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
51 Nyíri G., Zákányi B., Szűcs P., Nagy G. és Kiss T.: Árvízvédelmi töltések, völgyzáró gátak... 4. táblázat. A lázbérci gát nyírószilárdsági paraméterei Table 4. Shear strength parameters of the Lázbérc dyke Szerkezeti rész Térfogattömeg [kg/nd] Kohézió [kPa] Belső súrlódási szög [°] Szabad hézagtérfogat r%i Töltéstest 2000 40 15 30 Drén 2000 0 30 32 Altalaj 1800 10 25 25 Vízzáró fal 2500 Alapkőzet 2200 A MODELLEZÉS EREDMÉNYEI A modellezések során vizsgálataink a szivárgási modellekre, és a rézsüállékonysági problémákra terjedtek ki. A GMS 10-es program segítségével a gátak, és azok altalajának hidraulikai modellezése könnyen kivitelezhető, valamint lehetőségünk van a vízáramlás figyelembe vételével rézsűállékonysági vizsgálatot is végezni. A program a vízszint, valamint a kilépési felület megadása után (2-7. ábrán kék, illetve piros vonal) kiszámítja a gátban lévő sebesség, és pórusvíznyomás értékeket, valamint a fajlagos hozamot, melyekből ábrákat készítve a számított értékek vizualizációja könnyen megvalósítható. A fajlagos vízhozam megállapításánál a program egy méter hosszú töltésszakaszra vonatkozó hozamot számít. A sebességértékek felhasználásával kiszámítottuk, hogy a szabad felszínű szivárgás szempontjából a vizsgált töltés biztonságos-e. Mindegyik töltésnél a mértékadó árvíz- szintet vettük alapul, mely a töltéskoronától lefele számított egy méternél van, a víztározók gátjánál pedig a maximális üzemvízszintet vettük figyelembe. A Soilvision program Slope csomagját és a GMS UTEXAS modulját használva rézsüállékonysági vizsgálatokat végeztünk, melyek egyik célja a két program összehasonlítása volt. Az Slope modullal három féle állapotot vizsgáltunk. Az egyik esetben egy száraz állapot modellezését végeztük, a másik esetben pedig a GMS által számított pórusvíznyomás értékeket tápláltuk be a Slope modulba diszkrét pontokként, így vettük figyelembe a víznyomást. A víz hatását úgy is figyelembe tudtuk venni, hogy a GMS által számított legfelső áramlási vonalat vittük be a Slope modulba, és mint vízszintet adtuk meg. A különböző esetek eredményeinek összehasonlítását is elvégeztük. A GMS UTEXAS modulja a SEEP2D modul által számított víznyomás értékeket és áramlási viszonyokat is figyelembe veszi, és így számítja ki Spencer módszerrel a kritikus csúszólapot és a hozzá tartozó biztonsági tényezőt. Az állékonyságvizsgálatok mindegyike lamellás módszerrel történt, több számítási metódust követve. Kiszámításra került a biztonsági tényező és a kritikus csúszólap helye Bishop, Spencer, Janbu és Morgenstem- Price módszerrel, melyek mindegyike kör csúszólapot feltételez. A szabad felszínű szivárgás vizsgálata A szabad felszínü szivárgás veszélytelennek tekinthető, ha a kilépési gradiens kisebb, mint az adott talajra számított kritikus érték (MSZ15921-1999). A kilépési gradiens értéke a következő képlettel adható meg ahol, I: kilépési szivárgási ténye: A kritikus kilépési gradiens értéke a következő képlettel adható meg (MSZ 15921-1999): , (1 ~ n) ■ (ps - pw) r 1 •k ~ “ 1_J Pw ahol, Itat kritikus kilépési gradiens, n: hézagtérfogat, ps: talaj sűrűsége, pw: víz sűrűsége. Ezek alapján a három árvizvédelmi töltésre a GMS alapján számított sebesség értékeket vettük figyelembe. A lázbérci és a rakacai völgyzárógát esetén nem végeztük el ezt a vizsgálatot, hiszen a gát belsejében olyan szerkezeti elemek vannak, melyek a víz szivárgását oly módon irányítják, hogy az a mentett oldalon összegyűjthető legyen. Ilyen elem a kavicsszivárgó, illetve a gát alatt létesített vízzáró fal. A számított értékeket, az 5. táblázat mutatja. A táblázatból látható, hogy mindegyik kilépési gradiens érték kisebb a kritikus értéknél, igy a szabad felszínü szivárgás szempontjából a töltések biztonságosnak tekinthetők. gradiens, v: szivárgási sebesség J, * ["]• k: 5. táblázat. A kilépési gradiens és kritikus értékeinek összehasonlítása Table 5. Comparison of exit gradients and its critical values Kilépési gradiKritikus kilépési ens gradiens Cigánd 0,939 1,54 Révleányvár 0,118 1,32 Halászhomok 0,147 1,4
