Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

4. szám - Haszpra Ottó–Zsilák Endre: A dunakiliti fenékgát

198 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 4. SZ. A fenékgát kialakításának fontosabb szempontjai A fenékgát feleljen meg az ideiglenes jellegnek (egykét év élettartam), azaz könnyen elbontható legyen. A helyszínen korábban deponált, mintegy 70.000 m

3 vízépítési terméskőből kell megépíteni, a kiegészítő munkák (szűrőszövet beépítése, kavicselőtöltés, stb.) anyagán kívül. Koronaszélessége technológiai okok miatt min. 5,0 m. A gát helyének pontos megválasztásánál fontos szempont a beépítésre kerülő anyaggal való takarékosság, továbbá az a körülmény, hogy az árvízveszély ne növekedjék, a dunakiliti duzzasztómű árvízlevezető és vízszintszabályozó szerepét megtarthassa, a fenékgát terhelését mérsékelje. Az építésnél elsősorban jobb parti felvonulási lehetőséget kell figyelembe venni, de számolni lehet bal parti építési lehetőséggel is. A megvalósításra rendelkezésre álló idő kb. 1,5 hónap Hidraulikai kutatások (szakértői tanulmány) A dunakiliti fenékgát tervezése és építése folyamatos szakértői közreműködéssel készült, amely 1995 március végén kezdődött és folyamatos, helyszíni szemlékkel is kombinált konzultációk formájában a mű üzembe helyezése után, június 8-án fejeződött be Közben, május 17én, a szakértők írásban is átadták a tervező részére összeállított tanulmányt [Haszpra-Hamvas-Kalina 1995], Ennek megállapításait az alábbiakban részletezzük. 1. A fenékgátakról általában A fenékgát vagy fenékküszöb viszonylag alacsony állógát, amely különböző célokból a felette levő szakaszon a vízfolyás szintjét a fenékgát nélküli állapothoz képest (nagy vízhozamok esetén viszonylag csekély mértékben, kis vízhozamoknál jelentősen) megemeli. Nagy vízhozamoknál a fenékgát fölött átfolyó víz rendszerint áramló (szubkritikus) állapotban marad, kisebb vízhozamoknál - az alvízszintnek a gátkorona alá süllyedése folytán - a fenékgát hátsó enyhe lejtőjén hoszszabb-rövidebb szakaszon rohanó (szuperkritikus) állapotban folyik le a víz, amely végül előre- vagy visszaszorított, vagy beduzzasztott vízugrással megy át újra áramló állapotba (2. ábra). A Froude szám a rohanó szakaszon általában nem nagyon haladja meg az egységet, ezért a vízugrás többnyire enyhe, hullámsoros [Konstruktiver 1992], de mindenképpen előáll. normál| gyorsuló |normál| vízugrás| normál A fentieknek megfelelően, különösen kisebb vízhozamoknál és az azokkal járó nagyobb esésnél (szintkülönbségnél) vizsgálni, ill. biztosítani kell a mederre, és magára a kőmüre káros mértékű kinetikai energia megtörését (pl. nagy érdességű bukóháttal, ill. surrantó val, megfelelő méretű csillapító medencével stb.), ill. azt ellenőrizni, hogy az alvízi meder elegendő mélységű-e az energia megtörésére. Ellenőrizendő és ha kell elhárítandó a fenékgát után az alvízi medernek a fenékgát épségét veszélyeztető káros kimélyülése. Ha a fenékgát monolit jellegű (pl betonküszöb), állékonyságát az átömlő víznek a gát felületére gyakorolt (részben statikus, részben dinamikus) nyomáseloszlása és súrlódási feszültsége ill. ezek eredői, továbbá a körülötte lévő talajban szivárgó víz felhajtóereje, ill a hidraulikus talajtörést okozható hidraulikus gradiense veszélyeztetheti. A gát alakjának (esetleges szádfalazást is beleértve) és tömegének megfelelő méretezésével az állékonyság biztosítható. Ha a fenékgát laza anyagú (általában kőmű), akkor a gáttest hézagaiban mozgó víz statikus és dinamikus hatását a gátat alkotó laza tömeg egyes darabjaira (szemcséire, kőtömbjeire, ill. ezek egyes csoportjaira) is meg kell vizsgálni, hogy se a kőmű felületén végigzúduló víz lendülete, se pedig a szivárgás túl nagy gradienséből származó felhajtóerő ne veszélyeztesse a gát és részeinek stabilitását. Az altalajban és a laza anyagú gáttestben kialakuló szivárgás, ill. átfolyás vízhozamát is meg kell vizsgálni abból a szempontból, hogy nem haladja-e meg a kőmüvön átengedhető minimumot, illetve nem veszélyezteti-e az előírt felvízszint tartását. A továbbiakban a laza anyagú fenékgátakra (kőművekre) szorítkozunk. 2. Laza anyagú fenékgátak kialakítása 2.1 Atömlés és lefolyás a fenékgáton A laza anyagú fenékgátak legegyszerűbb keresztmetszete egyenlőtlen szárú trapéz, amelynek legalább a koronáját és hátát az átzúduló víz sodrásának ellenálló méretű és alakú kövek vagy betontestek alkotják. Hidraulikai és gazdaságossági szempontból a szabálytalan alakú kövek felelnek meg leginkább. Méretüket az átömlő vízlepel vastagsága és sebessége szabja meg. A vízlepel vastagságát és sebességét egyrészt az átömlési felület szélességének növelésével (ha lehet parttólpartig), a fenékgát hátának (surrantójának) minél enyhébb lejtésével és minél érdesebb kialakításával lehet elérni. Célszerű, ha - a felületek durvaságától eltekintve - a fenékgát koronája a folyásra keresztirányban vízszintes, és a sík surrantó kiegyenlítő szintvonalai is egészen a partburkolatig vízszintesek, mert akkor a fm-enként átömlő ún fajlagos vízhozam (q m

2/s) és annak a surrantó felületre vonatkoztatott kinetikai energiája keresztirányban egyenletes megoszlású. Az átbukó vízhozam a közismert Poncelet-képlettel határozható meg: Q = qb = | nbjlg ahol h a leszívással nem zavart felvízszint magassága a bukókorona szintje fölött (átbukási magasság), b a bukókorona hossza, g a nehézségi gyorsulás, q a fajlagos vízhozam, O az összes vízhozam, ß a vízhozamtényező. Ez utóbbi a legbizonytalanabb. A VITUKI modellkísérleteiből [ VITUKI 1995] a dunakiliti fenékgátra 1 m-es átbukási magasság körül = 0,51 adódott, de ebben a szivárgó hozam is benne volt. Annak levonásával a /i még kisebb lenne.) A korona menti átlagértéke véglegesen csak a megépült művön határozható meg. Ugyanakkor a 3/2 kitevő is esetleg módosítható.