Hidrológiai tájékoztató, 1966 június

Dr. Bogárdi János: A VITUKI Hidraulika Laboratóriumának első évtizede

agar vagy vízüvegbevonatot alkalmazták. Ebbe előzetesen antracént, illetve különféle lumineszcens tulajdonságú világító festékeket kevertek. Az eddig végrehajtott laboratóriumi kísérletek főleg a vegyes szemcseösszetételű hordalékanyagok egyes szemcsefrakcióinak megindulására vonatkoztak. Az előre kiválasztott frakciók szemcséit frakciónként más-más színű lumineszcens bevonattal látták el, majd a jelzett szemcsék megmozdulását ibolyántúli sugarakat kibocsátó elektromos lámpa fényénél közvetlenül szemmel figyelték meg. A természetben több vízfolyáson végeztek vizs* gálatokat a görgetett hordalék mozgási irányának és sebességének meghatározása céljából. Többszáz kg természetes hordalékanyagot jelöltek meg és helyeztek el különböző pontokon a Duna medrébe. A behelyezett jelzett anyagot több napig, sőt egy ízben két hétig követték nyomon sorozatos mederanyag-mintavétellel, és a minták ibolyántúli fényben történő elemzésével. A felsődunai vizsgálatok során nemcsak a görgetett hordalék mozgásának irányát és sebességét tudták megállapítani, hanem azt is, hogy a szemcsék menetközben milyen mértékben osztályozódnak átmérőjük szerint. Stelczer Károly a görgetett hordalék mozgásának természetben való vizsgálatára radioaktív izotópokkal megjelölt kavicsszemeket használt. A Felső-Dunán a különböző szemnagyságokat, különböző izotópokkal jelölve vizsgálta a megjelölt szemcsék által megtett utat, az idő függvényében. A kísérletek igen jelentősek, mivel a mozgást a természethez teljesen hasonló hidrológiai és hidraulikai körülmények között lehetett vizsgálni. A kísérletek jelenleg is folyamatban vannak a Felső-Dunán és a Rábán. A radioaktív jelzőanyagokat sikeresen használták olyan finom szemcsés hordalék nyomonkövetésére is, melyek felületi bevonása lumineszcens festékkel nem lehetséges. így lehetőség nyílt állóvizek, pl. a Balaton iszapmozgásának vizsgálatára, ahol az irány meghatározása jelenti a legfontosabb és hagyományos módszerekkel megoldhatatlan feladatot. A természetes fenékanyag szemcséihez méret, fajsúly, alak szempontjából közelálló radioaktív üvegőrleményt alkalmaztak nyomjelzőként. 4. Méretarányhatás vizsgálata Györké Olivér és dr. Iiankó Zoltán az általuk végzett, folyócsatomázással kapcsolatos kismintakísérletek tapasztalatai alapján vizsgálták a méretarányhatás és a torzítás kérdéseinek megoldását. Eredményeiket az alábbi táblázatban közölt különböző kisminták és a természet észlelési adatainak összehasonlítása alapján dolgozták ki: A nagymarosi kismintában végzett észleléseik során az alábbi összefüggést dolgozták ki: A = a Q2. Az összetartozó vízszintkülönbség () és vízhozam (Q) értékekből számított arányossági tényező (a) a vízszállítás zéruspontja fölötti vízállás hatványfüggvénye. E függvény segítségével a természetes vízfolyás kismintájára vonatkozólag olyan vízhozamgörbe határozható meg, amelynek alkalmazásával a vízfelszín alakulása nem torzul; A kisminta felszíni" áramképe nem torzul el, ha a kisminta és a természetes vízfolyás medrének relatív érdessége (s'R) megegyezik, és a kisminta torzítatlan. Ha a kisminta torzított, az áramlási kép eltorzul, ha a kicsinyítés a Froude-szám szerint történik. A sebességábra alakjának torzulása a centrifugális erő, illetőleg az áramkép torzulását okozza. A tiszaburai kisminta vizsgálata során arra a következtetésre jutottak, hogv az áramkép és a sodorvonal alakulásában nem okoz számottevő változást, ha a kisminta és a természetes vízfolvás Froude-száma egvmástól eltér. A vízhozam torzításának növekedésével a sebességeloszlási ábrák csak arányosan növekednek, de minőségileg nem változnak. A szolnoki Tisza-s,zakasz kismintavizsgálatánál a relatív simaságot az éllenállásviszonvok hasonlósága szemnontjából vizsgálták. Megállapították, hogv az ellenállási viszonyok alakulásában igen nagv szerenük van a meder szabálvtalanságaiból eredő sebességváltozásoknak és a kanvarulatokban előálló csavaráramlásoknak. A mederanvag szemnagvsáfából kövptkező abszolút érdesség csak kis része a hidraulikai érdességnek. Ennek megfelelően a kismintában -a meder abszolút érdességét az egveneshez minél közelebb álló, lehetőleg változatlan szelvényű szakaszok adatai alapján kell számítani. Dr. Ivicsics Lajos a Felső-Duna egyik szakasznak különböző méretarányú kismintáin nyert mérési eredmények alapján dimenzióanalízis segítségével vizsgálta a mederkimélyülés folyamatát és annak jellemzésére invariáns mennyiségcsoportot vezetett le. Ebből kiindulva meghatározta a jellemző mennyiségek közötti kapcsolatot kifejező átszámítási tényezőket. Ugyancsak a Felső-Duna különböző méretarányú kismintáinak alkalmazásával állapította meg a hordalék megindulását jellemző mennyiségcsopopt számértékét is. A számérték meghatározása során mind a laboratóriumi, mind pedig a természetben végzett mérések eredményeit figyelembe vette. 5. Szivárgás Itt elsősorban az árvédelmi művek hatékonyságára, valamint a folyócsatomázással kapcsolatos egyes szivárgási jelenségekre vonatkozó vizsgálatokat kell kiemelni, melyeket Varrók Endre vezetett. A Dunán 1954 júliusában levonult, minden megelőzőnél magasabb árvíz több helyen is átszakította az árvédelmi töltést. Az árvíz után gondos helyszíni vizsgálatot végeztek a gátszakadás közelebbi okainak felderítésére. Megállapították, hogy az alulról ható víznyomás hatására a felszínen fekvő, 1—3 m vastag vízzáró réteg törik először a gát mögött. A gáttest csak a talaj törés helyétől a folyó felé hátráló kiüregelődés következtében megy tönkre. A talaj törés kezdetben lassú, ebben az állapotban helyi körtöltéssel még megállítható, a kiüregelés megindulásakor azonban a folyamat annyira meggyorsul, hogy védekezésre már nincsen lehetőség. A veszélyt kétféle módon lehet megelőzni: vagy a fedőrétegre alulról ható nyomást kell csökkenteni, vagy a fedőréteget a szükséges mértékig megerősíteni. Figyelembe kellett venni azt, hogy a megfelelőnek talált megoldást 50 km hosszúságban kell alkalmazni, továbbá azt, hogy a vízvezető réteg több száz méter vastag. A megelőzés mindkét módjára több lehetőség is kínálkozott. A nyomás csökkentését a hullámtéren levert szádfal, a mentett oldalon elhelyezett kútsor, illetve a vízvezető rétegig mélyített szivárgó segítséA folyó szakasz A kisA kisminta A folyó szakasz minta vízszintes függőleges A torzítás mértéke neve száma méretaránya I. 7500 750 10 Duna Nagymaros II. 7500 375 20 Duna Nagymaros III. 7500 ^ 187,5 40 Duna Nagymaros IV. V. 7500 75 93,25 75 80 1 VI. 500 80 6,25 Tisza Tiszabura 250 250 100 150 2,5 1,67 Tisza Szol250 100 2,5 nok 2,5 20