Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

5. szám - Tanulmányok, cikkek: - Nagy László: Árvízvédelmi gátak megbízhatóságon alapuló számításának lépései

^AG^^^^mzvédelm^átakjiiegb^ 59 ben segít a kockázat-térképezés, ahol a védmüvek tönkremeneteli valószínűsége alapadatként szerepel. A kockázati térkép a jövőben valamilyen valószínűséggel bekövetkező katasztrófa jellegzetességeinek kartográfiai reprezentációja. A kockázati térképek a zónatérképek gazdasági adatokkal történő kiegészítésével készülnek. Ezek a gazdasági adatok rendszerint kárértékek, melyek a vizsgált jelenség bekövetkezésekor várhatók. Tehát a kockázati térkép végeredményben nem más, mint a várható kár és a bekövetkezés valószínűségének területi eloszlása, amit különböző műszaki megközelítések alapján határozunk meg. A térképeknek könnyen olvashatóknak kell lenniük, és be kell mutatniuk a veszélyeztetettség különböző szintjeit. Szükség van rájuk a különböző tevékenységek koordinálásához. Tervezési eszközként szolgálnak és biztosítják, hogy az összes érdekeltnek és szereplőnek ugyanaz az információ álljon rendelkezésére egy bizonyos veszély térbeli kiterjedésének megítéléséhez. Az árvízi térképeket a kárpotenciál csökkentésére kell használni, integrálva a belőlük nyerhető információkat a területrendezési- és a kárelhárítási tervezésbe. Az árvíz-kockázati térkép minden területfejlesztési politikának és minden területi árvízvédelmi beavatkozási politikának alapvető eszköze, s egyben kiindulópontja is. Az árvíz-kockázati térképek a következő célokat szolgálhatják: - a területhasználat tervezéséhez szükséges alapvető kezdeti információkat nyújtanak, lehetővé teszik az új lakó- és fejlesztési területek megfelelő kijelölését és fejlődését, - segítségükkel megállapíthatóak a várható árvíz okozta károk és a kockázat csökkentésével járó előnyök, - a nem-szerkezeti árvízvédelmi intézkedések - pl. az árvízálló területhasználat, vagy építési mód - megvalósíthatósága pontosan megállapíthatóvá válik, - lokalizációs tervek készítéséhez meghatározza a magas kockázatú területeket, - megállapíthatók az árvíz okozta károk és a kockázat csökkentésével járó előnyök, - térképi támogatást nyújtanak a döntés előkészítési folyamatban, - bármiféle biztosítási terv alapját adják, - logikai alapját képezik a beruházások tervezésének és a prioritások megállapításának, különösen a szerkezeti intézkedések esetén, - növelik a lakosság valós ismereteit a várható veszélyekről, bemutatják a lakosságnak a reális veszélyeket. Az árvíz kockázati térkép információkat tartalmaz: - az ártéri öblözet védvonalának védőképességéről; - az árvizek által a gátszakadást követő elöntések kiterjedéséről, határairól; - a fenti elöntések tartósságáról, területi eloszlásáról; - az elöntési mélység-tartósság területi eloszlásáról; - az elöntési folyamat során kialakuló áramlási viszonyokról, kritikus áramlási sebességű zónákról; - a kár-érzékeny zónákról (beleértve nemcsak a bekövetkező elöntés okozta károsodásokat, hanem védekezési helyzet miatt várható korlátozásokat is); - a veszélyeztetett terület népsűrűségéről, eloszlásáról; - a magas kockázati tényezővel jellemezhető zónákról. 3. A kockázat-számítás szerkezete A kockázat-számítás kialakulásával új lehetőség adódott a biztonság megfogalmazására. Segítségével, az amúgy be sem tartható „abszolút biztonság elve" felváltható. Ezzel az új módszerrel a biztonság tervezhetővé, ellenőrizhetővé válik. Kockázat-számítással mód van a megtörtént események feldolgozására, és a jövőben feltételezett események szimulációjára. A mérnöki értelemben vett döntés a műszaki és gazdasági szempontokat mindig egyidejűleg, kölcsönhatásukban veszi figyelembe. Ezt az elvet a hagyományos tervezési metodikát követve úgy szokás megfogalmazni, hogy a "műszakilag egyenértékű" megoldások közül a "legolcsóbbat" kell kiválasztanunk. Ez a szemlélet a kockázat és a megbízhatóságon alapuló biztonsági számítás tükrében vizsgálva alapvetően hibás. Nincsenek ugyanis egyenértékű megoldások, mivel minden megoldás tönkremeneteli valószínűsége más és más. Ez azzal a következménnyel jár, hogy a várható kockázat is a megoldás módjával (pl. a geometriai méretek, a felhasznált anyag mennyiség stb.) változik. Árvízvédelmi gátaknál a kiépítettség alapján bizonyos tönkremeneteli valószínűséggel és kockázattal mindenképpen kell számolni (reziduális kockázat). A kockázat analízis kvantitatív módszerei lehetővé teszik a rendszeres ellenőrzésre, fenntartásra és katasztrófa elhárításra irányuló stratégiák, módszerek és irányelvek tovább fejlesztését és optimalizálását. A kvantitatív kockázat számítás a jövőben az árvízvédelmi stratégiában fontos szerepet fog játszani. Az árvízvédelmi rendszerek kockázat számításához az alapot a valószínűségi elven alapuló méretezési eljárások adják, ahol a rendszer minden egyes elemének (földmű, magaspart, árvízvédelmi fal, lokalizációs védvonal, nyárigát, műtárgyak, beleértve az átvezetéseket is, stb.) a tönkremeneteli valószínűségét meg kell határozni. A megbízhatósági elven alapuló kockázatanalízis végrehajtásának teljes koncepcióját a következő hét végrehajtandó lépésben foglaltam össze (kiemelve a kulcsszavakat): 1. A vízállás elemzése: Meg kell adni a vízállás valószínűség értékeket és azok transzformációját a vizsgálandó árvízvédelmi vonal mentén. Becsülni kell a ritkán előforduló események valószínűségét. 2. Geotechnikai elvek alapján az árvízvédelmi gát tönkremeneteli valószínűségének becslése. Az állékonyságszámításban az árvízvédelmi rendszer összes eleme (mint pl. gátak, árvízvédelmi falak, nyári gátak, lokalizációs töltések, stb.) mérete, szerkezete, funkcionális viselkedése (beleértve az ezzel kapcsolatos hidraulikai, talajmechanikai és árvíz alapján tapasztalt viselkedést is) kell, hogy szerepeljen. Ez alapján azonos viselkedésű szakaszokra, árvízvédelmi elemekre bonthatók. Ez a módszer elősegíti azt, hogy az árvízvédelmi gát, mint „végtelen" hosszú vonalas műtárgy kezelhető legyen. A számítás menetét a 4. fejezet írja le. A tönkremeneteli mechanizmusok lehetnek esemény láncolatok is, amelyek alapján követhetők a tönkremenetelhez vezető rendkívüli körülmények (ld. 1879 évi szegedi árvízi katasztrófa). Meg kell határozni a tönkremeneteli viszonyokat az eseménylánc egyes elemeire vonatkozóan, következtetve a lánc "kezdő" eseményéből a következőkre. Előfordulhatnak ugyanis olyan hibás szerkezeti elemek vagy hibás tevékenységek, amelyek a rendszer meghatározott részeihez, illetve az ott dolgozók tévedéseihez kapcsolhatók (Nagy, 1999). Ameddig a teljes árvízvédelmi rend-