Vízügyi Közlemények, 1949 (31. évfolyam)

1-2. szám - IV. Károlyi Zoltán: A hordalékmozgató erő meghatározása természetes vízfolyásoknál

46 Károlyi Zoltán amelyben különböző vízállásoknál pontos vízsebességméréssel megállapítjuk a lefolyó víztömeget. Fel kell tehát tennünk, hogy ilyen adatok rendelkezésre állanak, vagyis több vízállásnál meghatároztuk a v középsebességet, az F keresztmetszeti területet, a P nedvesített kerületet, az R hidraulikus sugarat és a J viszonylagos esést. Durvább hordalék esetén elég megbízhatóan kitapogatható a szondarúddal a hordalékmozgás / szélessége is. A mederérdességi tényezőt meghatározhatjuk olyan kisvizek alkalmával végzett sebességmérések alapján, amikor nincsen hordalékmozgás. Az érdességi együttható ismeretében a v

v virtuális sebesség mindenkor kiszámítható. Tehát a 25. és 26. képlet jobb oldalának minden tagja egyszerű méréssel könnyen meghatározható és ezzel kiszámítható az az erő, amely a hordalék mozgatásában tényleg résztvesz. A képletek a végzett ellenőrző számítások szerint az esés változására igen érzékenyek, ezért a viszonylagos esés megmérése nagy pontosságot igényel. A szerzett tapasztalatok szerint célszerű a vízszint egymástól minél nagyobb távolságban felvett pontokon rögzíteni. A vízfelszín ingadozásai miatti pontatlanság ugyanis hosszabb távolságon kisebb hibát visz be az esésbe. Kis esésnél a vízszínrögzítés távolságát olyan nagyra kell választani, hogy a kapott magasságkülönbség sokszorosa legyen az ingadozás folytán előállható hiba értékének. A levezetett képletek ellen az az ellenvetés merülhet fel, hogy a súrlódási munkát mindenhol egyformára vettük, tehát ott is, ahol a hordalék mozog. Kétségtelen, hogy súrlódás mindenütt fellép, sőt az is bizonyos, hogy az a súrlódás, amelyet a hordaléknak a fenéken való mozgásakor le kell győznie, a víz súrlódásánál lényegesen nagyobb, de ez a súrlódás a munkaegyenlet második tagjában külön szerepel. Ha csupán a víz súrlódását tekintjük, meg kell állapítanunk, hogy mivel a fenék összetételében általában nem lehet nagy a különbség akár áll a hordalék, akár mozog, valószínű, hogy a víz súrlódásában sem nagy az eltérés. KRAMER fentebb említett kísérleteinek feldolgozása azt mutatja, hogy olyan vízállásoknál, amelyeknél a hordalék éppen mozogni kezd, vagyis a kritikus vízállás közelében, a 26. képletből számítható M érték kissé nagyobb, mint várható lenne. Ezt KRAMER azzal magyarázza, hogy ilyenkor először a kisebb szemek indulnak el, a fenék így átmenetileg valamivel érdesebbé válik, mert csak nagy szemek borítják. Ugyancsak megnő M értéke akkor is, ha növekszik a vízállás és a víznek több hordalékot kell útnak indítania. Természetes, hogy ilyenkor több munka kell ahhoz, hogy a víz kimélyítést végezzen, de ez a munkavégzés is csak addig tart, amíg az egyensúlyi állapot ismét helyreáll. Mindezek átmeneti esetek, amik a képletben nem vehetők figyelembe. A munkaegyenlet némileg más megvilágításba és beállításba helyezi a hordalékmozgás eddig ismert összefüggéseit. Az első lényeges különbség az, hogy a du Boys-törvényből kifejlesztett elmélet az elragadó-erőt nemcsak a hordalékmozgató erő megjelölésére használja, hanem belefoglalja a súrlódó erőket is. A tulajdonképpeni hordalékmozgató erő csak az S — S

0 kifejezésben jut érvényre. A munkaegyenlet viszont kifejezi azt, hogy amikor a vízfolyás energiáját teljesen a súrlódási ellenállás legyőzése emészti fel, akkor nincsen hordalékmozgató erő. A 25. egyenlet szerint, ha v

v = v, akkor = 0. A hordalékmozgató munka mint a súrlódás legyőzésére szükséges munkán felül fennmaradó fölösleg jut kifejezésre. A du Boys-törvényben szereplő elragadó erőt tehát két részre bontottuk: a súrlódó és a hordalékmozgató erőre. A másik lényeges különbség az, hogy amíg a hordalékmozgás elmélete igyekszik az összefüggéseket a vízfolyás egységnyi szélességére vonatkoztatni, addig a munkaegyenletben hangsúlyozottan csak az egész keresztszelvényről, mint felbonthatatlan egységről lehet szó.