Hidrológiai Közlöny 1965 (45. évfolyam)
1. szám - Dr. Kovács György–dr. V. Nagy Imre: A II. Tiszai Vízlépcső tározóterét övező, burkolat nélküli töltések szükséges méreteinek meghatározása
14 Hidrológiai Közlöny 1965. 1. sz. A IL Tiszai Vízlépcső tározóterét övező, burkolat nélküli töltések szükséges méreteinek meghatározása Dr. KOVÁCS GYÖRGY és dr. V. S A G Y IMRE a műszaki tudományok doktorai Bevezetés A II. Tiszai Vízlépcső feladatai közül kiemelendő az, hogy a duzzasztó feletti víztérből kiágazó öntözőrendszerek üzemi vízszintjének biztosításán kívül jelentős mennyiségű víz tározására nyílik lehetőség, s ily módon kielégíthetők a természetes vízkészleten felül jelentkező igények az aszályos időszakokban is. Ebből a célból a legnagyobb árvízszintet is megközelítő 91,50 méter Af. szintű duzzasztás biztosítandó, amely a duzzasztó környezetében átlagosan 3 m-rel haladja meg a hullámtéri terep szintjét. A tározó felső szakaszán a közel állandó duzzasztási szint (az 500 m 3/sec vízhozamoknál kisebb hozamú időszakokban kialakuló vízszint) relatív — a hullámtéri térszinthez viszonyított — magassága fokozatosan csökken. A töltések által támasztott legmagasabb vízszint azonban közelítőleg állandó, mivel az árvízszint esése a terep esésével szinte megegyező. Az árvédelmi töltések jelenlegi szelvénye nem nyújt majd elégséges védelmet az új helyzetben, mert az eddigiekkel ellentétben a töltések a tározótér mentén állandó vizet fognak tartani. A töltések erősítése általában két feladat megoldását teszi szükségessé: a töltésen át és a töltés alatt meginduló szivárgás elleni védelem kiépítését, továbbá a víz felőli rézsű hullámverés elleni biztosítását. A korábbi tervekben a töltések víz felőli rézsűjén burkolat építését irányozták elő, a szivárgás elleni védelem biztosítására pedig a mentett oldali töltésláb vonalában szivárgót terveztek. Mivel azonban a szivárgás elleni biztonság érdekében meghatározott szivárgási úthossz nagyságát is elő kell írni, ezért szükségessé vált a töltések lábszélességének növelése. Az így kialakult töltésalak alapján felvetődött a lehetőség, hogy az előterítéssel megnövelt rézsűszakaszon kialakuló lapos rézsű elhagyhatóvá tenné a hullám védelmet szolgáló nehéz burkolatot. Az új töltésszelvény kialakításához jelentős földmozgatás szükséges, azonban a földmunka egységára a nagyobb tömegek mozgatása esetében csökkenthető. A földgátak rézsűinek hullámverés elleni védelmére a vízépítési gyakorlat eddig kizárólag a klasszikus ún. „passzív" védekezési eljárásokat alkalmazta, azaz különböző anyagú (kőrakat, kőszórás, beton stb.) burkolatokat építettek. Ugyanakkor ezek a burkolatok egyes irodalmi adatok szerint az egész földgát építési költségében mintegy 25—50%-kal szerepeltek. A tározók parteróziójával kapcsolatos vizsgálati eredmények elemzése során kitűnt, hogy a rézsű hullámveréssel szembeni állékonyságának kritériumait a rézsű hajlásszöge, a rézsűt alkotó anyag szemszerkezeti összetétele, valamint a hullám magassága egyértelműen megszabja. A hullámverés hatására ugyanis a part olyan dinamikus egyensúlyi állapot felé törekszik, amely megfelel az adott hullámrendszer által a partra gyakorolt erőhatásoknak. így jutottunk el a dinamikai egyensúlyban lévő rézsű, azaz az ún.,,aktív"-burkolat gondolatához. Az aktív-burkolat tehát adott hullámrendszer esetén egy olyan hajlású és szemösszetétellel rendelkező rézsűt jelent, amelyen a felfutó hullámok energiája fokozatosan kioltódik, azaz a különböző előjelű lokális rézsűváltozások hatása az időben kiegyenlítődik. 1. A méretezéshez szükséges hidrológiai és meteorológiai adatok Az állékony töltésszelvény meghatározásához ismernünk kell a hullámok jellemző méreteit, amelyeket viszont elsősorban a meghajtási hossz, a szélsebesség és a vízmélység határoz meg. A hullámtéri vízborítás jellemző mélységét legszemléltetőbben a hossz-szelvény mutatja, amelyen a különböző vízhozamokhoz tartozó duzzasztott vízszintek összevethetők a hossz-szelvényben feltüntetett jobb és bal parti partéi magasságával (1. ábra). Figyelembe véve, hogy a hullámtér általában mélyebb a partélnél, megállapítható, hogy a legnagyobb vízborítás átlagosan 3 m. A vízlépcső közvetlen környezetében ez a vízmélység közelítőleg állandó, míg a folyó mentén felfelé haladva, a kisvízi hozamokhoz tartozó, közel állandó vízszint magassága az átlagos terepszinthez viszonyítva fokozatosan csökken. A vízszint magasságának időbeli változását a 2. ábrán bemutatott tartóssági görbék jellemzik. Sajnos a meteorológiai adatok közül a számításokhoz szükséges szélsebesség adatokról nincsenek olyan részletes megfigyelések, mint a vízállásokról. A védővonal egyenlő fokú biztonságának megvalósítása érdekében ugyanis azokat a szakaszokat, amelyek állandóan vizet tartanak, kisebb valószínűségű, nagyobb erősségű szél hatásának figyelembevételével kell méreteznünk, mint a csak időnként ismétlődő árvíz hatásának kitett részeket. Ezért arra törekedtünk, hogy közelítő adatokat állapítsunk meg az 1%-os és 10%-os valószínűségű szélsebességekre vonatkozóan. Hosszabb megfigyelésen alapuló adatsor csak a budapesti állomásról állt rendelkezésünkre. Ezeknek az adatoknak az alapján meghatároztuk az eddig előfordult legnagyobb, az évente ismétlődő, valamint az évente gyakrabban ismétlődő szelek sebességeit. Ez a három adat a Hazen-féle valószínűségi skálán 3 pontot jelölt ki, amelyek segítségével megszerkeszthettük a valószínű szélsebesség eloszlását ábrázoló egyenest (3. ábra). Az évi közepes szélsebességek ismert adatainak összevetéséből (Budapest 1,8 m/sec, Tiszavölgy 1,5 m/sec) megállapíthattuk, hogy az általunk vizsgált területen — amely az ország legkisebb szélsebességgel jellemezhető része — mintegy 20%-kal kisebb a szélsebesség, mint Budapesten.
