Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)
8. szám - Dr. Bogárdi István: A szigetelőszőnyeg gazdaságos szélessége
26'6 Hidrológiai Közlöny 1968. 7. sz. VÍZÉPÍTÉS A szigetelőszőnyeg gazdaságos szélessége Dr. BOGÁRDI ISTVÁN Bevezetés A vízépítési gyakorlatban gyakran felmerül töltések előtt a vízfelőli oldalon szigetelőszőnyeg létesítése. Az ilyen szigetelőszőnyeg hatása kettős: egyrészt a mentesített oldalon csökkenti a talajtörés szempontjából mértékadó kilépési hidraulikus gradienst, másrészt az átszivárgó vízhozamot. A tervezés során — a szőnyeg anyagának és építéstechnológiájának meghatározása mellett — a legfontosabb feladat a szigetelőszőnyeg szélességének megállapítása. A korábbiakban a szigetelőszőnyeg szélességét tisztán hidraulikai alapon igyekeztek megállapítani. Legkedvezőbb szigetelőszőnyeg szélességnek pl. azt tekintették, amelynek növelése révén az átszivárgó vízhozam már csak kismértékben csökken, vagy azt, amelynél talajtörés már biztosan nem lép fel. Ilyen szempontból a kapott szigetelőszőnyeg szélesség valóban legkedvezőbb, de nem biztos, hogy az, a teljes töltésszakasz és lecsapoló rendszer szempontjából. A valóban legkedvezőbb szigetelőszőnyeg szélesség tisztán hidraulikai alapon nem határozható meg, hanem a gazdaságosságot is figyelembe kell venni. A tanulmányban a szigetelőszőnyeggel kapcsolatos költségek (a szigetelőszőnyeg és a lecsapoló rendszer költségei, valamint a termelhető többletenergia értéke) alapján eljárást dolgozunk ki, amelynek segítségével a legkedvezőbb szigetelőszőnyeg szélesség kiszámítható. A feladat megfogalmazása. Feltételezések Ha valamely duzzasztott folyószakasz, tározó, vagy egyéb hasonló létesítmény töltése előtt a vízfelőli oldalon növelik a szigetelőszőnyeg szélességét, csökken a töltés alatt átszivárgó vízhozam, s vele együtt a mentett oldalon a lecsapoló rendszer költsége, és vízerőhasznosítás esetén növekszik a termelhető energiamennyiség. Ennélfogva a szigetelőszőnyeg legkedvezőbb szélességének azt a szélességet tekintjük, amelynél a szigetelőszőnyeg, és lecsapoló rendszer költségeinek, valamint a többlet energiamennyiség értékének összege a legkisebb. A feladat általános megoldása nagyon bonyolult, mert az összes költségtényezőt figyelembe kellene venni. Mivel célunk az, hogy a tervezéshez közvetlenül alkalmazható eljárást adjunk, szükséges néhány alapvető feltételezést tennünk. Természetesen ügyelünk arra, hogy ha a gyakorlatban a bemutatott esettől eltérő körülmények fordulnak elő, a módszert — a megfelelő átalakítások után — alkalmazni lehessen. Az alapfeltételezések a következők: 1. A szigetelőszőnyeg és a vízfelőli rézsűburkolat az altalajhoz viszonyítva teljesen vízzáró. Tehát a beszivárgás csak a szőnyeg végénél kezdődhet. 2. A vízvezető talaj egyrétegű és minden irányban azonos k szivárgási tényezővel jellemezhető. 3. A töltés méreteit más jellegű állékonysági vizsgálatokkal már meghatározták. 4. A megengedett mentett oldali kilépési gradiens alapján a szigetelőszőnyeg legkisebb szélességét (/min) kiszámították. 5. A töltés alatt átszivárgó vízhozamot az irodalomból ismert [1] közelítő képlettel számítjuk (jelölések az 1. ábrán). Ha T/l + L < 0,25: KH -T g= wn , T \ í 1) Ha T/l+L> 0,25: E(l+L) k-T-(H-h x) 3 (1+mhJE (2 ) A töltésben kialakuló depressziós görbe kezdeti koordinátája: K=——JJ ahol az 1. ábrán látható jelöléseken kívül az E javító tényező T/l + L függvényében a következő táblázatból vehető ki: T/L: 10,0 5,0 2,5 1,0 0,5 0,25 0,05 E 7TCÍ1 4,85~3705 M7 1,44 lj~2 LL5 Megállapítottuk azonban, hogy ha a h x kezdeti koordináta képletét a (2) egyenletbe behelyettesítjük, — egyszerűsítések után — az (1) egyenletre jutunk. Ennek megfelelően a továbbiakban, a T/l + L viszonytól függetlenül az (1) egyenletet alkalmaztuk. Többrétegű vízvezető talaj esetére nem dolgoztunk ki eljárást, de valamely közelítő számítás (pl.: Galli-féle [2]) felhasználásával ennek sincs akadálya. Rézsűburkolat bd) ' Szigetelószönyeg.k-O l0Bt Vizvezető réteg, k varga vnhozony Vízzáró réteg 1. ábra. Az alkalmazott jelölések
