Kozák Miklós: A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások számítása digitális számítógépek felhasználásával (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1977)
Első rész. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások elmélete - 1. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások
Ez a vízmozgás inkább csak elméleti lehetőség, a gyakorlatban nem fordul elő [30]. A nempermanens, fokozatosan változó vízmozgások (1.1—3b ábra) megkülönböztetett sajátossága, hogy a hidraulikai jellemzőik fokozatosan változnak az áramlás mentén. A vízmozgás időben változó jellegéből egyértelműen következik, hogy a h = h(x, t) (1.1-7) felszíngörbe helyzete és alakja változik az időben (1.1—3b ábra). A nempermanens vízmozgásnak ez a leggyakoribb típusa. A nempermanens, hirtelen változó vízmozgás (1.1 —3c ábra) fő sajátossága, hogy az áramlás hidraulikai jellemzői (Q, h, F, v) hirtelen változnak az áramlás mentén és az időben. 1. 1. 3. A SZABADFELSZÍNÜ NEMPERMANENS VÍZMOZGÁSOK KIALAKULÁSA Mielőtt a szabadfelszínű nempermanens vízmozgások kialakulását részletesen tárgyalnánk, célszerű megemlíteni, hogy az ide sorolható jelenségek is leírhatók mérlegegyenletek segítségével. A szabadfelszínű vízmozgás ugyanis időben és térben lejátszódó fizikai jelenség. Mérnöki szempontból tehát olyan műszaki folyamat, amelyet az egységes szemlélet biztosítása céljából bizonyos állapot jellemzők (extenzív mennyiségek, mint az energia, az impulzus, a tömeg és a térfogat) változásával írhatunk le. A részleteket mellőzve megállapíthatjuk, hogy a szabadfelszínű vízmozgás jelenségét tökéletesen meghatározza a térfogat változása. A jellemző extenzív tehát a térfogat. Ha viszont a jelenséget meghatározó extenzív mennyiség a térfogat, akkor annak időbeli változását a térfogatforrás és a térfogatáram összessége határozza meg. Folyadóktérfogat esetén, ha a folyadék víz, a térfogatáramot vízhozamnak nevezik. Csatornákban és természetes vízfolyásokban, továbbá tavakban és tározókban a szabadfelszínű nempermanens áramlások előfordulása igen gyakori. Ilyenek pl.: árhullámok levonulása; napi tározásos folyami-és üzemvízcsatornás vízerőművek al- és felvizében kialakuló áramlási jelenségek; árvízviszonyok megváltoztatásával kapcsolatos kérdések vízerőművek al- és felvizében; a változó és nagy intenzitású vízkivételek, vízfogyasztások esete; tározók napi és heti szabályozásával kapcsolatos kérdések; vízlépcsők gátszerkezetének üzemzavara, vagy a katasztrofális vízhozam gyors lebocsátása esetén előálló hidraulikai viszonyok; csapadékvizek összegyülekezése a vízgyűjtőterületen; öntöző- és belvízcsatornák áramlási-üzemi viszonyai stb. Az említett esetekben a folyó, vagy a csatorna hossza mentén kialakult áramlás legfőbb jellegzetessége, hogy a Q vízhozam és a z vízszint fokozatosan vagy hirtelen változik az áramlás mentén és az idő függvényében. Ez rendszerint két fő okra vezethető vissza: vagy a természetes lefolyási viszonyok időben változó jellegére (árhullám, záporeső stb.), vagy valamely vízhozam-szabályozó vízépítési műtárgy (zsilip, vízerőtelep, szivattyútelep, szifon stb.) szabályozása által előidézett mesterséges vízhozamváltozásra. A nempermanens vízmozgások megértéséhez célszerű, ha röviden áttekintjük kialakulásuk feltételeit és folyamatát. 32
