Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 4. szám - Rátky István: Módszer az árvízi szükségtározók térfogatának és vízkivételének hidraulikai méretezéséhez
RATKY I.: Módszer az árvízi szükségtározók 37 tételezzük, hogy Hma 640 cm-nek felel meg. Tehát a tározásnál 640 cm alvízszint tartását irányozzák elő. A tározót akkor kezdik üzemeltetni, ha a folyóban (a műtárgy felvizében) HmcCÍ> 640 cm. Azt is feltételezzük, hogy terv szerint akkora tározót kívánunk építeni, mely a vízszinttartást a felvíz Hmax = Hma + 100 cm-ig tudja biztosítani, valamint topográfiai, környezeti, társadalmi adottságok miatt Fmax = 200 106m3 a lehetséges legnagyobb betölthető tározótérfogat. Ha a 640cm-es alvízszintet a felvíz 740 cm-t meg nem haladó értékéig akarom biztosítani, ez azt jelenti, hogy (az 1997. évi 1 %-os valószínűségű szint helyett) most vízszint-tartásra — tározó üzem nélkül ~22 %-ban meghaladó — Hma= 640cm-t szintet választottam, és olyan tározót és vízkivételi kapacitást tervezek, mely biztosítja, hogy az alvízben a 640 cm-t (1 % helyett most) 8 %-nál ritkábban előforduló árhullámok haladják meg. Tehát e példánál a kiindulási adatok: Zma —> Hmi = 640 cm (a kívánt alvízszint, tározóüzem nélkül p(Hma) « 22 %); Hmax = 740 cm (a felvíz maximuma, p(Hmax) « 8 %), Kmax = 200106rn3, A 8 Hmca > 640 cm-es árhullámnál a Hma = 640 cm tartásánál előálló Vígény és Qlmax értékeket dr. Szigyártó Zoltán (2015) tanulmányának 1. és 3. táblázatából vettük át (Hma = H, = 640 cm ’tartott számítási segédszint (vízál- lás)’-nál). Az értékeket az 1. táblázatban adtuk meg. A Qimax-Hwax és a Q,,max-Qfh.max valamint a V,gény-Hnía és a Vigény- Q/h,max kapcsolatokat a 2a. és 2b. ábrán mutatjuk be. Qfh.max közvetlenül a vízkivétel felvízében lévő vízhozamra utal, ha Qt.max-1 nem a vízkivételi szelvény H(t) és Q(t) idősoraiból határozzuk meg, hanem NSM-bői számítjuk, akkor Qfh.max a számításba bevont folyó legfelső szelvényében előírt felső határfeltétel maximális vízhozamát jelenti. (így tudjuk majd meghatározni a jellemző vízhozamok valószínűségi értékeit.) 1. táblázat. A 8 Hmca>640 cm-es árhullám tetőző értékei és Hma = 640 cm tartásánál előálló Vigé^ és Q,.max értékek Év Hmax Qfh.max Qt.max Vtgény cm m’/s mVs 10W 1970 728 3360 655 244 1974 665 2920 206 29 1978 663 2850 182 18 1979 674 2940 247 32 1998 738 3820 1070 243 1999 662 2380 140 22 2000 716 2860 734 127 2001 758 3519 1401 292 A 2a. és 2b ábrákról a következők olvashatók le: Ha 640 <Hmax£740 cm-es tervezett igény mellett Vigény>Vm„.x(=20010',m3): Ahhoz, hogy az alvízben 640 cm-t tartani tudjuk, 740 cm (8 %-ot meg nem haladó) felvíz érkezéséig (a 2 a. ábra szerint) Qi.max~ lOOOm ’/s maximális kapacitású vízbevezető műtárgy szükséges, de ez (a 2b. ábra szerin) 250 106m’ tározótérfogatot igényelne. Mivel most Vigíny > Vmax (csak Vmax = 200 106m3 áll rendelkezésre) nem tudjuk tartani az alvízet 640 cm-en a felvíz 740 cm érkezéséig. A tározó megtelése miatt, (a 2b. ábra szerint) csak -730 cm-ig, 8,4 %-ot meg nem haladó árhullám érkezéséig lesz megfelelő a tározó, ugyanakkor a vízbevezető műtárgyat |2,.mai«800m7s maximális kapacitásara elég lesz kiépíteni. Ebben a vízszint-tartásos üzemállapotban a folyóban a műtárgyhoz érkező árhullám maximális vízhozama 2300 - Qfti.max íí 3350 m7s között várható. A vízállásokhoz és a hozamokhoz múltbeli adatokra szerkesztett eloszlásfüggvények alapján megállapítható a meghaladásuk valószínűsége: p , p , p és p .Az 1970- 2004 évek vízállás és vízhozam adatai alapján szerkesztett eloszlásfüggvényekből (Szigyártó 2015) meghatározott meghaladási valószínűségek pH 640 «22 %, pH rQ = 37 % és p «7,8%. y0=3350 ’ «8,4 %, p ’ yO=2300 A feltételezett kiindulási adatok és a bemutatott ábrák alapján a -800 m7s maximális kapacitásra kiépített - vízszint-tartással üzemelő — tározó a (22 - 8,4) %-os előfordulású árhullámokat 640 cm-en tartja, de a 8,4 %-nál ritkább előfordulású (730cm-nél nagyobb) árhullámok 640 cm feletti részéből csak Fmat = 200 106m3-t tud betá- rozni. Az utóbbi esetben a tározóüzem ellenére a folyó alvízén 8,4 %-ban 640 cm-t meghaladó maximális vízállás fog kialakulni, Hmax értéke NSM számítással határozható meg. Természetesen, most e példához felvett értékekre nem érdemes tározót tervezni és építeni. Záhonynál Hma= 640 cm vízállás tartására kiépített vízbevezető műtárgy valószínűleg nem lenne gazdaságos (a valóságban Vmax = 200 106 m3 sem áll rendelkezésre). Mint említettük, ezeket az adatokat csak a módszer, az eredmények jellegének bemutatása miatt adtuk meg. Ha 640<Hmax<740 cm-es tervezett igény mellett ^igény kmax' Az alvíz 640 cm-es tartása mellett a felvízben 740 cm érkezéséig a tározó nem telik meg, Vigény.<.¥.mtu- Ekkor 740 cm-t meghaladó árhullámok esetén is tartható az alvízben a Hma=640 cm-es vízállás, mindaddig, míg a tározó meg nem telik. Az előbbi példa adatainál maradva, 8 %-nál ritkábban előforduló, 740 cm-nél nagyobb árhullámokat is 640 cm-en (22 %-on) tudunk tartani a tározóüzemeltetésével. Az adott Vmca-hoz tartozó új Hmax-ot és Qfli.max-ot a 2b. ábra segítségével lehet meghatározni. Az új Hmca ismertében a Qi,max-ot a 2a. ábrán lévő kiegyenlítő vonal alapján becsülhetjük meg. Az eloszlásfüggvények alapján most is meghatározhatók a megfelelő p és po meghaladási valószínűségek intervallumai. 4.2. Számítások árhullám generálása után Ha minden eddig előfordult árhullámnál Zmax<Zma, vagy csak néhány esetben (kevesebb, mint 5 esetben) volt Zmax>Zma, akkor generálni kell árhullámokat. A generált árhullámok maximális vízállásai Hma<Hmax<Hma + 100 cm intervallumba essenek. Az árhullám alakok becslése az eddig előfordultak figyelembe vételével történjen, de legyen köztük az eddigiektől eltérő: ’csúcsosabb’, kisebb vagy nagyobb áradó-apadó intenzitású, Hma fölött különböző tartósságú. (Az árhullám-alakok becslését a folyót ismerő helyi szakemberek végezzék.)
