Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

2. szám - Mosonyi Emil: A Felső-Rajna mentén tervezett vésztározók töltő-ürítő műtárgyai

I A Felső-Rajna mentén tervezett vésztározók töltő-ürítő műtárgyai Mosonyi Emil A Magyar Tudományos Akadémia rendes tagja, Budapest - Singen összefoglalás: A Felső-Rajna szabályozása Bázel és Mannheim között, ezt követően vizerejének hasznosítása 10 erőmű kiépítésével jelentősen csökkentette a természetes ártereket növelve ezzel az árvlzcsúcsokat. A hatás ellensúlyozására három megoldás került szóba: 1) az erőmüvek megfelelő üzemeltetése, 2) a Rajna oldalcsatomáján árvízvisszatartó duzzasztóművek építése és 3) vésztározók létesítése a mentett ártéren. Az elkészült tanulmányterv meghatározta a vésztározók lehetséges helyét és képleteket vezetett le a töltés és ürítés időigényének számítására. Kulcsszavak: árvíztározás, árvízcsúcs-csökkentés. A töltő-ürítö műtárgyak kialakítását a Theodor Rehbock Hidraulikai Laboratóriumban a szerző irányításával végzett kisminta-kísérletekkel határozták meg. Ennek során az alábbi szempontokat vették figyelembe: - nagy vízszállító képesség a mozgatható elzárások elfogadható nyílásmérete mellett, - kimosás ellen megfelelő védelem biztosítása kétirányú vízmozgás esetén is, - végül, de nem utoljára: a környezet- és tájvédelem követelményei. A kisminta-kísérletek alapján kialakított modellben végzett vízhozam-mérések eredményei igen jól egyeztek a levezetett képletekkel számított értékekkel. Jelölések: A = állandó a (9) differenciálegyenletben A = a vésztározó területe (m

2) B = a vízkivétel szabad nyílása C = mütárgyjellemző, 1. a (4) képletet C* = egységnyi szélességű vízkivétel műtárgy-jellemzője, lásd a (23) képletet G = nehézségi gyorsulás H = alapsíkra vonatkoztatott mértékadó vízszintkülönbség, azaz az ártéri elöntés legnagyobb mélysége, vízmélység a vízkivétel küszöbszintje fölött, egyszersmind a tározóban kialakuló legmagasabb vízszint, m H = az átfolyás eredő veszteségtényezője (dimenzió nélküli szám) Q = vízhozam, m

3/s Q' = veszteségtényezővel nem csökkentett vízhozam V = áramlási sebesség (szelvényközépsebesség), m/s t = idő a töltés/ürítés során, t| = idő a töltés/ürítés első szakaszában, s t

u = idő a töltés/ürítés második szakaszában, s T = a töltés/ürítés teljes időtartama, s Ti = a töltés/ürítés első szakaszának időtartama, s Tu = a töltés/ürítés második szakaszának időtartama, s T

x = fajlagos idő a töltés/ürítés során, az egységnyi szélességű nyíláson történő töltés/ürítés időigénye, s/ m x = a (8) differenciálegyenlet megoldására bevezetett változó y = változó vízmélység az alapsík (küszöbszint) fölött, m 1. Történelmi áttekintés A Rajna Bázel és Mannheim (Neckar torkolat) közötti szakaszának szabályozását és hasznosítását áttekintve négy cél és ennek megfelelően négy - egymást részben átfedő - fejlesztési ütem különböztethető meg (1. ábra). 1.) Árvízvédelem: A főmeder vonalozásának korrekciója és állandósítása az ágakra bomló és rendkívül meanderező folyó, valamint az azt kísérő ártér folyamatos feliszapolódásának megakadályozására, ami az árvízszint folyamatos emelkedését és az ártéri földek és települések katasztrofális elöntését eredményezte. Az első védmüveket Tulla, J. G. a hírneves mérnök emeltette 1818-ban, aki a fentiek szerinti „Felső-Rajna" komplex szabályozásának tervét terjesztette kormánya elé 1825-ben. Az árvízvédelmi rendszert a biztonsággal szemben támasztott igények növekedésével párhuzamosan a hagyományos módszerekkel (mederszabályozás és korrekció, partvédelmi müvek, sarkantyúk, átvágások, mellékágak zárása, kotrás és robbantás, töltésezés) folyamatosan fejlesztették. i 1. ábra. Létesítmények a Felső-Rajnán Jelölések: RB = Vízlépcső (duzzasztómű, erőmű és hajózsilip), W = Duzzasztómű, PL: = Erőmű és hajózsilip, F =Árvlztározó és szabályozó duzzasztómű Kehinél, DB = Potenciális vésztározó térség 2.) Hajózás: A Rajna hajózhatóságának feltételeit több nemzetközi egyezmény rögzíti, amelyek az 18lóban alakult „Központi Rajnahajózási Biztosság" tevékenységét határozzák meg. A cél olyan középvízi meder kialakítása és fenntartása, amely meghatározott kisvizi felszíngörbe fölött lehetővé teszi a legnagyobb folyami egységek és tolt szerelvények folyamatos, kétirányú köz-