Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

1. szám - Rátky István–Rátky Éva: Lehetőségek a Tisza vízszállító-képességének javítására

35 Lehetőségek a Tisza vízszállító-képességének javítására Rátky István

1 - Rátky Éva

2 'Bp. Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111. Budapest, Műegyetem rkp.3. 2VITUKI, 1095. Budapest, Kvassay Jenő út 1. Kivonat: A napjainkban Vásárhelyi-terv továbbfejlesztésével kapcsolatban előtérbe került a tiszai hullámtér vízszállító-képességének növelése. Ennek vizsgálatával, a javítási lehetőségekkel foglalkozik e tanulmány. Főbb megállapításai a következők: A vizszállító-képességet legnagyobb mértékben a víztükör-szélesség, a simasági együttható és a hidraulikus középmélység befolyásolja. A nagyvízi meder, ezen belül a hullámtér vízszállító-képessége nagyon rossz. A Tisza Kisköre és a déli-országhatár közötti szakaszára a simasági együttható átlagos értéke a főmederre 28,4 m"

3/s, a hullámtérre 7,4 m'

,

3/s. A simasági együtthatót legnagyobb mértékben a növényzet (helye, állapota, sűrűsége, stb.) befolyásolja. Tehát a növényzet ritkításával lehet jelentős vizszállító-képesség javítást elérni. Számításaink szerint 1000-1500 m széles hullámtér a 2006. áprilisi árhullám nagyvízi hozamának csak 20-30 %-át szállította. Reálisan megvalósítható növényzet-ritkítást feltételezve, a hullámtér teljes szélességére 15 m

1 7s értéket felvéve, -70 fkm hosszon 10 cm alatti, -70 fkm-en 10-20 cm közötti és -30 fkm-es szakaszon 20-30 cm közötti a tetőző vízszintek csökkenése. Kulcsszavak: folyószabályozás, árvízvédelem, modellezés, Tisza. A vizsgálatok célja és módszere Folyógazdálkodással foglalkozó szakemberek számára alapvetően fontos, hogy ismerjék a folyók mentén a vízszintek és a vízhozamok időbeni változását. A Vásárhelyi-terv továbbfejlesztésével kapcsolatban a szakemberek többek között a következő nagyon lényeges kérdést fogalmazták meg: mekkora vízszint csökkenés érhető el a nagyvízi meder vízszállításának javításával, konkrétan (VIZITERV 2001): - szabad sáv létrehozásával irtások útján, - folyószabályozási beavatkozások (sarkantyúk, vezetőmüvek, partvédelmek) segítségével, - meder átvágások létrehozásával, - árapasztással, a túlfejlett kanyarok átvágásával, - nyári gátak, felülvizsgálatával, vissza- vagy elbontásával, - övzátonyok helyenkénti, szakaszos megszüntetésével, - hidak környékén hullámtéri nyílások kiépítésével, - hullámtéri építmények megszüntetésével, elbontásával, és - hullámtéren a művelési ág változtatásával. El kell ismerni, hogy az ilyen beavatkozások hatására létrejövő vízszint-változásokat ma még nem tudjuk az igényeknek megfelelő pontossággal számítani. A kanyargós Tiszára - a vízmozgást befolyásoló olyan körülményekre, müvekre gondolva, mint a kubikgödrök, bővületek, szűkületek, a területen lévő növényzet stb. - az lenne a meglepő, ha azt állítanánk, hogy ezek hidraulikai hatását „pontosan" ismerjük, számítani tudjuk. Vízfolyásokban a nagyvizek, árvizek levonulásával kapcsolatos gyakorlati hidraulikai kérdések a jelenség nem-permanens egydimenziós közelítésével - figyelembe véve a rendelkezésre álló adat mennyiséget és minőséget - általában kielégítő módon megválaszolhatók. De már az egydimenziós modell is olyan bonyolult, hogy nehezen követhető az egyes befolyásoló paraméterek hatása a kialakuló vízszintekre. Talán megbocsátható, ha egy tudományos folyóiratban rendhagyó idézettel próbáljuk színesebbé tenni az írást : „A tudomány alapjában véve úgy viselkedik, mint a részeg ember, aki nagyon keres valamit az utcai lámpa alatt. Amikor a rendőr megkérdezi, hogy mit keres, azt mondja, hogy a kulcsát, amelyet pár méterrel odébb veszített el. Hát akkor miért itt keresi? Mert itt van világos. ...ha elég alaposan sikerül megismerni a világos helyek környékét, abból egészen jó közelítéseket lehet levonni a sötét területek tulajdonságaira. Többnyire sokkal jobbakat, mintha támponttok nélkül botorkálnánk a sötétben. " (Mérő 2001). Témánkra vonatkoztatva talán túlzás az az állítás, hogy csak a sötétben tapogatózunk. De az biztos, hogy a leglényegesebb kapcsolatokat megadó (a gyakorlati szakemberek által jól ismert, használt) - összefüggések segítségével a szürke területek is világosabbak lehetnek. E tanulmányban három célt tűztünk ki: - először a legegyszerűbb hidraulikai modell segítségével bemutatjuk, hogy alapvetően mik befolyásolják egy vízfolyás vízszállítóképességét, - majd megadjuk e befolyásoló tényezőknek a Tisza Kisköre és a déli-országhatár közötti szakaszára a 2006. áprilisi árhullám tetőzésekor számolt értékeit, - harmadszor egy konkrét példán keresztül - nem-permanens egydimenziós modellel történő számítás alapján bemutatjuk, hogy a hullámtéri simasági együttható változtatásával milyen mértékű vízszint-csökkenést érhetünk el. Első feladatunk megoldásánál követjük a tudományban szokásos módszert. A vizsgálandó jelenséget leegyszerűsítjük oly mértékben, hogy az (a jelenlegi tudásunkat, eszközeinket, adatainkat figyelembe véve) kezelhető legyen, ugyanakkor a kapott eredmények a gyakorlat számára még értékesek legyenek. A valóság helyett ezt az egyszerűsített modellt vizsgáljuk, esetünkben azt, hogy e modell egyes paramétereinek a változtatása (változása) milyen hatást gyakorol más, az árvédekezés szempontjából fontos paraméterekre (vízszállító-képességre, vízszintre). Hidraulikai vizsgálatoknál általában kétféle módon szoktak egyszerűsíteni: egyrészt a geometria tekintetében, másrészt a hidraulikai jelenség tekintetében. A legnagyobb mértékű a geometriai egyszerűsítés: szabályos, négyszög vagy trapéz keresztszelvényű, prizmatikus, egyszerű (nem összetett) meder feltételezése. Ha csak permanens állapotot vizsgálunk, az előbb említett geometriai egyszerűsítésből következően, a hidraulikai jelenség közelítésénél már további korlátozó feltételre nincs is szükség, az egyszerű Chézyösszefüggés leírja a fenti geometriájú vízfolyásban a permanens egyenletes vízmozgás hidraulikai törvényszerűségét. Magyarázatot igényel, miért gondoljuk azt, hogy ekkora közelítés mellett még kapunk olyan modellt, mely reális képet ad a valóságos jelenségről. Ha tisztában vagyunk a közelítés hatásával, és nem próbálunk az eredményekből olyan következtetéseket levonni, amelyek a modell hidraulikai a lapjaiból nem következnek, akkor a közelítő modell segít-