Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)

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

82 Rákóczi László was found overwhelmingly in the transition phase of turbulent motion, the author could prove by numerical examples that this will be the case also in large rivers, in those parts of their cross-sections where selective erosion was constantly observed. At the end, recommendation was set forth to consider the phenomenon of river-bed armouring in numerical models. * * * Die selektive Erosion: als eine Schlüsselfrage bei der numerischen Modellierung der Flußbettentwicklung von Dr.-Ing. László RÁKÓCZI, CSc Zur Vorhersage der Entwicklung von alluvialen Flußbetten werden immer häufige numerische Modelle herangezogen. Diese eignen sich heute bereits zur Modellierung der nicht-permanenten Wasserbewegung in Flußabschnitten unregelmäßigen Querschnitts, in welchen sogar Inseln vorkommen können. Eine der Schlüsselfragen der Entwicklung solcher Modelle besteht in einer möglichts wahrheitsgetreuesten mathematischen Beschreibung der Geschiebebewegung. Bei der Aufstellung des Modells stellt die Berücksichtigung einer gemischten Kornzusammensetzung des Flußbettmaterials eine zwar grundlegende, jedoch äußerst schwer durchführbare Anforderung dar. Die im Labor, für den Fall fast homogener Kornfraktionen experimentell ermittelten Grenzgeschwindigkeiten der Auswaschung können sich, in Abhängigkeit von der Kornverteilung, wesentlich ändern. In der Studie werden die von den verschiedenen Forschern vorgeschlagenen, voneinander bedeutend abweichenden Graphiken der Beschattungskoeffizienten gezeigt. In früheren Zeiten wurde lediglich die auf die feineren Körner durch die gröberen Körner ausgeübte Schattenwirkung berückschtigt. Die neueren Untersuchungen berücksichtigen hingegen auch die fördernde Wirkung der umgebenden kleineren Körner auf die Inbewegungsetzung der größeren Körner. Der Verfasser erörtert die wichtigeren Ergebnisse seiner Laboruntersuchungen, die mit Flußbettmaterialien gemischter Kornzusammensetzung, unter Anwendung von luminescenten Tracern durchgeführt wurden. Diese Ergebnisse werden mit den erwähnten, der Fachliteratur entnommenen Daten verglichen. Es wird daraufhingewiesen, daß die überwiegende Mehrzahl der in Bild 2. enthaltenen Kurven tendenzmäßig mit den Versuchsergebnissen, vor allem bei sandig-kiesingen Bettmaterialien, in gutem Einklang steht. Bei Sandgemischen stehen die vom Verfasser gemessenen Werte mit der unteren Strecke der Einstein-Chien' sehen Kurve in gutem Einklang. Der hauptsächliche Mangel der fachliterarischen Daten bestecht nicht so sehr in ihrer Abweichung von den Ergebnissen der Labormessungen, sondern vielmehr darin, daß sie weder eine Reihenfolge für die Auswaschung der verschiedenen Kornfraktionen der Flußbettmaterialien gemischter Kornzusammensetzung angeben, noch irgend etwas darüber aussagen, welche Fraktionen sich gleichzeitig in Bewegung setzten. Um dem abzuhelfen, teilt der Verfasser in Bild 4., in Abhängigkeit von der im Gemisch eingenommenen jeweiligen Position der verschiedenen Fraktionen, die zusätzlichen Geschwindigkeiten mit, die im Prozentsatz der die ersten Körner des Flußbettmaterials in Bewegung setzenden Strömungsgeschwindigkeit zur Inbewegungsetzung bwz. zur andauernden Auswaschung bestimmter Fraktionen notwendig sind. Da in der Mehrzahl der Laboruntersuchungen die Strömung im Übergangsbereich der Turbulenz stattgefunden hat, wird anhand von numerischen Beispielen nachgewiesen, daß in denjenigen Teilen des Querschnittes eines großen Flusses, wo eine selektive Erosion andauernd zu beobachten ist, oft auch die Turbulenz sich im Übergangsbereich befindet. Schließlich werden Vorschläge für die praktischen Arbeitsschritte gemacht, wodurch die Flußbettverpanzerung in der numerischen Modellierung berücksichtigt werden kann.