Hidrológiai Közlöny 1953 (33. évfolyam)

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

116 Hidrológiai Közlöny. 33. évf. 1953. 3—4. sz. Szalay M.: Árvédelmi töltések vizsgálata Az árvédelmi töltések átázásának új kritériuma Az előbbi fejezetben láttuk, hogy a földgátakra érvényes szivárgási képletek nem veszik figyelembe az árvíz tartósságát és így árvédelmi töltéseknél történő alkalmazásuk veszélyes. Ezen jellegű képletek alapsajátsága ugyanis, hogy a víznek a mentett oldalon a gáttestből ki kell lépnie, különben nem volna stacioner áramlás elképzelhető. Ha pedig a víz a mentett oldalon kilép, a képlet nem lehet kritériuma a gáttest átázás szempontjából megfelelő, vagy meg nem felelő voltának. így ezt a körülményt a gyakorlat is tudomásul vette és megelégedett azzal, hogy a képletből számított átszivárgó vízhozam ne legyen nagy, s hogy a görbe a gát körvonalát egy be- és egy kilépési ponton kívül ne messe. Ez utóbbi kikötések azonban csak homályosan körvonalazhatók és nem adják számszerű mértékét valamely töltés átázás elleni biztonságának. Meglévő töltéseink legnagyobb része még fennállása óta sohasem ázott át, holott az említett görbék bármelyike minden esetben kisebb-nagyobb átszivárgó vízhozamot ad. Űj kritériumunk felállításánál változatlanul fenntartjuk a vízzáró altalaj feltételezését. Kétségtelen, hogy ilyen a valóságban legtöbbször nincs, mégis ezen feltevés mellett szól az, hogy a számítás egyáltalán csak így hajtható végre és az hogy a biztonság javára szolgál. Az időtényező figyelembevétele kétféleképpen történhet két gyakorlati alapesetnek megfelelően : 1. Az árhullám valóban hullám, vagyis sinusgörbe alakú (2. ábra). Helyettesítő egyenes fm-h'konst) tényleges vízallósgarbe 3. ábra. Négyszögalakú árhullám. 2. Az árvíz időgörbéje jól helyettesíthető egy téglalappal (3. ábra). Először az első, általánosabb és bonyolultabb esetre fogjuk levezetni a szivárgási görbe alakját. Legyen tehát az m vízmagasság a hullámtér szintje felett a t idő alábbi függvénye : 71 m=f{t) — h-sin y-í, (1) ahol h a hullámtéren mért maximális vízborítás, vagyis a sinusgörbe fél amplitúdója. Másik a számítás során teendő egyszerűsítésünk az, hogy az áramlás nem a fentebb már említett hiperbolák, hanem vízszintes elemi lamellák mentén történik, vagyis a sebesség függőleges összetevője : v

z = 0. Ezen feltevés (Dupuit-féle hipotézis) ugyan nem szigorúan helytálló, viszont a szivárgás hidraulikájában igen elterjedt és a kísérletek tanúsága szerint a belőle számított és a mért értékek közt csak néhány % eltérés mutatkozik. A számítást Darcy-törvényből kiindulva végezhetjük (4. ábra). Kiragadva egy tetszésszerinti elemi lamellát a gáttestből, erre nézve felírhatjuk, hogy : v — k-i az i esés azonban esetünkben így is írható : h m — z 1 = T = £ ' ahol z = a lamella magassága a vízzáró talaj fölött £ = a szivárgás úthossza a gát rézsűjén és alapján átfektetett (f, z') koordinátarendszerben. A fizikából ismeretes összefüggés szerint : v = illetve d£ — v-dt. dt Ha a dg elemi úthossz képletébe behelyettesítjük a megfelelő értékeket, kapjuk eredményül a m dt d£ = k s egyenletet. Mivel azonban m is t függvénye, ennek értékét is behelyettesítjük, majd a változók szétválasztása után integrálunk : J*V=*J> = 2 k(C-** V 71 • 7

1 , sm j^t — z) dt, £

2 71 ~T cos — t — ztj, fc 2k (C • hT cos 71 71 \ -yt — zty 4. ábra. A szivárgási görbe levezetéséhez.