Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

12. szám - Papp Gábor: Az osztrák vízlépcsők hajózsilipjeinek töltő-ürítő rendszerei

Papp G.: Az osztrák vízlépcsők Hidrológiai Közlöny 1977. 12. sz. 553 Az osztrák vízlépcsők hajózsilipjeinek töltő-ürítő rendszerei PAPP GABOR» 1. Bevezetés A Passau—

Wolfsthal közötti 350 km hosszú osztrák Duna-szakasz teljes esése 155 m. Ebből vízerőművek által 135 m esés hasznosítható. Az egyes erőművek vízhozam-kiépítési lehetősége 1750—2400 m

:'/s között változik. A Duna-szakasz csatornázására vonatkozó tanulmányterv szerint 13 vízlépcső megépítését tervezik. A tervezett ' vízlépcsők közül hat már működik, a hetediket j (az Abwinden—Asten-it) jelenleg építik. A 13 ' vízerőmű összteljesítménye 2420 MW, velük évente átlagosan 14 600 GWh elektromos energia termelhető. Tanulmányunk első részében összefoglaljuk a vízlépcsők zsilipkamrái töltésének-ürítésének hidraulikai alapfogalmait. A második részben, a terjedelem adta korlátozás lehetőségein belül is\mertetjük — elsősorban a szerkezeti kialakítás alapján — az Ybbs—Persenbeug-i, az Aschach-i és a Wallsee—Mitterkirchen-i hajózsilipek töltőürítő rendszereit. Az ismertetésben áttekintjük azokat a hajózsilipekkel kapcsolatos széles körű kisminta-kísérleteket és helyszíni méréseket, valamint azok építésében és a hajózási üzemben szerzett tapasztalatokat is, melyek alapján az osztrák Duna-szakasz esésviszonyainak, a hajóút kategóriájának (IV. kategória) műszakilag legjobban megfelelő és egyúttal építési szempontból is a leggazdaságosabb töltő-ürítő rendszert kidolgozták. Természetesen az említettek után épített hajózsilipek töltő-ürítő rendszerei már azonosak, a legmegfelelőbb alkalmazása (a Wallsee-Mitterkirchen-i) általános. 2. Hajózsilipek töltésének-ürítésének fontosabb fogalmai és hidraulikai kérdései Az 1. ábrán a zsilipkamra hidraulikai modelljét, a töltés-ürítés fontosabb szerkezeti részeit és az alapfogalmakat szemléltetjük. A töltő-ürítő csatornából közvetlenül a zsilipkamrába csatlakozó be-, kivezetési nyílásokat töltő-ürítő nyílásoknak nevezzük. Ha a töltő-ürítő nyílások a zsilipkamra homlokfalában, ill. felső-alsó kapujában vannak homloktöltéses, ha az oldalfalaiban oldaltöltéses, ha pedig a fenéklemezében vannak fenéktöltéses töltő-ürítő rendszerről beszélünk. Minthogy a töltés-ürítés folyamata alatt a felvíz és a kamra, ill. a kamra és az alvíz közötti vízszintkülönbség állandóan változik, a töltő-ürítő csatornákban és a kamrában a vízmozgás fokozatosan változó nempermanens. A hajózsilipek töltő-ürítő rendszereinek műszaki jellemzésére két mennyiség: — a töltés-ürítési időtartam és a — kötélerő nagysága használatos. * BME Vízépítési Tanszék, Budapest. 7silipkamra Közbenső vízlépcső mzi Felviz mö zsiliptábla Imnaguobi ttiltési-üriföT magasság -, / rLKHV M n Uritp zsiliptábla jAlVIZ ,LKHV 7fc Töltöfö Töltá-üritání/iió

s _ Töltócsatorna Úritócsatorna / \ Úrítöfó 1. ábra. Hajózsilip töltésének-ürítésének hidraulikai modellje Puc. 1. PudpaeAimecKan ModeAb HanoAHenua-onopooKHenun cydoxodHoeo uiAW3a A kötélerő az a legnagyobb erő, amely a zsilipben levő vízijármű rögzítőkötelében töltéskor-ürítéskor keletkezik. A töltési idő a zsilipkamrának az alvízszintről a duzzasztási (DV) szintre való feltöltéséhez, az ürítési idő a DV-ről az alvízszintre való leürítéséhez szükséges időtartam. A töltési-ürítési idő elsősorban a DV és az alvízszint közötti különbségtől — a vízlépcső nagyságától —, a hajózsilip alapterületétől, a zsiliptábla nyitási sebességétől, a töltő-ürítő csatorna keresztmetszeti jellemzőitől, alaprajzi és magassági vonalvezetésétől és egyéb hidraulikai tulajdonságaitól függ. A hajók menetidejének tartása — szükség esetén ennek csökkentése — céljából a legnagyobb vízlépcsőhöz tartozó töltési-ürítési időt — a legkisebb hajózási szintről (LKHV) a DV-re való töltéséhez, ill. a DV-ről az LKHV-re való ürítéséhez szükséges időt — a hajózásban érdekelt országok egy adott víziút kategórián belül minden hajózsilipre azonos értékben állapítják meg. Tekintettel arra, hogy a Duna osztrák szakasza szerves része lesz a Duna—Majna—Rajna összekötése révén az 1980-as évekre kiépülő 3500 km hosszú Nyugat-, Közép- és Kelet-Európát összekötő nemzetközi víziútnak, a Duna-bizottság ajánlása szerint a már működő hajózsilipek tapasztalatai alapján a töltési-ürítési idő 15—15 perc. A fenti idők betartásához szükséges töltő-ürítő csatorna-keresztmeszet meghatározására legelterjedtebb és legmegbízhatóbb módszer a hidraulikai kismintakísérlet. Az ilyen célú kismintakísérletek eredményei azért megbízhatóak, mert a töltés-ürítés időbeli lejátszódása döntő mértékben a nehézségi erő hatására történik, így a Froude-féle modelltörvény alkalmazható. Ezt igazolta H. Simmler* irányításával, a Wallsee-i hajózsilipnél 1968. november 15—16-án végzett helyszíni mérés is, amelynél 12 m töltési magasságnál és 8,75 perc zsiliptáblanyitási idő esetén, a töltési idő 13 perc, ugyanezen töltési magassághoz a kismintakísérletek folyamán, 9,65 perc táblanyitási idő esetén 14,58 perc volt. A másik jellemző a már korábban értelmezett kötélerő. Adott vízkiszorítású vízijármű esetén a kötélerő elsősorban a töltő-ürítő vízhozam sebes* Dipl. Ing. Dr. techn. Helmut Simmler, a Grazi Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási és Vízépítési Szerkezetek Intézetének igazgatója.