A Magyar Hidrológiai Társaság XXXI. Országos Vándorgyűlése (Gödöllő, 2013. július 3-5.)

4. szekció. A VÍZKÁRELHÁRÍTÁS SZAKTERÜLETÉNEK IDŐSZERŰ FELADATAI - 22. Dr. Rátky István - Rárky Éva (nyugdíjas / Golder ZRt.): Görgetett hordalék térfogatáram Felső-Dunai mérések alapján

Rátky-Rátky-2-Görgetett hordalék

ben mindig jelenlévő inhomogenitást, a vegyes szemeloszlást is. A részletek mellőzésével, címszavakkal emlékeztetünk a jellemzőkre, módszerekre: frakciók, frakció tömegarányok, leárnyékolási- és kitettségiparaméterek, kétfrakciós, felületi- vagy aktívrétek-alapú, ’substrate-based’ modellek, homoktartalmat figyelembe vevő módszerek stb.

Fontos megemlíteni, hogy akár az alapösszefüggéseket, akár az utóbbi évtizedek fejlesztéseit döntően laboratóriumi kísérletek, mérések eredményeiből határozták meg. Itt nem részletezzük, hogy milyen nagy eltérések lehetnek egy ’steril’ laboratóriumi és a természetbeli körülmény között.

Csak néhány különbség: mederfenék lokális esése, meder alak nemprizmatikussága, kanyargóssága, különbség a vizsgált szakaszra érkező hordalékban (a laboratóriumban recirkuláció vagy előírt hordalékhozamok), nempermanens jelleg (nehezen előrejelezhető árhullámok a tennészetben).

Véleményünk szerint az utóbbi évtizedekben tett erőfeszítések ellenére lényegesen nem javult a görgetett hordalékhozam számítás pontossága. Javulás inkább csak abban van, hogy a 3D-s modelleknek köszönhetően a folyó hidrodinamikai és hordalék jellemzőit (sebesség, turbulencia, érdesség, tömegára stb.) időben és térben részletesebben lehet meghatározni.

Az előbbieket támasztja alá az l.ábra, melyen néhány - 1950. és 2003. évek között született - összefüggés grafikus ábrázolása látható, és közülük egyikről sem állíthatjuk biztosan, hogy minden vízfolyásra alkalmazható, pontos eredményt ad.

A fentieket figyelembe véve nem meglepő, hogy 1-3 nagyságrendű eltérések lehetnek ugyanazon hidraulikai körülmények mellett (azonos paraméterekből), különböző összefüggésekből számított hordalékhozamok között (van Rijn 1984, Wu-Wang-Jia 2000, Wu 2001). E helyzet javítása érdekében a következőket tartjuk fontosnak:

1) Lehetőleg csak természetbeni mérésen alapuló összefüggéseket használjunk.

2) A görgetett hordalék tényleges mozgását jellemző paraméterek (a szemek-, a halmaz elmozdulása: a megtett út, a sebesség) és a hordalék tömegáram közötti tényleges függvénykapcsolat alapján kell meghatározni a hordalékhozam összefüggést és nem a vízfolyás hidraulikai és morfológiai viszonyaiból közvetett úton. (Ez nem azt jelenti, hogy a szállító közeg a víz mozgását: a sebességét, a turbulenciát ne vegyük figyelembe.)

3) A fentiek alapján származtatott összefüggések gyakorlati alkalmazhatósága szempontjából különböző igények merülnek fel:

a) Egy a vízfolyást lD-ként kezelő, a gyakorlatban használható hordalékhozam öszszefüggésnél fontos követelmény, hogy a számítás csak olyan paramétereket igényeljen, melyek a gyakorlatban, természetes körülmények között könnyen meghatározhatók, pl. vízmélység, vízfelszínesés vagy fenéksebesség.

b) 2D vagy 3D numerikus hordalék számításokhoz lehet használni olyan összefüggéseket, melyeknek a paraméterei a hidrodinamikai számításokból rendelkezésre állnak pl.: 2D modellnél függély-középsebesség, vagy 3D modellnél fenéksebesség (vagy a legalsó számítási réteg sebessége) vagy a turbulens kinematikai energia.

A 2) és 3a) pontban említett igény (követelmény) látszólag egymásnak ellentmond, hiszen a hordalékszállítás szempontjából lényeges paraméterek természetes körülmények között nem könnyen mérhetők, olyan