Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)

1-2. szám - 3-4. szám - 3. szám - Kozák Miklós–Rátky István: Oldalcsatornás árapasztók hidraulikai méretezése

] 162 HIDROLÓGIAI KÖZLÖN

Y 1997. 77. ÉVF. 3. SZ. Mindezeket pontosan kell mérlegelni a helyi körülményeknek megfelelően. A surrantó oldalfalának magassága gyakorlati és gazdaságossági okokból végig állandó és értéke h

s=h

c

r+Ah (11) ahol h,* - a kritikus vízmélység (6. képlet), Ah = 0,5 - 2,0 m a biztonság. Ha a levegőztetett vízmélység értéke (h

0) nagyobb mint h

c

n , akkor a (11) képletben h

rt kell tenni a h

c

r helyett. A h

0 értékét legmegbízhatóbban kisminta vizsgálattal határozhatjuk meg. 4. Árapasztókkal kapcsolatos néhány gyakorlati tapasztalat Egy kisebb méretű (Z

0 = 8 m, Q

c

r = 10 m

3/s), de nagy esésű surrantó azért ment tönkre, mert: . a fenéklemez alá nem terveztek drén-rendszert, . a fenéklemez csak 10 cm vastag volt, • az oldalfalak magassága elégtelen volt [3], / Egy másik surrantónál a „biztonság" növelése érdekében az oldalcsatorna szélességét és mélységét túlméretezték. Ennek következtében az oldal csatornára túlzottan nagy értékű felhajtóerő hatott, ami a szerkezet repedéséhez vezetett. Ugyanennek az árapasztónak a surrantója is megrongálódott, a fenéklemez betonja felszakadt és helyén a talajvízből származó csurgás következett be. így a téli fagy súlyos károkat okozott. A hiba oka, hogy a surrantó alá és mellé nem építettek olyan drén-rendszert, amely szabályozta volna a felduzzasztott talajvízszintet. A dilatációs hézagok kiképzése is szakszerűtlen volt. A Tavera árapasztót Q = 5000 m

3/s-os vízhozamra tervezték, de már a 350 m

3/s-os próbaüzemnél is súlyosan megrongálódott, melynek okait Mosonyi professzor a következőkben összegzi: • a surrantó fenéklemeze alá nem terveztek drénrendszert, • a fenéklemezre ható felhajtóerő értéke nagyobb volt, mint amire számítottak, • a hibásan kiképzett munkahézagok és a nagy sebesség kavitációt és eróziót okozott, ami felszaggatta a betont, • az alapozási feltárás hibás volt: a mészkő alapanyagú altalaj a víz hatására elvesztette szilárdságát, • a munkahézagoknál keletkezett felületi egyenetlenségeknél lépcsők keletkeztek, ami vibrációt, ez pedig eróziót okozott. A surrantó az árapasztó legveszélyesebb műtárgya. Az árapasztó helytelen tervezése eróziót okozhat az egész surrantó mentén és alatt. Különösen fontos a megKOZÁK MIKLÓS változott szivárgási feltételek, a műtárgy változó konszolidációjának, a változó felhajtóerő hatásának és a fenéklemez stabilitásának figyelembevétele. A drénrendszer és a dilatációs hézagok szakszerű kiképzése a műtárgy biztonságos üzemeltetésének legfontosabb tényezője. Összefoglalás Az árapasztó műtárgyak biztonságos és gazdaságos méretezése igen összetett feladat. Ennek első lépése az árvízi terhelés gondos mérlegelése és az oldalcsatorna hosszának megfelelő megválasztása. Ehhez megbízható Qft) árhullámkép szükséges (3. ábra). Az árvízi tározás túlduzzasztásának (h

ma

x) mértéke, így a surrantóra mértékadó maximális vízhozam (Q

maj

c) értéke nagy mértékben függ az oldalcsatorna hosszától. Az oldalcsatorna optimális szélessége (B) és mélysége (//) is nagyon fontos. A 7. ábra és a szerzők (9) képlete gyors becslést ad a B és H értékének megválasztására. A szerkezetre ható felhajtóerő nagyon veszélyes lehet. Számos kutatással egyetértésben a levegőztetett surrantó (6. ábra) adja a leggazdaságosabb és legbiztonságosabb megoldást. A tapasztalatok szerint (1, 2, 4, 5, 7, 9, 12) a helytelen alapozás veszélyes süllyedésekhez és rongálódásokhoz vezethet. A megfelelő drén-rendszer a legtöbb esetben elengedhetetlen. A kisminta vizsgálat gyakran elkerülhetetlen, különösen levegőztetett surrantok esetén Irodalom 1. Bureau ofRecl.: USA,: Design of Small Dams. 1960 2. Civ, Eng, Guidel.: Vol.l. Planning, Design of Dams and RelatedTopics. Vol.l. Ch.2. 3. Kozák, M.: Faillures of Hydraulic Structures. Univ. Lcture Notes, Budapest, 1983 4. Kozák, M.: Hydraulic Examples. Uoiv. Lecture Note, Budapest, 1978 5. Leyeune, A.-Leyeune, M.-Lacroix,F.: Study of Skimming Flow ovcr Stepped. Spillways, Mod., Test. and Mon. for Hydr. Pow. Bp., Hungary, July. 1994 6. Dlinsley-Franzini: Water Resources Engmeering. McGrow-Hill Book Comp. 1979 7. Mosonyi, E.: Restoration of a high-head chute spillway. Updating and refurbishing hydropower plants. Strasbourg, Francé, 19-21. oct. 1987 8. NationalAcad, Press.: Safety ofExisting Dams. Eash. D.C. 1983 9. Sorensen, RM.: Stepped Spillway Model Investigation. Proc. ASCE. Vol.l 11.HY12,1985 10. Rajaratnam,N.: Skimming Flow in Stepped Spillway. Wat.Pow. and Dam Const. Sept. 1991 11. Thomas, HU. The mgineering of Large Dams, Part II., London, 1976 12. VTIVK1: A Lázbérci árapasztó műtárgy. Budapest, 1992 A kézirat beérkezett: 1997. április 17. Közlésre elfogadva: 1997. május 5. oki. mérnök, a műszaki tudomány doktora, ny. műszaki egyetemi tanár, a Magyar Tudományos Akadémia Vízgazdálkodástudományi Bizottságának tagja. RÁTKY ISTVÁN oki. mérnök, egyetemi doktor, műszaki egyetemi adjunktus, a Hidrológiai Közlöny Szerkesztő Bizottságának tagja.