Hidrológiai Közlöny, 2017 (97. évfolyam)
2017 / 4. szám - SZAKMAI CIKKEK - Nyiri Gábor - Zákányi Balázs - Szűcs Péter - Nagy Gábor - Kiss Tibor: Árvízvédelmi töltések, völgyzáró gátak altalajának hidraulikai modellezése és állékonyságvizsgálata
Hidrológiai Közlöny 2017, 97. évf. 4. sz. Árvízvédelmi töltések, völgyzáró gátak altalajának hidraulikai modellezése és állékonyságvizsgálata Nyíri Gábor1, Zákányi B*azs2, Szűcs Péter3’4, Nagy Gábor5, Kiss Tibor6 Miskolci Egyetem, Kömv^etgazdálkodási Intézet: 1 PhD hallgató, 2 egyetemi adjunktus, 3 egyetemi tanár, 4 MTA-ME Műszaki FAdtudományi Kutatócsoport, 5 Budapesti Műszak’Egyetem, Geotechnikai, és Mérnökgeológiai Tanszék, tudományos segédmunkatárs, 6 Pécsi Tudományegyetem, Műszaki és Informatikai Kar, Mérnöki és Smart Technológiák Intézet, tudományos főmunkatárs Kivonat Az elmúlt évek hidrológiai viszonyait figyelembe véve, és ezen viszonyok hatásait látva megállapítható-' ’ “ügy hazánknak kiemelt vízügyi tevékenysége az árvízvédelem, melynek fontossága megkérdőjelezhetetlen. Munkánkban három árvízvédelmi töltést, és két völgyzárógátat vizsgálunk, az alta'-*J"ac*odsaga3kka^ együttvéve. A vizsgálatok kiterjednek mind a szivárgási viszonyok, mind pedig a rézsűállékonyság modellezésére. A szivárgási modelleket a Groundwater Modelling System 10. szoftver SEEP2D moduljával végeztük, mely egy végeselemes módszert alkalmazó szoftver. A szivárgási modellek vizsgálatakor vizsgáltuk a szabad felszínű szivárgást, és a töltésekben lévő ára™!^1 viszonyokat. A töltések modellezési körülményeinek változtatása is hatással van a szivárgási viszonyokra. Ezen nuv>íi vizsgáltuk a töltésláb szélességének hatását, illetve a végeselemes rácsháló sűrűségének hatását a fajlagos hozam-- az áramlási viszonyokra. Vizsgálatunk kiterjedt az altalaj elhanyagolásának hatására is. A rézeűállékonysági vi/sgdlutoKnoz a Groundwater Modelling System UTEXAS modulját, és a Soilvision SVSlope modulját használtuk. A rézsűállékonysági vizsgálatokat elvégeztük száraz állapotra, illetve vizsgáltuk a pórusvíznyomás hatását a töltések állékonyságára. Munkánk során lehetőségünk volt a két program összehasonlítására is, melyek jelentős eltéréseket mutattak. A modellezési eljárások rendkívül látványos, és egyszerű módjai az árvízvédelmi töltések szivárgási, és rézsűállékonysági vizsgálatának, melyek nagy segítséget nyújtanak az árvízvédelmi szakemberek számára. Kulcsszavak Árvízvédelem, rézsűállékonyság, hidrodinamikai modellezés, völgyzáró gát, végeselemes módszer. Hydraulic modelling and slope stability analysis of flood protection dykes, barrages and their subsoil Abstract Observing the past years’ hydrology conditions we can state that flood protection is a priority task for the Hungarian water management and its importance cannot be questioned. Our work examined three flood control embankments and two dams including their subsoil characteristics. The examinations also contained modelling of slope stability and seepage conditions. The seepage models were created with Groundwater Modelling System 10 software’s SEEP2D module, which uses the finite element method. As part of the examination of seepage models we have examined the free flows and the embankments’ seepage conditions. Manipulating the modelling circumstances of the embankments is in a correlation with the leaking characteristics. Thus we have examined the effects of the embankment’s foot width and the effects of the finite element mesh density on the total flowrate and the seepage conditions. Our examination also included a study about the effects of neglecting the subsoil. For the slope stability examinations we have used the Groundwater Modelling System UTEXAS module and the Soilvision SVSlope module. The slope stability measurements were done on dry state however we also examined the effects of the pore water pressure on embankments’ stability. While we were writing our thesis we had the opportunity to compare the two applications and the comparison showed significant differences. The modelling methods are excessively spectacular and simple methods of the flood control embankments seepage and the slope stability examinations, which can provide a great help for the flood protection professionals. Keywords Flood protection, slope stability, hydrodynamic modelling, valley dam, finite element method. BEVEZETÉS Hazánk kiemelt vízgazdálkodási feladatai közé tartozik az árvízvédelem, valamint az ivóvízellátás. A két tevékenység a földművek vonatkozásában összekapcsolódik, hiszen ma Magyarországon az árvízvédelem nagyrészt a töltések segítségével valósul meg, valamint az ivóvízellátás során használt víztározók, és azok gátjai is elláthatnak árvízvédelmi feladatot. A történelem során az egyre inkább növekvő mező- gazdasági és települési területhasználat szükségessé tették az egész folyószakaszokra kitérj edő védvonal kialakítását (Vágás 2007). Ezen védvonalak szivárgáshidraulikai viszonyainak ismeretére egyre inkább égető szükség van, hisz a védvonalak tönkremenetele esetén hatalmas károk keletkezhetnek. Hazánkban, bár a vízellátás nagy része felszín alatti vizekből történik, találkozhatunk több felszíni vizkivétel- lel is, melyek, ha országosan nem is nagy aránnyal bírnak, de helyi jelentőségük igen nagy. A völgyzárógátak célja, hogy egy vízfolyás elrekesztésével a vízfolyás egyenletes vagy változó vízhozamát felhasználó igényei szerint szabályozza. Ezen műtárgyak felépítésére jellem
