 29 elfajulást okozó aszimmetrikus sebességeloszlás kialakulása megelőzhető azáltal, hogy a kanyar előtt terelőművel (8-10 fokos irányelterelést okozva) a sodorvonalat a közép felé irányíthatjuk úgy, hogy sem pulzáció-növekedést, sem örvényleválást ne okozzunk. Korábbi vizsgálataink is azt igazolták, hogy a vízhozam-méréshez kedvező egyenletes sebességeloszlás kisvízfolyásokon biztosítható egy-egy, az áramláshoz simuló tégladarab elhelyezésével, még abban az esetben is, amikor a szelvény egyharmadában holttér volt eredetileg. - A Tiszán, Vezsenynél találtunk olyan kanyart, amelyikben az áramlás azonos a Sződrákos-patakon tapasztaltakkal, tehát a kisvízfolyáson megvalósított „szabályozás" a Tiszán is (százszoros léptékben) megvalósítható. Szemrevételezéssel, szélcsendes időben a vízfelszín sima (aszimmetrikus sebességeloszlás esetében a homorú parthoz simuló sodorvonalban a vízfelszín fodrozódik) és a felszíni uszadék (habfoltok, flakonok) a domború part mellett is egyenletesen végighalad (túlfejlett kanyarban a domború part tetőpontja alatt az uszadék összegyülekezik, függőleges tengely körüli forgó mozgást végez). Laczay István ellenőrző mérései azt mutatták, hogy az egész kanyarban a sebességeloszlás szimmetrikus, az alig kiemelkedő sebességmaximum vonala egybeesik a geometriai középvonallal ugyanúgy, mint a keresztszelvények legmélyebb pontjait összekötő vonal. A homorú partot védő kőszórás az elmúlt 60 évben alig igényelt fenntartást, szemben a tiszakécskei kanyarral. Ott a „szokásos" a sebességeloszlás és a keresztszelvény alakja, és a homorú part védelme évente igényel helyreállítást. -A stabil kanyarok jól felismerhetők a keresztszelvények legmélyebb pontjait feltüntető hossz-szelvényeken, mivel ilyen kanyarokban a fenékvonal a vízfelszínnel párhuzamosan, 6-8 m-es mélységben helyezkedik el, míg a többi helyen 1-2 m-es gázlók és 20-40 m-es kutak követik egymást sűrűn. - Az előzőek alapján az a véleményünk, hogy a statisztikailag kiválasztott, „átlagosan beteg" minta-keresztszelvényekre alapozott folyószabályozási előírás alkalmazása nem célszerű, ha a kanyarok stabilizálása és megfelelő hajózóút biztosítása a feladatunk. Helyette az átlagossal szemben a vezsenyi kanyarhoz hasonló extrém eseteket kell mintául venni az ott kialakuló áramlási viszonyok tanulmányozása alapján. (A kanyar előtt, a homorú parton íves vonalú benyúlás van, mint természetes terelőmű és nem, mint sarkantyú. Iványi Bertalan szabályozása után a homorú parton sugár irányban 2-3 rövid, kis magasságú, kőszórás fenékgátat helyeztek el, amelyek megakadályozzák a nagy sebességek és mélységek kialakulását a homorú parton). - A párhuzammüvek és T művek a feltételezések szerint magukhoz „húzzák" a sodorvonalat, és ezzel a nagyobb mélységet. Ez annyiban igaz, hogy viszonylag meredek kialakítása és egy benőtt, lankás partnál kisebb érdessége miatt nagyobb sebességek kialakulását teszi lehetővé. Domború parton elhelyezve azonban hatástalan, hacsak építés közben nem hoznak létre egy árkot a kőmü lábazatánál, ami mint vezérárok működhet, és az hozhat létre nagyobb sebességet. Amennyiben a párhuzammü erős hullámzásnak kitett helyen van, akkor a hullámtörés miatt is kialakulhat ilyen vezérárok. Ilyen párhuzamművek célja lehet az inflexióban a meder kiszélesedésének a megakadályozása. Hasznuk ilyen esetben az lehet, hogy mint terelőművek szerepelnek (az áramlás irányával néhány fokos szöget zárnak be), és így stabilizálhatják az utánuk következő kanyart. Amennyiben azonban a kanyarokat terelőmüvekkel stabilizáljuk, akkor az inflexiók is stabilizálódnak. - A keresztmüvek (az áramlásra merőleges és főleg a vízfolyással szembe állított sarkantyúk) erős iránytörést, örvénylést, pulzáció-növekedést okoznak, és az áramlást vízágyúként az ellenkező partra lövik. Ilyen müveket csak abban az esetben lenne szabad alkalmazni, ha a célunk a vízfolyás gyors elterelése, stabilizáció ellen hat. A keresztmüvek az ellentétes partot bontják, az okozott örvényleválás és megnövekedett pulzáció a keresztmű fejénél megbontja a medret és a visszarágódás magát a keresztmüvet is veszélyezteti (a keresztművek állékonyságát leginkább veszélyeztető terhelés), és a mögöttük lévő partszakasz igen egyenetlenné válik (feliszaplódások és kimélyülések sora követi egymást, a partvonal egyenetlenné válik). (Nagykörűi kanyar) - A domború parton elhelyezett keresztmüvek vagy gyorsan alámossák magukat (főleg árvizek idején), vagy a kanyar általános tulajdonságainak megfelelően betemetődnek és feleslegessé válnak, illetve ha nem a nagyon felgyorsított feliszapolódás volt a cél, akkor eleve feleslegesek voltak. - A homorú parton elhelyezett keresztmüvek általában a saját maguk keltette pulzáció miatt gyorsan tönkremennek, és a homorú part stabilitása ellen hatnak. A mederelzáró keresztgátak esetében a kialakuló vízlépcső hatására jön létre a mértékadó terhelés. Az elzárt meder felső végén elhelyezett keresztgátnál az alvíz mélysége kicsi, a lebukó vízsugár alámoshatja. Az alsó végen a keresztgát parti bekötése veszélyeztetett. Ennek megfelelően a keresztgát általában az elzárt meder alsó harmadában helyezkedik el. Vizsgálandó, hogy a kialakuló vízszintkülönbség hatására létrejövő szivárgásnak, csurgásnak ellenáll-e az altalaj és maga a kőgát. Amenynyiben a terhelés nagyobb a megengedettnél, akkor két gát létesítésével a terhelést meg kell osztani. Ezt mulasztották el Tiszalökön 1954-ben, aminek következtében a megépült egy darab mederelzáró gát összeroskadt, mivel a nagy nyomás először kimosta a kövek közül a „vízzáró" magot, majd a kövek közti átfolyás az altalajt mosta el a gát alól. Ez annál is inkább bekövetkezhetett, mivel elmulasztották a tiszai mederanyagnál elengedhetetlen rőzsepokróc, illetve ma már műanyag rács alkalmazását. Ugyanígy a duzzasztó utófenekét is évekig hiába próbálták védeni kőszórással. Eredményt csak azután értek el, amikor hazánkban talán utoljára megfelelő rőzsepokrócokat fektettek le, és azon helyezték el a kőszórást. Kiskörén rövid próbálkozás után műanyag rácsot (hálót) helyeztek a kőszórás alá, hogy stabilizálódjon az alvízi meder. (103)(104) 114. A keresztirányú folyószabályozási müvek egy térben erősen változó, görbe áramlási teret hoznak létre, amelyik elméletileg leírható a kinetikai energiadiszperziós tényező (a, Coriolis-szám), a mozgásmennyiség diszperziós tényezője (a', momentum coefficient) és a hidrodinamikus nyomások diszperziós tényezője (ß, pressure