Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

9. szám - Dr. Dezsényi István: Nagyvárosok csatornahálózatának rekonstrukciós módszerei

420 Hidrológiai Közlöny 1980. 10. sz. Nagyvárosok csatornahálózatának rekonstrukciós módszerei Dr. DEZSÉSYI ISTVÁN* 1. BEVEZETÉS A nagyvárosi csatornahálózatok általánosságban elavultak: az avulás okai és következményei egyértelműek. A lakosság tömörülésével a háztartási szennyvíz mennyisége növekedett, a csapadékvíz lefolyására a meglevő csatorna-keresztmetszetben kevesebb hely marad. Ugyanakkor a burkolt felületek aránya is nagyobb már a városon belül, mint korábban; emiatt a csapadékvíz mennyisége is több, tehát nagvobl) záporok alkalmával a túlfolyások szükségszerűen és a tervezetthez képest nagyobb gyakorisággal következnek be. További problémát okoz az a körülmény, hogy a városok terjeszkedésével a peremterületeken létesülő új lakótelepek vízelvezetése zömében ugyancsak a régi és a város belterületén áthaladó főgyűjtőcsatornákon keresztül oldható meg. Az amúgyis túlterhelt főgyűjtők ezt a többletterhelést már végképp nem tudják elviselni. A kérdés megoldásának kézenfekvő módja lenne a főgyűjtők kapacitásának növelése; a meglevő főgyűjtők elbontása és nagyobb belmérettel átépítése. Ez az út azonban járhatatlan; az átépítés költségés építőipari kapacitásigénye irreálisan nagy, továbbá a szűk és nagy forgalmú városi belterületeken az átépítés járulékos problémái megoldhatatlanok. A komplex probléma reális megoldására világviszonylatban jelentős erőfeszítéseket tesznek, melyek eredményeként a kibontakozás az alábbi fő irányokban mutatkozik: — a meglevő hálózat kapacitásának hatékonyabb, optimális kihasználása a hálózatnak elektronikus számítógéppel irányított üzemeltetése formájában. A megoldás a területileg egyenlőtlen intenzitású záporok esetében a kevésbé terhelt főgyűjtők tározókapacitásának kihasználásán alapszik, — a meglevő hálózat tehermentesítése záportározókkal, különös tekintettel a nagy mélységben, alagútépítési technológiával kialakított elnyújtott, város alatti tározók kialakítására, — a meglevő hálózat tehermentesítése mélyvezetésű, alagútépítési technológiával kialakított megcsapoló vezetékek kiépítése formájában. Az utóbbi két megoldás önállóan is alkalmazható, de a legkorszerűbb rekonstrukciós megoldásoknál számítógéppel irányított és mélytározókkal, valamint megcsapoló vezetékekkel kiépített rendszereket alkalmaznak. 2. A számítógépes hálózatirányítási módszer Az Egyesült Államokban kezdték meg legkorábban a számítógépes automatikus irányítással * Építéstudományi Intézőt, Budapest központilag üzemeltetett, nagy kiterjedésű csatornarendszer kidolgozását. Működése a szennyvíz ideiglenes tárolásának és tervszerű levezetésének automatikus szabályozásán alapszik, eszköze az ún. „nagyvárosi vízügyi információs rendszer", amely tulajdonképpen megfelel az iparban és közigazgatásban használatos ügyviteli információs és ellenőrzési rendszernek. (Metropolitan IFater Intelligen /System MYVIS) Az első ilyen automatikus irányítású rendszert a minneapolisi Saint Paul-ban helyezték üzembe 1969-ben. A szabályozás a nagyobb átmérőjű csatornákba különböző helyeken beszerelt felfújható gumi gátakkal működtetett zsilipekkel történik. A berendezések központi számítógéppel vezérelt telefonhálózat segítségével működnek, amely a csatornák vízszintjeit, csapadékmérési adatokat, a lefolyó víz minőségét, a zsilipek helyzetét is jelzi. További ilyen automatizált üzemeltetési rendszert dolgoztak ki Seattle-, Detroit-, San Francisco- és Cleveland szennyvízelvezetésének korszerű megoldására. A kidolgozott üzemeltetési rendszert a San Franciscora készült tervezet alapján az alábbiakban ismertetjük. A rendszer sémáját az 1. ábra szemlélteti, melyből azonnal kitűnik, hogy egy meglevő csatornahálózatot jelentős mértékben fel kell „szerelni" ahhoz, hogy az az irányítási rendszernek megfelelő legyen. így be kell építeni a hálózatba csapadékmérő mű szereket, áramlásmérő műszereket, vízminőséget vizsgáló műszereket és tározókhoz tartozó műszereket. Az irányított működéshez szükség van a hálózaton zsilipekre, gátakra, szivattyúkra és egyéb hidraulikai szabályozó berendezésekre. A hatékony, automatikus irányítási stratégia kifejlesztése komplex, nagyléptékű feladat. A 2. ábra feltünteti azt a nagyszámú, létesítendő tározót, melyeknek hatékony kihasználásával a hálózat túlterheléséből előadódó túlfolyások, elárasztások kiküszöbölhetőkké válnak. Az irányítás komplexitása abban jelentkezik, hogy a tározók tolózárait és szivattyúit úgy kell koordináltan működtetni , hogy magának a csatornahálózatnak és a tározóknak együttes tározóképessége optimálisan kihasznált legyen. Az NSZK-ban Hamburg csatornázási hálózatának átfogó és hosszútávú rekonstrukciója során megkezdték az elektronikus számítógépes adatfeldolgozó és méretezési módszer alkalmazását. A város építési hatóságának megbízásából két német mérnöki iroda és a kaliforniai Water Resources Engineering (WRE) cég bevonásával alakították ki az alábbi három szimulációs modellt: 1. a felszíni lefolyási modell segítségével számíthatók a csapadék és szennyvíz lefolyási idő görgörbéi, melyek az összefolyást és hálózatba