Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
1. füzet - Rákóczi László: Szelektív erózió: a mederalakulás numerikus modellezésének egyik kulcskérdése
78 Rákóczi László oldalán a görbék - a Misri - Garde - Raju (1984) által javasolt kivételével - jellegükben megfelelnek a kísérleti eredeményeknek, elsősorban a homokos kavics mederanyagok esetében. A kavics keverékcsoportnál a sebességkülönbségek alig térnek el a 0-tól, míg a homok mederanyagok nagyobb szórású keverékei pozitív sebességkülönbségeket mutatnak, azaz a keverékbeli kritikus középsebességeik nagyobbak, mint homogén mederanyagként beépítve. Ezek az értékek az Einstein - Chien (1958) görbe alsó szakaszának helyességét látszanak igazolni, ugyanis egyedül ennek van £ > 1 értéke a d/d g > 1 tartományban. Bár a fenti kísérleti eredmények csupán a nyugvás és a folyamatos mozgás közötti mederállapot-tartományban használhatók, azaz a 4. ábra tanúsága szerint 0,5-1,0 m/s függély középsebességig, ha a legelső kimozduláshoz tartozó függély középsebesség 0,25-0,5 m/s, a természetes vízfolyások medrének jelentős részén és az év számottevő hosszúságú szakaszában előfordulhatnak, illetve fennállhatnak ilyen sebességviszonyok. A szelektív erózió, vagyis az olyan kismértékű hordalékmozgás, amelynél a kimozduló szemcsék csak addig haladnak, amíg viszonylagosan legállékonyabb helyzetüket meg nem találják, éppen ilyen sebességtartományban állhat elő. Másszóval a tartós kisvizek időszaka kedvez a mederpáncélozódásnak a meder sekélyebb részein, a zátonyokon. Valóban, kisvízkor, a Felső-Dunán is találhatók olyan, szárazra került lapos partszakaszok, ahol nemcsak durva, hanem egymást pikkelyszerüen átfedő kavics szemcsékkel borított hatalmas felületek láthatók. Azt hihetnénk, hogy nagyobb folyón és különösen kavicsmeder esetén a lamináris határréteg hatása elhanyagolható, pedig éppen a Felső-Duna példáján is bizonyítható az említett átmeneti tartomány megléte és szerepe. A lamináris határréteg közismert számítási amelyben v - a víz kinematikai viszkozitása (értéke 10 °C hőmérsékletnél: 1,3 x 10~ 6,0 °C-nál: l,9x 10~ 6), [m 2 s~ '], h - a vízmélység [m]; /-a vízfelszín esése [m/m], A nevező azonos a csúsztató sebességnek nevezett, sebesség dimenziójú mennyiséggel, amely rendkívül gyakran használatos a hordalékmozgással foglalkozó szakirodalomban. Látható, hogy <5' egyenes arányos a v értékével, tehát azonos hidraulikai körülmények között télen nagyobb, mint nyáron, fordítottan arányos azonban a vízmélység négyzetgyökével. / = 0,0002 eséssel és d e = 0,015 m átlagos szemátmérővel számolva 10 °C hőmérsékletű vízben 1 m vízmélységnél : ô' = 0,00034 m, azaz djô' = 44,1 0,5 m vízmélységnél: S' = 0,00048 m, azaz d g = 31,2 (átmeneti tartomány) 0,2 m vízmélységnél: <5' = 0,00076 m, azaz djô' = 19,7 (átmeneti tartomány) 0 °C esetén djô' értékei a fenti sorrendben: 30; 21,4; 13,5. Összehasonlításul megemlítjük, hogy homokmeder esetén d g = 0,0015 m-t és I = 0,00008 esést véve fel (például a Dunán Paksnál) a djô' értéke még 6,5 m-es vízmélységnél is csak 7 körüli, tehát a lamináris hártya hatása erősen érvényesül. A Felső-Dunán a páncélozódott állékonyság szempontjából az is meggondolandó, hogy az említett pikkelyes burkolatot alkotó kavicsszemek zöme lapos, korong alakú. A lamináris határréteg általi lefedésük szempontjából a vastagságuk a döntő méret. így akár a másik két irányban vett méretük a vastagság többszöröse is lehet, a lapos, korong alakú kavicsokat a lamináris hártya mégis burkolhatja, ha eléggé vékonyak. 3. Az eredmények alkalmazása a numerikus modellezésben képlete : (9)
