Hidrológiai Közlöny 1953 (33. évfolyam)

3-4. szám - Szalay Miklós: Az árvédelmi töltések méreteinek ellenőrzése, különös tekintettel azok átázására

Szalay M.: Árvédelmi töltések vizsgálata Hidrológiai Közlöny. 33. évf. 1953. 3—4. sz. 109 nél azonban az utólagos védekezésnek csak két módja van : a) a töltés két oldalán a teherbíró altalajig lenyúló kotrásba elhelyezett jóminőségű homokkitöltés, és b) olyan mértékű töltésszélesítés, amely mellett az elméletileg megállapítható csúszólapok már teherbíró altalajba metszenek bele s így a valóságban már kialakulni nem tudnak. 5. A töltés átázás elleni biztonsága A töltések átázás elleni biztonsága, amely — mint erre már a címben is utaltunk •— jelen tanulmány gerincét képezi, tudományosan eddig megoldott kérdésnek nem volt tekinthető. Noha az árvédelmi töltés állékonysága legnagyobb mértékben attól függ, hogy a gáttestbe szivárgó víz a mentett oldalon meg ne jelenjék, s így hidraulikus talajtörést eredményező kimosásokat a gáttestben ne okozhasson, eddig még nagyságrendi adatok sem álltak rendelkezésre arra nézve, hogy egy meghatározott időtartamú és magasságú árvíz, meghatározott áteresztőképességű töltésben mekkora átázást okoz, illetve mekkorának kell lennie adott viszonyok mellett egy töltésnek, hogy az átszivárgó víz a mentett oldalon még ne jelenjék meg. Jelen tanulmány keretében a szerző ezért igyekszik rövid áttekintést adni egyrészt azon törekvésekről, amelyek eddig ezen probléma megoldására irányultak, másrészt saját kísérletei és számításai alapján javaslatot kíván tenni olyan eljárásra, amelynek segítségével a töltések átázásának kérdése, ha nem is teljes szabatossággal, de a gyakorlat számára megbízható pontossággal, megoldást nyerhet. Földgátakban kialakuló szivárgási görbe A kutatók legnagyobb része eddig csak földgátakban kialakuló szivárgási görbék alakjára igyekezett képletet levezetni. Ezen göibék alapfeltételei lényegesen különböznek az árvédelmi töltéseknél adódó körülményektől. Földgátakat általában állandó értékű és gyakorlatilag végtelen időtartamú víznyomás támadja, amelynek eredménye stacionárius potenciáláramlás a gáttestben és ezt elhatároló időben állandó szivárgási görbe, amely maga is áramvonal. Árvédelmi töltéseknél azonban a víznyomás változó értékű és viszonylag rövid időtartamú, amelynek eredménye időben változó áramlás és szivárgási görbe. Annak ellenére, hogy a két kiindulási alap merőben különböző, az eddigi gyakorlat — jobb híján — a földgátakra érvényes számításokat átvitte árvédelmi töltésekre is. Ezen eljárás abszurd eredményekre vezetett, amint később látni fogjuk. Előbb azonban a történeti hűség kedvéért bemutatjuk az előbb említett szivárgási görbéket is. Ezek az irodalomban igen nagy számmal szerepelnek és különféle formáik nem annyira a kiadódó eredményben, hanem legfeljebb a számítás könynyebb, vagy nehezebb volta tekintetében térnek el egymástól. Két alaptípusuk van, amelyeket 'parabolikusnak, illetve inflexiósnak nevezhetünk. Az első csoportba tartoznak Casagrande és Schaffernak görbéi [2], [1], míg a másodikba Zamarin [4], Szimakov [5], Ugincsusz [6], Agroszkin [7] és Dachler [8] képletei. A két típusú görbe alakját az 1. ábra mutatja be. A képletek ismertePorooohkus szivorgosi görbe Inflexiós -«- -"1. ábra. Duzzasztógátak szivárgási görbéi. tését terjedelmes voltuk miatt, valamint azért, mert nem tartoznak szorosan tárgyunkhoz, ezúttal mellőzzük. Csak annyit jegyzünk meg, hogy az inflexiós típus a valóságot jobban megközelíti, mivel — részben empirikus, részben elméleti úton — figyelembe veszi azt a körülményt, hogy a víz beáramlása a gáttestbe a rézsűre merőlegesen indul meg. A szerző, valamint Dachler DUNA,Komárom 1941 '377DUNA Mohács 1941 '470 '667 1116^ 111.20 Elméleti sinusvonal (m = h sin — t ) Tényleges vízállásgörbe ^ "T" Árvédelmi töltés előtérszintje 2. ábra. Sinus-alakú árhullámok. kísérletei ugyanis kimutatták, hogy a vízzáró alapon nyugvó, egyik oldalról a hajlásszögű rézsüvei elhatárolt földtestben az áramlás hiperbolák mentén történik, amely hiperbolák a gátrézsüre merőlegesek, aszimptotáik egymással 2x szöget zárnak be, polárkoordinátás egyenletük pedig : ÍZ ^ w = Ar " sin — 2x ahol r, ft = polárkoordináták, A = az áteresztőképességtől függő állandó, ip = az áramvonal paramétere. Ha a fentemlített földtest a másik oldalról is rézsüvei határolt, akkor a hiperbola egy depressziós görbével kombinálódik s így alakul ki a végleges szivárgási görbe, amelynek szabatos analitikai megoldása még ismeretlen, de a közeljövő kutatási feladatát képezi. Ezen görbe alakilag azonos az irodalomban szereplő és fentebb említett félempirikus inflexiós típusú görbékkel.