Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

9. szám - Dr.Krempels Tibor: A tározás árvízi üzemének vizsgálata

Hidrológia a területi, vízgazdálkodás gyakorlatában II. Hidrológiai Közlöny 1969. 8. sz. 399 mezte és 1620 eset közül 23%-ban az „elégtelen túlfolyó" okot adta meg. Hazánkban elsősorban földből lehet völgyzárógátat építeni. Ezért különösen érdekes Mailet és Pacquant alapvető kézikönyvének az a megállapítása, hogy 82 fontosabb földgát katasztrófájának 32 esetben az „elégtelenül méretezett túlfolyó" volt az oka. Az ,,elégtelen" kifejezés félreérthetetlenül utal arra, hogy a tönkremenetel a gát koronáján átbukó víz következménye: a földgátak ezzel a veszéllyel szemben gyakorlatilag védtelenek. A túlfolyó műtárgy méretezése összetett feladat. A vízgyűjtőre hullott nagy csapadékból keletkező árhullám vizsgálata a hidrológia tárgykörébe tartozik. A tározón áthaladó árhullám transzformációja pedig olyan hidraulikai jelenség, mely függ mind a belépő árhullám alakjától és a tározótó geometriai méreteitől, mind a túlfolyó műtárgy típusától, vízemésztési adottságaitól. Az elmúlt két évtizedben számos kisvízfolyásunkon is elkezdték a rendszeres vízhozam észleléseket. Egészen ritka kivételtől eltekintve az egyes mérőállomásokon naponta csak egy leolvasást tesznek. Ily módon adatsorainkat csak a tározók teljesítőképességének meghatározásához használhatjuk; alkalmatlanok viszont az árvizekkel kapcsolatos vizsgálatokhoz. Lauterbach és Glos kimutatta, hogy például a 100—300 km

2 közötti vízgyűjtő esetén és 0,15—0,05 közötti terepeséstől függően 2—4 óra közötti leolvasási időkre lenne szükség. Ez az időtartam egyben meghatározza az árhullám követési számítási időközök (At) hoszszát is. 2. Az árhullámok kialakulása Vizsgáljuk a tározóhoz érkező, a túlfolyó méretezéshez mértékadónak tekintett árhullám időbeni lefutását. Általában nem rendelkezünk elegendő részletességű észlelési adattal. Ezért a vizsgált árhullám alakjára csak tájékoztató jellegű következtetésekre juthatunk. Ezek az adatok azonban alkalmasak arra, hogy megfelelően vizsgáljuk az árhullámok transzformációját. Az összegyülekezési folyamattal szerkesztett egységnyi árhullámkép Adott dombvidéki vízgyűjtőn az összegyiilekezési izokrónok megszerkesztése általánosan ismert. Az izokrónok közötti területek mérőszámát az 7. ábra jobb oldalán tüntettük fel. Az izokrónokat kellően sűrítve, a lépcsős diagram folya.— F / _\is M n/—f "A" 30X / /\ ol I

I I

I I

I ^^ 5Í0J 0 4 8 12 16 20 2i 28 \ T [óra] 1. ábra. Az össze gyülekezési folyamattal szerkesztett egységnyi árhullámkép A T [óra] 2. ábra. A pillanatnyi egységnyi árhullámkép átalakítása véges tartósságú csőhöz matos vonallal helyettesíthető (Lászlóffy). Ezt a diagramot úgy értelmezhetjük, mint egy — a vizsgált vízgyűjtő kifolyási szelvényénél elhelyezkedő — képzetes tározóhoz érkező árhullám lefutási ábráját. Fizikai értelmezésben megfelel a t—0 óra ideig tartó esőből származó árhullámképnek, ezért elnevezése „pillanatnyi egységnyi árhullámkép". A pillanatnyi egységi árhullámkép egyszerűen átalakítható tetszőleges (t) ideig tartó eső egységnyi árhullámképévé (2. ábra). Eljárás hátránya éppen a részletek jó követési lehetőségében rejlik. Még kellő részletességű és kiváló minőségű rétegvonalas térkép birtokában is csak erősen tájékoztató jelleggel lehet meghatározni a lefolyó víz haladási sebességét. Az összegyülekezési folyamat árnyalt követését segítik elő azok az úgynevezett koaxiális csapadéklefolyás grafikonok, amelyek differenciált összefüggéseket állapítanak meg, az évszaktól és az előzetes csapadékindextől függően. A magyar szakirodalomban Szesztay foglalkozott ezzel a kérdéssel. A külföldi irodalomból példaként idézzük Becker dolgozatát. A végeredményként közölt ábra egyértelműen igazolja, hogy a hazai, 24 óránkénti egyszeri leolvasáson alapuló adatsoraink ehhez a módszerhez is alkalmatlanok. Mindaddig tetehát, míg nem rendelkezünk szükséges részletességű adatokkal, kerülő útra kényszerülünk. A vízgyűjtő mint képzetes tározó A vízgyűjtő a csapadékból származó lefolyást a tározótavak árhullámtranszformációs hatásához hasonló módon alakítja át a kifolyási szelvénynél eltávozó árhullámmá. A tározó hatás következtében kimutatható az input és az output között az időbeli eltolódás és ellapulás. Az így felépített modell lényeges előrehaladást jelent a korábbi vizsgálati eljárásokhoz képest. Jobban kezelhető és árnyaltabban írja le a jelenségeket. Mindamellett továbbra is fel kell tételezni az idő invarianciát és kényszerűen koncentrált paramétereket alkalmazunk. A modell tehát alkalmas a tendenciák felismerésére, de felépítése — előrejelzési szempontból — korlátozásokat hordoz magában: hosszabb távon a paraméterek időszakos felülvizsgálatát igényli. Prasad vizsgálatainál koncentrált paraméterű időinvariáns, nemlineáris képzetes tározót vett