Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

1. szám - Bozóky-Szeszich Károly: Vízellátási csőhálózatok néhány különleges hidraulikai kérdésnek vizsgálata elektronikus számítógéppel

Hidrológiai Közlöny 1968. 1. sz. 26 VÍZELLÁTÁS Vízellátási csőhálózatok néhány különleges hidraulikai kérdésének vizsgálata elektronikus számítógéppel BOZŐKV —SZESZICH KÁEOI. Y* Immár három évtized telt el azóta, hogy 1936-ban a Szovjetunióban Lobacsev és az USA-ban ugyanazon évben Cross közzétette eljárását, mely a vízellátási körhálózatokban végbemenő áramlási viszonyok nagy pontosságú számítását teszi lehetővé. A módszer gyakorlati alkalmazása mind a külföldi, mind a hazai gyakorlatban csak a második világháborút követő években kezdődött meg. A széleskörű alkalmazás külföldi viszonylatban is csak alig egy évtizedes múltra tekint vissza, hazai viszonylatban pedig csak néhány esetben alkalmazták ezt a módszert. Az eljárás, mely hazánkban Cross-módszer néven ismert, munkaigényesebb mint a még ma is használt ún. átvágásos módszer. Kin hálózatok hidraulikai vizsgálatánál — főleg ha a hazai általános gyakorlatnak megfelelően azzal a feltételezéssel élünk, hogy az egész hálózatot csak a tározó (medence vagy víztorony) táplálja — az átvágásos módszer is a tényleges hidraulikai viszonyokat elég jól megközelítő eredményeket szolgáltathat. Nagy hálózatok esetében a Cross-módszer munkaigényessége csökkenthető ugyan, ha a hálózatnak csak a legnagyobb átmérőjű ágait vesszük figyelembe, de a még mindig munkaigényes számítás az elhanyagolások miatt a ténylegestől eltérő eredményeket szolgáltathat. Feltehetőleg a felsorolt körülmények nagy mértékben csökkentették a módszer széleskörű alkalmazásbavételét. A nagyteljesítményű elektronikus számítógépek sok ágból és sok gyűrűből álló hálózatoknak a Crossmódszer alkalmazásával végzett hidraulikai vizsgálatát is lehetővé teszik. Sőt ezen túlmenően a számítógéppel olyan kérdések vizsgálata is elvégezhető, amelyek az átvágásos módszerrel csak rendkívül durva közelítéssel vagy csak ismételt próbálgatással — tehát ugyancsak munkaigényesen számíthatók. Az elektronikus számítógépekkel a számítások gyorsan és nagy pontossággal végezhetők el, az eredmények megbízhatósága azonban mindenkor a kiindulási adatok pontosságától, megbízhatóságától függ. Vízellátási hálózatok esetében a fogyasztók számának és vízszükségletének távlati alakulása, a fogyasztás ingadozása (mind az éven belül az évszakok, mind az egyes napokon belül az órák szerint), a csővezeték érdessége és annak változása a cső életkorától függően azok a legfontosabb tényezők, amelyek a kiindulási adatokban bizonytalanságot okoznak. Ezeknek a kérdéseknek fontosságát eddig is érezte mindenki, a számítógépek alkalmazása azonban még inkább előtérbe állította ezeket. Ha tehát az elektronikus számítógépeket a vízellátási hálózatok tervezésénél igénybe akarjuk venni, akkor több, különböző iránvií vizsgálat szükséges. Ki kell dolgozni a számítógépekkel meg* Budapesti Műszaki Egyetem, Vízgazdálkodási Tanszék. Budapest. oldandó számítások módszereit, a kiindulási adatok pontosabb meghatározása érdekében a matematikai statisztikai eljárások közül ki kell választani az alkalmasat, esetleg újakat kell kidolgozni, a körhálózatok műszaki-gazdasági tervezésének alapelveit meg kell határozni. Tudomásul kell azonban vennünk, hogy a kiindulási adatokban bizonyos fokit bizonytalanság mindig meg fog maradni, melyet csökkenteni tudunk, de megszüntetni sohasem. Tegyük fel például. hogy a fogyasztók távlati számát ±5% pontossággal meg tudjuk állapítani, a fajlagos vízszükségletet pedig ±10% pontossággal ismerjük. A vízszükségletnek ekkora hibákkal történő meghatározását még nagyon pontosnak tekinthetjük, de még ebben az esetben is a lehetséges vízszükségletek között 35%-os eltérés áll fenn. Ezekután feltehető a kérdés, hogy a hálózat hidraulikai méretezése egyáltalán indokolt-e, nem elegendő-e a jó műszaki érzéken alapuló becslés, vagy a méretezést nagy mértékben leegyszerűsítő átvágásos módszer ? A válasz egyértelműen: nem, A statikai számításoknál —- például egv híd esetében — a tervező a járművek jeleidegi súlyát és méreteit ismeri, de hogy a jövőben ezek hogyan fognak fejlődni, azt még csak nem is sejti. De nem is kell tudnia, mert előírások alapján veszi figyelembe a híd egyes elemeire mértékadó terheléseket. Az előírások ezeket a mértékadó terheléseket gondos elemzés alapján adják meg, a fejlődés mégis magával hozhatja, hogy nagyobb súlyú vagy nagyobb tengelynyomású járművek is megjelennek, mint amilyenre a hidat méretezték. Éppen ezért általában tábla jelzi, hogy a hidat milyen súlyú járművek vehetik igénybe, ha nagyobb súlyú járművek jelennek meg a forgalomban és azok csak ritkán jelennek meg, akkor ezeket esetleg kis forgalmú időszakban át lehet engedni, ha azonban sok ilyen jármű vesz részt a forgalomban, akkor a híd egyes tartóit meg kell erősíteni. Feltehető a kérdés, hogy ez a tervezési szemlélet a vízmű hálózatok esetében nem alkalmazható-e? A válasz: igen. A hálózat hidraulikai vizsgálatánál a terheléseket, a fogyasztásokat az érvényes előírások gondos alkalmazásával kell figyelembe venni (a különbség abban áll a híd és a vízmű hálózat tervezése között, hogy utóbbinál az előírásoknak kevésbé mereveknek kell lenniük és nagyobb szabadságot kell adniok a tervezői mérlegelésnek). A terhelések gondos meghatározása után a hálózatot olyanra kell tervezni, hogy az alapulvett, mértékadónak tekintett esetekben valóban maradéktalanul elláthassa feladatát. Ez más szóval azt jelenti, hogv az alapulvett fogyasztás esetén a szükséges