Hidrológiai tájékoztató, 2011

DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Dunka József: Árvízvédelmi gátak megbízhatósági eljárás szerinti méretezése

A jelenlegi állapotok és az ide vezető folyamatok ismertetése után a helyreállítás lehetőségeivel foglalkoztam hosszabban. Számos külföldi és pár hazai rekonstrukciós terv megismerése során többféle tényt, irányelvet, hozzáállást ismertem meg. A helyreállítási tervek céljait rendszereztem, összefoglaltam; kiemeltem pár fontosabb a helyreállítások során szükséges munkafolyamatot; valamint bemutattam röviden néhány tanulságos és érdekes rekonstrukciós tervet. Végül összefoglaltam a helyreállítások során felmerülő, azokkal kapcsolatos problémákat. A szakdolgozat konklúziója röviden az, hogy a folyószabályozások és mindenféle szabályozás, mesterségessé való alakítás károsan hatottak, hatnak a vizes élőhelyekre biológiai, természetvédelmi szemszögből és több esetben még gazdaságilag is. A további szabályozások a folyók gátak közé szorítása a jövőben nem megoldás. A helyreállítás viszont nehézkes, drága és nem eléggé kiforrott ahhoz, hogy egyértelműen ki lehessen mondani eredményessége mértékét. Arra a kérdésre, hogy milyen kezelés, átalakítás szükséges a leromlott élőhelyeken, a válasz összetett. A természetesebbé alakítás biológiailag szükséges, de gazdasági tényezők miatt nagy egészében a kompromisszumos megoldásokra való törekedés a megfelelő. Köszönetnyilvánítás A szakdolgozat elkészültéért szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Standovár Tibornak. Árvízvédelmi gátak megbízhatósági eljárás szerinti méretezése* DANKA JÓZSEF Bevezetés, célok Az utóbbi évtizedekben a tönkremeneteli valószínűség számításán alapuló tervezési eljárások jelentősége egyre nőtt, ugyanis a gazdaság egyéb szereplői - politikusok, közgazdászok, más döntéshozók - számára a klasszikus mérnöki eljárások végeredménye kevéssé informatív. A tény legfőbbképpen azzal indokolható, hogy a hagyomásos méretezési módszerek végeredménye - a biztonsági tényező determinisztikus értéke - nincs kölcsönösen egyértelmű összefüggésben a tönkremenetel vagy károsodás veszélyének nagyságával. Diplomamunkám az árvízvédelmi gátak altalajtörés jellegű tönkremenetelének vizsgálatát tűzte ki céljául. Az árvízvédelmi gátak méretezésének valószínűségelméleti megközelítése nagy jelentőségű, mert az ország lakosságának körülbelül negyede él árterületen: közel 700 település, a vasútvonalak 32 %-a, a közutak 15 %-a, illetve a mezőgazdasági területek egyharmada található árvíz veszélyeztette területeken (Tóth, 1993). Anyag és módszerek A tönkremeneteli valószínűség számítása a teljes valószínűségi méretezés alapján történik, melynek bemenő paraméterei eloszlásaikkal leírható valószínűségi változók. Első feladat tehát az ellenállások, hatások statisztikai alapú jellemzése, továbbá a tönkremeneteli mechanizmusok vizsgálata, hogy a később választott, majd alkalmazott számítási modelünk a tönkremenetelt a valóságnak megfelelő módon írja majd le. Árvízvédelmi gátak esetében az ellenállásoldalt a talajfizikai paraméterek képviselik: áteresztőképességi együttható, nyírószilárdsági paraméterek (belső súrlódási szög és kohézió), sűrűség. Statisztikai leírásukra saját mérési eredményeket, illetve számításokat végeztem. A hatásoldal leginkább meghatározó szereplője a víz, mely árvíz esetén számos, különböző formájú terhelést ad át a gáttestre. Ilyen például a víztest önsúlya, a potenciálkülönbség hatására kialakuló áramlásból keletkező áramlási erők, de fontos hatása van a vízterhelés tartósságának is, hiszen az mind a kialakuló áramlási viszonyokat, mind pedig a töltés átázottságát, kötött talajok esetében a töltés szilárdságát befolyásolja. Fontos jellemző továbbá a geometria, mely a legnagyobb nehézséget jelenti a geotechnikai vizsgálat során. Szerepe mind az ellenállás, mind pedig a hatásoldalon megjelenik, így a két komponens hagyományos szétválasztása nem lehetséges, vagyis a tönkremeneteli valószínűség analitikus, integráláson alapuló számítására nincs lehetőségünk. Ilyen esetekben a tönkremeneteli valószínűség számítására a Monte Carlo eljárás a legkézenfekvőbb és legalkalmasabb. Elvi alapja, hogy egy adott eloszlással jellemezhető valószínűségi változóhoz véletlenszám-generátor segítségével rendelünk eloszlásának megfelelő számértékeket, majd ezen véletlen értékek segítségével újra és újra elvégezzük a számítást, amíg statisztikailag értékelhető eredményt nem kapunk. A végeredmény a biztonsági tényezők eloszlásának segítségével határozható meg. Eredmények A talaj fizikai paraméterek statisztikai vizsgálatát az áteresztőképességi együttható és a nedves sűrűség esetében saját laboratóriumi mérésekre alapozva (Danka, 2008), míg a belső súrlódási szög, és a kohézió esetében * A 2010. évi Lászlóffy Woldemár diplomamunka pályázaton felsőfokú szakképzés vagy mesterképzés kategóriában könyvjutalmat nyert diplomamunka kivonata. 24