Vízügyi Közlemények, 1935 (17. évfolyam)

3. szám - XI. Szakirodalom

534 Ez a mintegy 200 éves képlet, melyet matematikai úton vezettek le, meglehetősen sok bizonytalanságot tartalmaz. A benne szereplő ,« együttható ugyanis elég nagy határok között változik (0'55—0-85). A értékének ezt a változását régebben a kontrakció és súrlódás jelenségeivel hozták összefüggésbe, az újabb vizsgálatok (Koch, Böss, Bélanger, Schoklitsch) a hidrodinamika törvényének figyelembevételével, valamint a laboratóriumi kísérletek széleskörű alkalmazásával kísérlik meg a fontos hidraulikai problémáknak felderítését. A bukógátakon keresztül átfolyó vízmennyiség kiszámításával foglalkozó összes újabb vizsgálatok a Bernoulli-féle energia-törvényen alapulnak, valamint azon az elven, mely szerint a természetben minden jelenség úgy folyik le, hogy a legkisebb energia felhasználása mellett a legnagyobb hatás éressék el. A bukógát felett átbukó vízsugarat megvizsgálva, található egy olyan keresztszelvény, mely legkisebb vízemésztésű. Ez a keresztszelvény határozza meg természetszerűleg a bukó felett átbukó vízmennyiség nagyságát s ezt mértékadó keresztszelvénynek nevezzük s erre a keresztszelvényre mindig érvényes a fentemlített legnagyobb hatások törvénye, vagyis ebben a mértékadó keresztszelvényben adott energiavonalmagasság mellett a víznívó mindig úgy fog alakulni, hogy a maximális vízmennyiség kerüljön lefolyásra. Egyenesvonalú vízmozgás esetén a legnagyobb víztömeget szállító mértékadó keresztszelvényben a vízmélység egyenlő 2/

3 H-val (határmélység), ahol H az energiavonal magasságát jelenti. Atbukás esetén csupán széleskoronájú bukóknál és aránylag kis vízsugárvastagság mellett találjuk a 2/

3 H határmélységet a mértékadó keresztszelvényben ; a bukó koronaszélességének csökkentésével és a vízsugár vastagságának növelésével a határmélység növekedik. Széleskoronájú bukónál a mértékadó keresztszelvény a gátkorona közepetáján található, a korona szélességének csökkentésével a mértékadó keresztszelvény lefelé vándorol az alsó bukóéi felé. A határmélységet 2/

3 //-nak feltételezve, az átbukó vízmennyiségre levezethető a 2 , . ?maх=~7

=Ь H 4 2 g 3 \ 3 képlet (Bélanger és Bundschuh képlete a tökéletes átbukásra), ahol H jelenti az energiavonal magasságát a bukó koronaéle felett. Ha az-j— = 0'577 értékét (%-al jelölöm, úgy akkor ' о 2 ,, <Zma

X= jl'o • b • Ï2g- H /• mely képlet alakjára azonos az ismeretes régi teljes átbukásra vonatkozó képlettel. A kísérletek azt mutatják, hogy a H

o = 0 577 érték csak széleskoronájú bukókra érvényes, csapótáblás gátaknál a csapótábla leeresztett állapotában. Ha a csapótáblát feljebb emelem, p

0 értéke növekszik. Ez a jelenség következőképen magyarázható : Görbevonalú vízmozgás, pl. egy bukón keresztül való vízátbukás esetén a tangenciális irányú erőkön kívül a víznívóra merőleges erők is fellépnek. Ezen merőleges erők iránya domború víznívó esetén a vízfelülettől kifelé, homorú vízfelület esetén a vízfelület felé irányul. A kifelé irányuló húzóerők a fenékre ható víznyomás csökkenését, a befelé irányuló nyomóerők a víznyomás növekedését idézik elő. (L. 1. sz. ábra.) Amennyiben egy bukónál a felső víznívónak a bukókorona feletti magasságát növelem, az átbukó víz felületének görbülete fokozódik, ennek folytán a fellépő húzóerők csökkentik a fenékre ható víznyomást, a fenéken negatív pótfeszültségek lépnek fel. A bukó fenéken ténylegesen keletkező nyomások nagysága kísérletileg megállapítható. Ha a víznívó metszete egyenes vonal, úgy a fenékre ható nyomás a vízoszlop magasságával egyenlő, a fenéknyomások vonala összeesik a vízszínnel. Minél magasabbra duzzasztjuk a felső vízszínt, vagyis minél inkább fokozzuk a vízszín görbületét, a fellépő pót feszültségek következtében a fenéknyomások vonala annál jobban elválik a vízszín vonalától. Kísérletileg megállapítható, hogy a fenékre ható nyomás csökkenése növeli az átbukó víz mennyiségét, illetve a képletben szereplő ,« nagyságát. Ha tehát pontosan meg akarom