Hidrológiai Közlöny 1972 (52. évfolyam)

3. szám - Herzóg Henrik: A tározó gátrendszerének stabilitási kérdései

134 Hidrológiai Közlöny 1972. 3. sz. Herzog H.: A tározó gátrendszerének stabilitási kérdései szakos csökkenésével járna. Ez a módszer távolról beszerezhető nagymennyiségű szűrőanyag aprólékos munkával történő beépítését kívánná meg. Legnagyobb hátránya azonban az, hogy karbantartása, esetleges továbbfejlesztése és a tárolótérből szívókotróval kitermelendő hordaléknak a gátak mögötti deponálása alig egyeztethető össze. Éppen ez a szempont játszott lényeges szerepet abban, hogy a szivárgó vizeket összegyűjtő csatornát — mely a homokréteget is megcsapolja — a gáttól aránylag messze 80—100 m-re helyezték el. így a csatorna nyomás-szabályozó hatása elsősorban a mögöttes területek talajvízszintjében érvényesül, a gátra ható felhajtóerő tekintetében szerepe alárendelt. További lehetőség a szelvényhővítcs a rézsűk laposítása volt. (1 c) ábra). Elvben a leghelyesebb, ha ezt durvaszemcsés, jó vízvezető, és a víztartalomtól lehetőleg független nagy nyírószilárdságú anyaggal hajtják végre. Ilyen megoldás igen nagymennyiségű kavicsos anyag beszerzését tenné szükségessé, ezért költséges. A fenntartási kotrás depóniáinak az elhelyezése is nehézségeket okozott volna. A vázolt megfontolások útján jutottunk ahhoz a legegyszerűbben végrehajtható — bár nem a legkevesebb földmunkával járó—-megoldáshoz, amely a stabilitás fokozását a helyben található, tehát a meglevő gát anyagával megegyező minőségű építőanyag felhasználásával végrehajtott egyszerű szelvénybővítéssel éri el (1 d) ábra). A biztonsági követelményeket kielégítő méretre növelt gátszelvény mögött, 80—100 m széles sávot biztosítva a fenntartási kotrásból származó anyag deponálására, ún. szivárgócsatorna épül. Ahol a csatorna metszi a homokréteget, ott a homok felszínét szűrőréteg védi, ahol a fedőréteg vastag ott szűrőanyaggal feltöltött furatok, ill. túlkotrások gondoskodnak a csatorna és a vízvezető réteg kapcsolatáról. A mindkét értelemben szabályozott vízszintű csatorna főfeladata a homokrétegben kialakuló piezometrikus szint befolyásolása, valamint az átszivárgó csurgalékvizek és a mögöttes területek esetleges fakadóvizeinek összegyűjtése. A csatorna építésekor kitermelt anyagot a gátszelvénv bővítésére használják fel. Eldöntve a stabilitás fokozásának módját, a következő feladat a szükséges méretek meghatározása volt. A már felsorolt stabilitási követelményeken kívül figyelembe vettük a gátak állékonyságát esetenként veszélyeztető következő jelenségeket, folyamatokat is: — a vízoldali rézsű bomlása hullámverés, vagy vízszintsüllyedés következtében; — a mentett gátoldal csúszása valamely görbe csúszólap vagy az altalajban rejlő csekély szilárdságú réteg közel vízszintes felületén; — a hidraulikus talajtörés a gát mentett oldalához csatlakozó területen vagy a gát alatti rétegekben. A vízoldali rézsű hullámverés elleni védelmét telepített nád-sáv hivatott biztosítani. Az ennek érdekében kialakított 1:4—1:10—1:6 hajlású rézsűk — összehasonlítva a jelenlegi 1:3 vagy ennél meredekebb rézsűkkel — nyilvánvalóan messzemenően kielégítik a vízszint ingadozásból származó követelményeket is. A következőkben a mentett gátoldal stabilitásával foglalkozom. Földgátak stabilitásának számításában — mint ismeretes — a következő tényezők játszanak szerepet : — a gátszelvény magassága, rézsűhajlásai stb. azaz a geometriai adatok; — a gátra ható külső víznyomás és a gát alatt vagy a gáttestben létrejövő szivárgás piezometrikus szintje: a szivárgás nyomásgörbéje-, — a gát és a gát alatt levő rétegek jellemzői: térfogatsúly, nyírószilárdsági paraméterek stb. talajfizikai jellemzők. A szelvény geometriája a jelenlegi gát esetében adottság, a szükséges megerősítés, bővítés tekintetében a keresett ismeretlen. A szivárgási nyomásgörbe számítására nagy számban rendelkezésre állnak különböző elméleti módszerek, amelyek azonban azon a feltevésen alapulnak, hogy homogén vízzáró alaprétegen, az alapréteghez viszonyítva vízáteresztő homogén, vagv tervszerűen vízzáróbb és vízvezetőbb anyagú idomokból kialakított gáttest áll. Minthogy esetünkben ezek az alapfeltevések nem teljesülnek, ui. a gát alatt szerkezeti vízáteresztő képességgel rendelkező kötött réteg fekszik, amelyet a gáthoz viszonyítva vízáteresztő homokréteg követ, valamint maga a régi gáttest sem tekinthető vízáteresztőképesség szempontjából homogénnek, hanem véletlen jelleggel és nagymértékben heterogénnak, helyesnek látszott az elméleti módszerek alkalmazása helyett a közvetlen tapasztaltra támaszkodni. Az előzetes feltárások és az árvízi tapasztalatok alapján számos jellemző szelvényben a 2. ábrán látható piezométer-csoportokat telepítettek. A gátkorona vízoldali és mentett élének, valamint a padkának függélvében egy-egy piezométer jelezte a homokrétegben, az alapsíkban, ill. a gáttestben jelentkező nyomást. Az előirányzott tározási szintet megközelítő árvizek idején végzett észlelések kimutatták, hogy a vizsgált szelvények többségében a legnagyobb nyomások a gát alapsíkjában jönnek létre. A vízoldali koronáéi függélyében egyes esetekben, a gáttestben a padka függélyében néhány esetben, a vízvezető rétegben jelentkezett a maximum. E tapasztalatokra támaszkodva a nyomásvonal mértékadó helyzetét úgy állapítottuk meg, hogy 2. ábra. nyomásviszonyok észlelésére telepített piezométer-csoportok Áv — árvízszint Fig. 2. Groups of piezometers installed for observing pressures Áv = Flood level