Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
1. füzet - Rákóczi László: Szelektív erózió: a mederalakulás numerikus modellezésének egyik kulcskérdése
Szelektív erózió : a mederalakulás numerikus modellezésének. 77 meg a keverékekben és homogén állapotban (0% eltérés, I. táblázat). A második mozgásállapotot a d g-1 tartalmazó frakció érte el a viszonylag legkisebb sebességnövekedés árán, míg a finom és durva kavics frakció gyakorlatilag egyszerre kezdett folyamatosan kimosódni a nagyobb szórású keverékekben (4. ábra). Mindegyik jelzett frakciónál kitűnik a sebességnövekedés a szemösszetétel egyenletesebbé válásával. így a két legkisebb szórású keverék durva kavics frakciójának második mozgásállapotához 95-100% középsebesség növekedésre volt szükség és ez már a finom kavics frakció teljes kimosódásával járt. Ezért nem láthatók az 1 és 1,2 szórású keverék finom kavics frakcióját jelölő pontok a „C" ábra bal oldalán. A vegyes szemösszetétel és a mederállékonyság fenti kapcsolatai főként a meder felszínén, mint a turbulens áramlás határfelületén kialakuló lamináris hártya vastagságának (<5') és az adott szemcseméret viszonyától függenek. A lamináris réteg képes teljesen burkolni a vizsgált szemcsét, a kimozdításban rendkívül jelentős turbulens emelőerők nem érvényesülhetnek. A d^ô" arány 25-30 értéke az a határ (Stelczer 1980) ami alatt az örvények szívóhatása csak korlátozottan érvényesül, de felette a turbulens erők egyeduralkodóvá válnak. Ebből a szempontból a fenti „A" keverékcsoport a lamináris hártyával burkolt, a,„B" és „C" csoport az átmeneti tartományba tartozik, az utóbbi egészen a fenti határérték közelében. A lamináris hártya burkoló hatása következtében állt elő a homokanyagú, „A" jelű keverék csoportnál az a körülmény, hogy az egyes szemcsefrakciók a középsebesség növekedésével egyenes arányban, növekvő szemcseátmérő szerint mosódtak ki. A d g-nél finomabb jelzett frakció megindulásához tartozó sebességek nem szerepelnek a 4. ábrán, mert - mint említettük - ennek szemcséi az első tényleges mérés végrehajtása előtt, tehát a d g-1 tartalmazó frakció kritikus sebességénél kisebb sebesség mellett kimosódtak a meder felszíni rétegéből. Hasonlóan ehhez, a második mozgásállapot is a szemnagysággal növekvő középsebességek esetén állt elő. A turbulens örvények emelő hatása először a „B" jelű, homokos kavics mederanyagoknál mutatkozott meg, ahol a finom szemcsék kimozdulása csökkentette a durvább szemek állékonyságát. A második mozgásállapotban a hártya viszonylagos vastagsága tovább csökkent, nemcsak a sebesség növekedése, hanem a durva frakciók szemcséinek egyre kiemelkedőbbé válása (azaz a környező finom szemcsék eltűnése) következtében, így az csaknem azonos mértékű sebességnövekmény mellett állt elő. A kavics keverékcsoportban a finom és közepes szemcsék első kimozdulásához volt elegendő ugyanaz a részleges turbulenciahatás, míg a durva frakció ennél 10-40%-kal nagyobb középsebesség és az előbbi két frakció szemeinek eltávozása nyomán kezdett kimosódni. Itt a második mozgásállapot igényelt már csaknem teljes turbulenciát, főként az egyenletesebb szemösszetételű keverékekben. Ezekben ugyanis a nagy szemek állékonyságát csökkentő finom szemcsék aránya a legkisebb, érthető tehát, hogy a folyamatosabb mozgás megindításához tartozó középsebesség növekszik a szemcseméret szórásának csökkenésével. Ez a hatás éppen ellentétes a homok keverékeknél tapasztalt irányzattal. Az I. táblázat számadatai nem vethetők közvetlenül össze a 2. ábra görbéivel, minthogy az előbbi százalékos sebességkülönbségeket tartalmaz, az utóbbin pedig a leárnyékolási tényező van felrakva. Megállapítható azonban, hogy a 2. ábra bal oldalának irányzata megfelelő egyezést mutat a kísérleti adatokkal. Az ábra közepén az adatok kissé szóródnak a 0 érték körül, míg a görbék az Einstein - Chien (1958) féle kivételével mind áthaladnak a £, = 1, d/d g = 1 ponton. Az I. táblázat középső sorai szerint a sebességkülönbségek ingadozási tartománya — 5%-tól +17%-ig terjed. Az ábra jobb
