Hidrológia és hidraulika

Tartalom

Előszó 3
I. rész: Hidraulika 5
1. Bevezetés 7
1.1. A hidraulika tárgya 7
1.2. A hidraulika történetéből 7
2. A folyadékok fizikai tulajdonságai 9
2.1. A folyadék fogalma, szerkezete 9
2.2. A folyadékok fajsúlya és sűrűsége 9
2.3. A folyadékok összenyomhatósága v. 11
2.4. A folyadékok hőmérsékleti tágulása 13
2.5. A nyomásváltozás terjedése folyadékokban 14
2.6. A folyadékok belső súrlódása 15
2.7. A folyadékok felületi feszültsége 17
2.8. A víz halmazállapot változásai 19
2.9. Ideális és valóságos folyadék 20
3. A folyadékok egyensúlyának vizsgálata (hidrosztatika) 21
3.1. A folyadékok belső feszültségi állapotának jellege 21
3.2. A hidrosztatika alapegyenlete (Euler-tétel) 22
3.3. A hidrosztatika alapegyenlete nyugalomban levő folyadéktér esetében 26
3.4. A hidrosztatika alaptörvényének néhány alkalmazása 28
3.4.1. Közlekedőedények, manométerek 28
3.4.2. Pascal tétele. A hidraulikus emelő 32
3.5. A hidrosztatikai alapegyenlet alkalmazása gyorsuló folyadékrendszerekre 35
3.6. Sík felületekre ható folyadéknyomás 38
3.6.1. Folyadéknyomás vízszintes síkfelületekre 38
3.6.2. Folyadéknyomás általános helyzetű síkidomra 39
3.6.3. A ferde sikidomra ható nyomóerő támadáspontja 40
3.6.4. Nyomásábra szerkesztése sík felületre 42
3.6.5. A nyomóerő vízszintes és függőleges összetevőjének meghatározása 44
3.6.6. Víznyomással kétoldalról terhelt felületek nyomásábrái 46
3.7. Folyadéknyomás görbe felületekre 47
3. 7.1. Tetszőleges görbe felületre ható nyomóerő 49
3. 7. 2. Egyszerű görbe felületekre ható nyomóerő 49
3.7.3. A gyűrűfeszültség meghatározása 51
3.8. A folyadékba merült testekre ható folyadéknyomás 52
3.8.1. Felhajtóerő 52
3.8.2. Úszó testek egyensúlya 54
4. A folyadékok kinematikája . 57
4.1. A kinematika tárgya és vizsgálati módszerei 57
4.2. A kinematika alapfogalmai 58
4.3. A folyadékmozgások fajtái 59
4.4. A folytonosság (kontinuitás) egyenlete 61
5. A folyadékok mozgásának alapegyenletei 63
5.1. Az ideális folyadékok mozgásának Euler-féle alapegyenlete 63
5.2. Bernoulli tétele ideális folyadékokra 66
5.3. Bernoulli egyenletének értelmezése 66
5.4. A valóságos folyadékok mozgása. Az általánosított Bernoulli egyenlet 68
5.5. Bernoulli egyenletének értelmezése az áramlás teljes szelvényére 70
5.6. Bernoulli egyenletének néhány alkalmazása 71
5.6.1. Víz sebességének mérése Pitot-csővel 72
5.6.2. Vízhozammérés Venturi-csővel 73
5.7. A folyadékok lamináris és turbulens mozgása 74
6. Permanens folyadékmozgás csővezetékben 77
6.1. Lamináris folyadékmozgás csővezetékben 77
6.2. Energiaveszteség lamináris folyadékmozgásnál 80
6.3. Turbulens folyadékmozgás csővezetékben 81
6.4. Energiaveszteség turbulens folyadékmozgásnál 82
6.4.1. Súrlódási energiaveszteség 82
6.4.2. Helyi energiaveszteségek 86
6.5. Csővezetékek hidraulikai méretezése 91
6.5.1. Rövid csővezeték méretezése 92
6.5.2. Hosszú csővezeték méretezése 93
6.5.3. Szivattyúk szívócsövének méretezése 94
6.5.4. Szifon méretezése 95
6.5.5. Elágazó csőhálózatok méretezése 96
6.5.6. Körvezetékes csőhálózatok méretezése 98
7. Permanens folyadékmozgás nyíltfelszínű medrekben 104
7.1. Áramló és rohanó vízmozgás 104
7.2. Permanens egyenletes vízmozgás primatikus medrekben 108
7.2.1. A hidraulikai méretezés alapegyenlete 108
7.2.2. Nyíltfelszínű csatornás méretezés 111
7.3. Permanens fokozatosan változó vízmozgások 117
7.3.1. Természetes vízfolyások vízszínvonalának meghatározása 111
7.3.2. Duzzasztási görbe szerkesztése 118
8. A műtárgyak utófenekének hidraulikai méretezése 121
8.1. A vízugrás 121
8.2. Sík utófenék méretezése 125
8.3. Süllyesztett utófenék méretezése 126
9. Nyílásokon, zsiliptáblák alatt kifolyó és bukógátakon átbukó vízhozarn 129
9.1. Kifolyás oldalnyíláson 129
9.2. Kifolyás fenéknyíláson 132
9.3. Nyomás alatti átfolyás 132
9.4. Zsiliptábla alatti kifolyás az alvíz visszahatása nélkül 133
9.5. Bukógátak 135
10. Talajvízmozgások vizsgálata 141
10.1. A szivárgás Darcy-féle törvénye 141
10.2. Teljes kút vízhozama 143
10.3. Vízgyűjtő galéria vízhozama 144
10.4. Gát alatti szivárgás 145
11. Irodalom 149
II. rész. Hidrológia 151
1. Bevezetés 153
2. A víz földi körforgásának alapelemei 154
2.1. A föld vízháztartása 154
2.1.1. A föld vízkészlete 154
2.1*2. A víz megjelenési formái 159
2.1.3. A hidrológiai körfolyamat 159
2.1.4. A légkör általános jellemzése 159
2.1.5. Vízháztartási mérlegek 161
2.2. A víz földi körforgásának fizikai tényezői (meteorológia) 161
2.2.1. A napsugárzás 161
2.2.2. A hőmérséklet 3
2.2.3. A légnyomás 168
2.2.4. A párolgás 169
2.2.41. A levegő nedvességtartalma 169
2.2.42. Vízfelületek párolgása 172
2.2.43. A talaj és a növényzet párolgása 173
2.2.44. A lehetséges párolgás 174
2.2.45. A párolgás területi és időbeli eloszlása 175
2.2.5. A pára és légtömegek mozgása 175
2.2.6. Kondenzációs jelenségek 178
2.2.7. Légköri csapadékok 178
2.2.71. A csapadékok keletkezése és fajtái 178
2.2.72. A csapadékok mérése 179
2.2.73. A légkori csapadékok mennyiségi jellemzői 180
2.2. 74. A csapadékok területi eloszlása 181
2.2. 75. A hótakaró felhalmozódása és olvadása 182
2.2.8. A csapadékviszonyok vizsgálata 182
2.2.81. Esőintenzitás, esőkarakterisztika 182
2.2.82. A csapadékmaximum függvény 183
2.2.9. A mérési eredmények feldolgozása és közzététele 186
2.2.91. Meteorológiai állomások 186
2.2.92. Mérési eredmények lokális és szinoptikus feldolgozása 186
2.2.93. A hidrológiai év 187
2.2.94. Magyarország éghajlata 188
2.3. A lefolyás vizsgálata I89
2.3.1. A lefolyás általános jellemzése lg9
2.3.2. A lefolyás számítása az egyidejű lefolyásvonalak módszerével 190
2.3.21. A vízgyűjtőterület 191
2.3.22. Az összegyülekezési idő 192
2.3.23. A vízgyűjtőkarakterisztika 194
2.3.24. A mértékadó eső meghatározása 194
2.3.3. A lefolyás számítása tapasztalati képletek és lefolyási térképek alkalmazásával 196
3. A szárazföldek felszíni és földalatti vizei 199
3.1. Természetes vízfolyások vizsgálata 199
3.1.1. Vízfolyások osztályozása
3.1.2. Vízfolyások alaktani vizsgálata 199
3.1.21. Folyóvölgyek kialakulása 199
3.1.22. Vízfolyások vízgyűjtőterülete 200
3.1.23. A folyómeder és részei 201
3.1.3. Vízfolyások hidraulikai vizsgálata
3.1.31. Vízmozgás folyómedrekben 203
3.1.32. Árhullámok levonulása 205
3.1.4. Vízfolyások fizikai vizsgálata 206
3.1.41. Hordalékmozgás és mederalakulás
3.1.42. A görgetett és a lebegtetett hordalék mozgása 207
3.1.43. Vízfolyások hordalékhozama 210
3.1.44. Vízfolyások jégviszonyai 210
3.2. Az állóvizek vizsgálata 212
3.2.1. Az állóvizek keletkezése és fajai 211
3.2.2. Az állóvizek alaktani vizsgálata 213
3.2.3. Tavak vizének mozgás jelenségei 214
3.2.4. Hordalékmozgás a tavakban 216
3.3. Földalatti vizek vizsgálata 217
3.3.1. Földalatti vizek származása és megjelenési formái 218
3.3.2. Földalatti vizek fizikai és kémiai tulajdonságai 223
3.3.3. Források és kutak 223
Hidrológiai mérések (hidrometria) 226
4.1. Vízállásmegfigyelések 226
4.2. A vízszintezés mérése 228
4.3. A vízmélység mérése 229
4.4. Mederfelvétel 230
4.5. A vízsebesség mérése 233
4.5.1. Sebességmérési módszerek és műszerek 233
4.5.2. A sebességmérés végrehajtása forgóműves sebességmérővel 233
4.6. Vízhozam mér és 235
4.6.1. Vízhozammérés beépített berendezésekkel 238
4.6.2. Vízhozammérés forgóműves sebességmérővel 239
4.6.3. Kémiai vízhozammérés 240
4. A hordalék mérése 241
4.8. Talajvízszint-megfigyelések 242
Műszaki hidrológiai feldolgozások 245
5.1. A folyók vízjárása 245
5.1.1. Jellemző vízállások 246
5.1.2. A vízjárás grafikus jellemzése 249
5.2. A vízjárási elemek közötti kapcsolatok 251
5.2.1. A mércekapcsolati vonal 251
5.2.2. Vízállás és vízhozam közötti kapcsolat (vízhozamgörbe) 252
5.2.3. A vízhozamösszegező vonal 254
5.3. Hidrológiai adatsorok matematikai vizsgálata 255
5.3.1. Adatsor és jellemzése 255
5.3.2. Adatsorok közötti kapcsolat 257
5.3.3. Valószínűségszámítási alapfogalmak 262
5.3.31. A momentumok fogalma 263
5.3.32. Elméleti eloszlásfüggvények 266
. Irodalom 269

Témakörök