Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

2. szám - Károlyi Zoltán: A teljes és részleges hordalékmozgás vizsgálata a Dunán

Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 2. sz. 131 A szerző a dunai hordalék megfigyelések alapján csoportosítja a görgetett hordalékmozgást. Megkülönböztet sávos és egész mederszélességű, valamint finomabb szemű ós teljes szemű mozgást. A csoportosítás alapján végzett vizsgálatokból érdekes morfológiai következtetéseket von le a Duna magyarországi szakaszára vonatkozóan. A teljes és részleges hordalékmozgás vizsgálata a Dunán* KÁROLYI ZOLTÁN A folyók hordalékmozgásának feltárása és a levonuló mennyiség megmérése egyre nagyobb jelentőségű. A nagyszabású vízi létesítmények megvalósítása majdnem mindig a folyó jellegének olyan gyökeres megváltoztatását jelenti, amely a hordalékmozgásra döntő hatású. A folyó hordalékmozgató erejének bármilyen megváltoztatása az egyensúly felbomlására, tehát feltöltődésre vagy kimélyítésre vezet, ezért ezek várható bekövetkezése és mérete a jelentős gazdasági hatások miatt rendkívül fontos. A hordalékviszonyok ismerete nélkül nem lehet a folyó vízjárását megváltoztató építkezésbe kezdeni. A jelentősebb magyar folyókon 1950 óta végez a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet hordalékmennyiség-méréseket, amelyeknek részletes feldolgozása dr. Bogárdi János munkáiban található [1] — [6j. A görgetett hordalékméréseknek az újabb szempontok szerint történt feldolgozását és a belőle lemérhető morfológiai következtetéseket mutatja be ez a tanulmány a teljes és részleges hordalékmozgás megkülönböztetése alapján. A görgetett hordalék pontos szemösszetétele — amely mint látni fogjuk, a vizsgálat alapja — csak a VITUKI által használt tele falú hordalékfogó készülék segítségével határozható meg. Más országokban — különösen durva kavicsot mozgató folyókon — általában rostaszövettel határolt fogókat használnak, amelyek a finom hordalékrészeket átengedik, tehát az ilyen vizsgálatokra alkalmatlanok. I. A teljes és részleges hordalékmozgás fogalma A laboratóriumi .vizsgálatok alapján ismert, hogy a hordalék megindulásának határa (a kritikus mélység, sebességi vagy vízhozam) függ a hordalék szemátmérőjétől. Kis sebességű víz csak a finom szemeket tudja mozgatni, a hegyi patakok lerohanó árvize viszont hatalmas sziklatömböket is képes magával sodorni. Ha laboratóriumi csatornába vegyes szemű, természetes hordalékot teszünk és a víz sebességét fokozatosan növeljük, eleinte csak a finom homokszemek mozgását figyelhetjük meg. Ezt nevezzük részleges hordalékmozgásnak. Később mind nagyobb és nagyobb szemek indulnak útnak, ha pedig a sebesség eléri a keverék legnagyobb szemeihez tartozó kritikus értéket, mozogni kezdenek a legnagyobb szemek is. Ez a teljes (totális) hordalékmozgás. Ugyanez a jelenség megtalálható a természetes * Készült a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetben. vízfolyások hordalékmozgásánál is, azzal a különbséggel, hogy itt gyakran találkozunk a hordaléknak különböző szélességű sávokban való mozgásával. Ilyenkor a meder többi részein nyugalom van. A mozgás határait laboratóriumban csak homogén anyagra tudták szabatosan meghatározni, vegyes szemű hordaléknál átlagértékek megállapítására törekedtek, de éppen azért, mert itt az éles határ elmosódik, a kutatók nagy része a mozgási határokat elveti. Mindenesetre meg kell állapítani, hogy a görgetett hordalékhozamra vonatkozó laboratóriumi kísérleteket általában totális mozgásra végezték, amikor tehát már mindenféle nagyságú szem mozgásban van. Wittmann [13] német folyókon — különösen a Rajnán — végzett hordalékmegfigyelések alapján háromféle vízhozamhatárt határozott meg, amelyek négy mozgási övezetet fognak közre : a) az első határ alatt teljes nyugalom van, b) a második övezetben különböző nagyságú szemek elindulnak, c) a harmadik övezetben általános mozgás van, d) a legfelső határ fölött általános mozgás észlelhető, lebegő, ugráló szemekkel. Megjegyzi, hogy a legfelső, negyedik övezetben levő mozgásállapot csak a legnagyobb árvizeknél lép fel, ezért az akkor mozgó hordalék az évi hozam szempontjából nem döntő, de a mederben nagy változásokat okozhat. A svájci hordalékhozam-kísérletek során is felfigyeltek arra az átmeneti állapotra, amely a nyugalom és a teljes mozgás közt van, amikor a hordaléknak csak finomabb része mozog (MeyerPeter). Einstein [7] a valószínűségelméleti alapon levezetett hordalékszállítási képleténél elméleti összefüggést keres a görgetett hordalékmennyiség, annak szemnagysága, a mederanyag szemösszetétele és a vízmozgást jellemző tényezők között. Élesen megkülönbözteti a fenékanyagot, a kimosott hordalékot, amely finomabb a fenékanyagnál és a fenékhordalékot, amely azonos azzal. Ezenkívül számos kutató érezte azt a nehézséget ami a finomabb szemösszetételű hordalék figyelembevétele körül van, ezért a laboratóriumi kísérletek során a részleges mozgást kiküszöbölni igyekeztek. A teljes és a részleges hordalékmozgás szabatos definícióját Nizery és Braudeau francia kutatók tanulmányában [12] találjuk meg. Nagyméretű szabadtéri modellen végzett kísérletekkel alátámasztott meghatározásuk szerint saját alluviumán mozgó folyóban akkor van teljes (totális)