Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
4. szám - Varga István–Csoma Rózsa–Berecz Endre: Az árvízi kockázatról, tekintettel a Római-part árvízvédelmére
VARGA I. - CSOMA R . - BERECZ E.: Az árvízi kockázatról 43 - „B" változat": Fémszerkezetű, oszlopok közötti betételemes mobil-gát, függőleges szivárgásgátlással kialakított és mélyszivárgóval is biztosított védvonal a Duna középvízi partéi mentén. Küszöbszintje (~ 730 cm-es Bp-i vízállásnak megfelelően) a mértékadó árvízszint alatt ~ 1.4 m-rel kerülne kialakításra, szerkezeti magassága - az 1.3 m-es magassági biztonság figyelembe vételével - 2.7 m. (2. ábra) Mindkét változat gyakorlatilag védekezési jelleggel megvalósítandó árvízvédelmet irányoz elő, amely a hazai viszonylatban még példa nélküli. 3. A Római-parti árvízi kockázatok elemzése .3,1. Az árvízi veszélyeztetés Az árterületek veszélyeztetését elsősorban a vízfolyás vízjárása eredményezi. Az árvízmentesítés közvetlen célja a veszélyeztetés indokolt csökkentése, (az árvízi biztonság növelése) amely a védelmi létesítmények védképességének minden esetben korlátos volta miatt teljes mértékben nem szüntethető meg (a teljes biztonság nem valósítható meg). A Római-part vonatkozásában az árvízi veszélyeztetés forrása a Duna, melynek vízjárás jellemzői a Budapest Vigadó téri vízmérce adatai alapján értékelhetők. Árvízvédelem szempontjából a közvetlen veszélyt a vízfolyás magas vízállása jelenti, amelyet a víztömeg lefolyási intenzitása, (a térben és időben változó árvízhozama), valamint a mindenkori lefolyási ill. levezetési feltételek határoznak meg. Az árvízi veszélyeztetés jellemzésére elvileg mind az árvízhozamok, mind pedig a vízállások idősorának statisztikai jellemzői alkalmasak lehetnek. Mivel az árvízhozamokra vonatkozóan általában csak a vízállások alapján becsült értékek állnak rendelkezésre, az árvízi veszélyeztetés szempontjából praktikusabbnak tűnik a vízállások elemzése. A Római-parti árvízi veszélyeztetés jellemzésére a Vigadó téri vízmérce vízállás adatsorát választottuk, amelyre mintegy 130 év napi vízállás adatai állnak rendelkezésre. Ugyanakkor nem volt figyelmen kívül hagyható az az ismert körülmény, hogy a lefolyás körülményei nagyvízi mederben az idők folyamán jelentősen megváltoztak (vízlépcsők, folyószabályozás, árvízvédelem, stb). Ezért, részben feladva a „hosszabb adatsor, megbízhatóbb becslés" elvét az árvízi veszélyeztetés jellemzésének alapjául - 130, ill. 100 éves adatsort is kiértékelve - az 1932-2006 közötti 75 év legmagasabb vízállásait választottuk. (Az 1970. évi Duna-Atlaszbeli adatok az 1905-1965 közötti 60 évre vonatkoztak.) Természetesen, az árvízi veszélyeztetést nem csak a felszíni víz okozta elöntés lehetősége jelentheti. Más jellegű, de szintén súlyos következményekkel járhat a felszínalatti víz (talajvíz) árvíz okú megemelkedése. A jelen tanulmány keretében csak a felszíni víz okozta veszélyeztetéssel foglalkozunk. Az évi legmagasabb jégmentes vízállásokra vonatkozó statisztikai jellemzők: - az évi max. vízállás várható értéke: E(H)=624 cm; - a várható érték szórása: a(E(H))=\2 cm; - szórás: o(H)= 102 cm; - aszimmetria tényezője: 0.15. Az illeszkedés vizsgálatok egyértelműen az évi maximális vízállások meghaladási valószínűségének normál eloszlás szerinti közelítését indokolták, 0.99 korrelációs tényezővel. (3. ábra) 102^2^ Jexp(H -624) 2 2*102 dH: tés a qi(H küszö b) =1 - Pi(H kUszö b) szerint értelmezett el nem érési valószínűség az elöntéssel szembeni biztonság lehetséges jellemzőjeként is értelmezhető. A H küS2ö b ez esetben az adott árterület menti partéi legalacsonyabb szintjéhez tartozó azon vízállást jelenti, amely feletti vízállások már elöntést okoznak. Az adatokból megállapítható néhány fontos jellemző a következő: 1956 óta a Duna budapesti szakaszán jeges vízállás nem érte el az I. véd-fokozathoz tartozó 600 cm-es vízállást. - Az 1876. évi jeges árvíz során mért LNV-vel megegyező jelenlegi MÁSZ (867 cm) jégmentes vízállások általi évi meghaladási valószínűsége ~ 0.85%. - Az évi legmagasabb jégmentes vízállások - a 3-szoros szórás által kijelölt - 930 cm-es vízállást 99 %-os megbízhatósággal nem haladják meg. - A 0.1 %-os meghaladási valószínűségű árvízszint várható értéke ~ 940 cm. - Az I.-III. árvízvédelmi fokozatokhoz tartozó 600, 700 és 750 cm-es vízállások meghaladási valószínűségei sorrendben: 60 %, 22 % és 10 %. - Az árvízvédelmi létesítményekre előírt 1.3 m-es magassági biztonság figyelembe vételével adódó gát koronaszintek (997 cm) meghaladási valószínűsége ~ 0.012 %. E(H) = 624cm; a(H) = 102cm; Egy pi(H küS2ö b) meghaladási valószínűség értéke - árvízmentesítés nélküli árterületek esetében - az árvízi veszélyezteMeghaladasl valószínűség. p[l] 3. ábra: Vízállások eloszlása (Bp., 1932-2006) „1" - évi legmagasabb vízállások meghaladási valószínűsége; „2" - Vízállások legalább egyszeri meghaladásának valószínűsége, N = 40 év; Árvízvédelmi létesítmények tervezésénél is jelentős szerepet játszik a várható élettartam. Ismert: adott meghaladási valószínűségű árvízi esemény (vízállás, vízhozam) rövidebb élettartam esetében alacsonyabb, hoszszabb élettartamnál viszont magasabb. Amennyiben a jogi kategóriaként adott, a tervezés alapjául szolgáló MÁSZ-t változatlannak tekintjük, a különböző árvízi események élettartam alatti jellemzői (gyakorisága, valószínűsége), az árvízi veszélyeztetés és kockázat sajátosságai már a mértékadónak tekintett tervezési alapadat következményeiként adódnak. Ennek megfelelően a 3. ábrán feltüntettük a tervezett mobil-gátas árvízvédelmi létesítmények várható normatív élettartamának (N = 40 év) figyelembe vételével a vízállások legalább egyszeri meghaladási valószínűségeit is. A transzformálást a P N(H) = \-(\P ](H)) N összefüggés alapján végeztük, ahol p N(H) - a H vízállás N éves időszak alatt legalább egyszeri meghaladásának a valószínűsége; pi(H) - a H vízállás évi meghaladásának a valószínűsége; Ez alapján néhány hidrológiai jellemző a 40 éves időtartamot figyelembe véve (3. ábra):
