Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

4. szám - Zákányi Balázs–Szűcs Péter: Völgyzáró gát és árvízvédelmi töltések hidraulikai vizsgálata SEEP2D modullal

54 Völgyzáró gát és árvízvédelmi töltések hidraulikai vizsgálata SEEP2D modullal Zákányi Balázs - Szűcs Péter Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék, Miskolci Egyetem, 3515. Miskolc-Egyetemváros Kivonat: A cikk bemutatja egy völgyzáró gát és árvízvédelmi töltések részletes hidraulikai vizsgálatát a véges elemes SEEP2D modullal. A numerikus úton kapott eredményeket a szerzők összehasonlították az analitikus közelítő számítások eredményeivel. A SEEP2D modul segítségével végzett számítások nagymértékben segíthetik az árvízvédelmi munkák hatékonyságát. Kulcsszavak: árvízvédelmi töltések, szivárgás, hidrodinamikai modellezés, SEEP2D.. 1. Bevezetés Magyarország természet- és gazdaságföldrajzi adottságai következtében a vizek kártételei elleni védekezéshez évszázadok óta jelentős és folyamatosan növekvő társadalmi érdek fűződik. Az ország vízkár-veszélyeztetettségét alapvetően meghatározza, hogy a Kárpát-medence legmélyebb részén fekszik, zömében sík területű ország, ezért a környező hegyvidéki vízgyűjtőkről, a Kárpátokból és az Alpokból hozzánk érkező, nálunk torlódó árhullámok ellen gyakran szükséges védekezni. Magyarország területének (93031 km") 68 %-a alacsonyabb a 200 m-es tengerszint feletti magasságánál, és csupán 0.8 rainkon kívül húzódik a Kárpátok 1500 km hosszú 100-300 km széles hegyláncolata és az Erdélyi-hegység, amely 1000 -2000 m-es magasságot is elérő hegységei ÉNy-tól DK-ig övezik a Kárpát-medencét. Nyugati országhatárunknál az Alpok hegyvonulata kezdődik, amelynek magasabb hegyei a 2000-3000 m-t is meghaladják [1], Az évi csapadékmennyiség az Alföldön 400-500 mm, az Északi Középhegységben és a Dunántúlon 650-700 mm. A Kárpát-medencét övező hegyvonulatban az évi átlagos csapadékmennyiség 800-1500 mm között van, az Alpokban pedig 800-2000 mm, helyenként pedig a 2000 mm-t is meghaladja [2], 1. ábra. A Duna-vi Hazánk területén - a kisebb vízfolyásokat és csatornákat nem számítva - 22 folyó található, amelyek összes hossza 2800 km. Ezek közül négy kisebb kivételével valamennyi folyó forrásvidéke és felső vízgyűjtő területe határainkon kívül fekszik (1 ábra) [3], Mindezek együtt azt jelentik, hogy Magyarország a fekvéséből adódóan nagymértékben ki van téve az árvízveszélynek. A mai Magyarország területéből (93031 km

2) több mint 1/5-ét (21000 km") töltések vagy védőfalak mentesítenek a folyók árvizeitől. A legnagyobbrészt a XIX. században megépített, összesen mintegy 4200 km hosszúságú árvízvédelmi fővédvonal-rendszer hazánk lakosságának 30 %-át, a vasútvonalak 32 %-át, a közutak 15 %-át védi, és biztosítja mintegy 2000 ipari üzem 18 ezer km

2 legértékesebb mezőgazdasági terület folyamatos termelését. Ezért fontos a gátak rendszeres karbantartása, többcélú vizsgálata, mert így az országunkat érő károk könnyebben elkerülhetők [4], Mai modellezési eljárások fejlettsége lehetővé teszi, hogy a karbantartási illetve ellenőrzési munkálatokhoz nagy hatásfokú számítógépes szimulációkat alkalmazzunk. Bizonyítja ezt az állítást Völgyesi István 2008-ban megjelent cikijy vízhálózata [3/ ke is (Hidrológiai Közlöny, 2008, 1. szám). A numerikus modellezésekhez ismerni kell a gáttesten átszivárgó víz hidrodinamikai és hidraulikai tulajdonságait, valamint a gátak geometriai adottságait [5], Völgyesi István munkájában a Processing Modflow programot alkalmazta a gátak hidraulikai viszonyainak megadására, amíg mi jelen esetben a számítógépes modellezést a Groundwater Modeling System program SEEP2D moduljával végeztük el, amellyel három tipikus árvízvédelmi töltést vizsgáltunk (az ÉKÖVIZIG illetékességi területén), valamint egy völgyzárógátat (a Lázbérci víztározó gátját). A Lázbérci-víztározó gátjánál szivárgási hozamokat is mérnek, ezáltal lehetőségünk adódott a számítógéppel kapott eredményeket a tényleges adatokkal összehasonlítani. 2. A töltésszerkezetek kialakulása, szivárgás a töltésen át A hazai árvízvédelmi fővonalak döntő hányada földtöltés. A mai állapota a védvonal-rendszernek több építési szakaszban alakult ki. Az árvízszintek változásainak megfelelően történt fejlesztések (építési szakaszok) eredményeként a gát-keresztmetszetekben is változások mentek végbe. En-