Vízügyi Közlemények, 1978 (60. évfolyam)

3. füzet - Kornis Attila-Kornisné Akantisz Zsuzsanna: Folyami vízlépcsők alvízi kimosási helyének előrejelzése

FOLYAMI VÍZLÉPCSŐK ALVÍZI KIMOSÁSI HELYÉNEK ELŐREJELZÉSE KORNIS ATTILA ÉS KORNISNÉ AKANTISZ ZSUZSANNA

1 Ismeretes, hogy a folyami vízlépcsők alvizében káros kimosások keletkezhetnek, amelyeket leváló Kármán-féle örvények Is okozhatnak. A káros kimosások alatt nemcsak a műtárgy tönkremeneteléhez vezető kimélyiiléseket értjük, hanem azokat is, amelyek a műtárgy üzemszerű használatát akadályozzák. Ilyenek pl. a nagy kiterjedésű és mély kimosások, amelyeknek anyaga a hajózást akadályozó zátonyok képződését segíti elő, és — miután az örvények okozta talajelragadó erő a mélység növekedésével nem szűnik meg — hatása ellen védekezni kell. A Kármán-féle örvények magyarázataképpen pedig előadni kívánjuk, hogy a vízfolyásba helyezett nem áramvonalas kialakítású testek (pillérek) vonalát a víz nem tudja követni, mögöttük áramlási holttér keletkezik. Ez vízszint-, ill. nyomásnövekedést eredményez. A nagyobb helyzeti energiájú holttér és a nagyobb mozgási energiájú (következésképpen kisebb potenciájú) áramlási tér határán a víz forgó mozgásba kezd. A keletkezett örvény a helyzeti energiakülönbség hatására addig tolódik az áramlási térbe, míg ott olyan mértékű duzzasztást okoz, amely őt a pillérről lemossa. Az így keletkezett örvényeket nevezzük Kármán-féle örvényeknek. A leváló Kármán-féle örvényekre a legközismertebb példa a hídpillérek alvízi végénél létrejövő örvénymozgás. A jelenség vizsgálata érdekében került sor a Tiszalöki Vízlépcső alvízi medrének alakulása és a Kármán-féle örvényekkel kapcsolatos elméleti kutatási eredmények összevetésére. A tanulmányban kizárólag a műtárgyon (mint szűkületen) átáramló vízben leváló Kármán-féle örvények okozta kimosások vizsgálatával és a kimosások helyeinek előrejelzési lehetőségeivel foglalkozunk. Ez az eset áll elő az árvízi (nyitott duzzasztóműves) időszakban, továbbá — tapasztalataink szerint — a duzzasztási időszakban csak az erőtelepen átjutó víz örvényleválásai hatására. Ez utóbbi esetben a kimosás már a műtárgyhoz közelebb jön létre, így a szó szorosan (hagyományosan) vett értelmében káros. I. A vizsgált műtárgy A Tiszalöki Vízlépcső 1950—57 között épült a Tisza 524,2 km szelvényében, Rázompuszta és a Csonkapart közötti 2,4 km hosszú átvágásban. A több feladatú mű célja Magyarország legszárazabb, csapadékban legszegényebb tiszántúli vidékének öntözővíz biztosítása, és ezen kívül a Tisza vizének duzzasztásával a Tiszán 80 km, a Bodrogon 50 km hosszon állandó vízszint létesítése és az esés kihaszná1 Komis Attila oki. alkalmazott malematikus és Kornisné Akantisz Zsuzsanna oki. vízépítő mérnök, Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ (Budapest).