Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)

1. füzet - Rákóczi László: Szelektív erózió: a mederalakulás numerikus modellezésének egyik kulcskérdése

Vízügyi Közlemények, LXX. évfolyam 1988. évi 1. füzet SZELEKTÍV ERÓZIÓ: A MEDERALAKULÁS NUMERIKUS MODELLEZÉSÉNEK EGYIK KULCSKÉRDÉSE DR. RÁKÓCZI LÁSZLÓ Az alluviális folyómedrek alakulásának előrejelzésére az utóbbi időkben hazánkban is egyre többször alkalmazzák a numerikus modelleket. Ezek a fizikai (hidraulikus) modellek mellett, illetve helyett ma már szabálytalan és szigetekkel megosztott folyószakaszok nem permanens vízmozgásának szimulációjára is alkalmasak. Fejlesztésük egyik legnagyobb nehézsége a hordalékmozgás minél valósághübb leírása matematikai úton. Annak ellenére, hogy a hordalékmozgás kísérleti és elméleti kutatásának közismerten hosszú múltja és hatalmas irodalma van, a numerikus modellezés bizonytalanná válik egyes, mindeddig kevéssé kutatott, illetve megismert folyamat leírásakor. Egyik ilyen jelenség az úgynevezett szelektív erózió, amely a mederpártcélozódás létrehozó mechanizmusa. A természetes állapotban levő, nem szabályozott lefolyású folyók vízjárásának jellegzetessége, hogy az éghajlattól függően egy, vagy több árvizes időszakukat hosszabb kisvizes időszakok követik. Ilyenkor a medrüknek csak egy-két sávjában van számottevő hordalékmozgás és rendszerint ez sem terjed ki a mederanyag teljes szemcsetartományára. Az ilyen részleges hordalékmozgást hozza létre a szelektív erózió, amely a mozgás kezdetétől, azaz a legelső szemcsék kimozdulásától több fokozatban állhat elő, mindaddig, míg a hordalékmozgás ki nem terjed a teljes szemcsetartományra. Ez a folyamat hetekig, sőt hónapokig is eltarthat, ha a hordalékmozgató erő a meder egyes részein csak kissé haladja meg a mozgás kezdetéhez tartozó kritikus értéket. A szelektív erózió - különösen, ha hosszabb ideig tart - a mederanyag durvább szemcséinek feldúsulásához vezet a meder felszínén és az így kialakult természetes „páncél" a kimosódás ellen igen hatásos védelmet nyújt. Amíg ez a védőréteg egy nagyobb árhullám hatására fel nem szakad, az adott folyószakasz hordalékszállító képessége kielégítetlen marad, azaz a tényleges hordalékmozgás jóval kisebb a vártnál. Homokos kavics, illetve kavicsmedrü folyók esetében a részleges, vagy kifejlett mederpáncélozódás figyelmen kívül hagyása szükségszerűen a hordalékszállítás jelentős túlbecsüléséhez vezethet, különösen hosszabb időszak viszonylatában. A korszerű számítógépek kifejlődésével párhuzamosan a 70-es években jelentősen fellendült a transzportfolyamatok numerikus modellezése a folyóhidraulikában. Ezt mind az oldott szennyeződések folyó menti elkeveredésének környezetvédelmi jelentősége, mind a folyami vízlépcsők és vízerőművek üzeme következtében előálló mederátalakulások előrejelzésének A kézirat érkezett: 1987. X. 22. Dr. Rákóczi László oki. mérnök, a műszaki tudományok kandidátusa, a Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóközpont (VITUKI, Budapest) tudományos tanácsadója, osztályvezető.