A Magyar Hidrológiai Társaság XXXVI. Országos Vándorgyűlése (Gyula, 2018. július 4-6.)
3. SZEKCIÓ - Árvíz- és belvízvédelem / Vízkárelhárítás - 23. Dr. Nagy László (BME Építőmérnöki Kar): Kopolya ismeret
gátszakadáson átbukó víz ereje nem képes tovább nagyobbítani a kopolyát. Adott viszonyok (altalaj rétegződés és gátszakadás topográfiai elhelyezkedése stb.) mint adottságok mellett a kiömlő víz elmosó ereje (bukómagassága és ezáltal a víz sebessége) az, ami a kopolyát kialakítja. A bukómagasság a gátszakadás kezdetén alacsony. Ahogy a töltést egyre jobban elmossa a víz, úgy nő a bukómagasság. Ez egy gyors folyamat. Amikor a töltés elmosásra került, a megnyílás kiszélesedett, a bukómagasság már csak lassan változik a vízállás változásával. A gátszakadáson kiömlő víz a megnyílást egészen addig fejleszti, amíg egyensúlyba nem kerül a talaj ellenállásával. Ebből a szempontból fontos szerepe van az időnek is. A kopolya nem változtatja meg a bukómagasságot, mert az a felvízi (jelen esetben a folyó vízszintje) és az alvízi (jelen esetben a terepen szétterülő) vízszint különbsége. Kopolya kialakulása egyértelműen a gátszakadáson átáramló víz elragadó hatásának eredménye. A bukó képlet alapján könnyen belátható, hogy a magyarországi árvízvédelmi gátak szakadásánál is kialakulhat 4-5 m/s-nál nagyobb vízsebesség a gátszakadásban. Kopolyaképződés valószínűleg ott kezdődik, ahol a rohanó víz sebessége megtörik és áramló vízzé alakul, vagyis a mentett oldalon a mentett oldali töltéslábnál. A későbbiekben a kopolya fejlődése történhet a vízoldal felé is. A kopolyáról meglévő történeti adatoknál 26 esetben tudjuk, hogy a gátszakadáson keresztül kiömlött víz által elöntött területet (18 esetben volt kopolya), úgy, hogy ismert volt a gátszakadás hossza is. Ezeknél az elöntött terület nagysága 220 - 55000 ha között változott (átlag 14500 ha). Kopolyás gátszakadásoknál (8 eset) az átlagosan elöntött terület 16140 ha. Ezzel szemben a nem kopolyás gátszakadásoknál az átlagosan elöntött terület kisebb, 12500 hektár. Ezen kevés számú adat azt sugallja, hogy a kopolyás gátszakadásoknál nagyobb volt az elöntött terület, vagy éppen a fordítottját, hogy nagy elöntött területekhez tartozó gátszakadásoknál nagyobb valószínűséggel lesz kopolya. A vizsgált 26 gátszakadás 14 Duna menti volt, további 7 a Duna-völgyben (Sió, Völgységi p., Marcal, Rába), és 5 db a Tisza mellékfolyóján (Szamos, Körösök). A legnagyobb elöntött terület a Duna menti kopolyás gátszakadásoknál adódott, majd a Tisza mellékfolyói következtek. A kevés számú adat alapján is az becsülhető, hogy a folyó vízhozamának szerepe van a kopolyaképződésre, ami visszahat a gátszakadás várható hosszára. 116 gátszakadásból 15-nél nem ismerjük a gát tönkremenetelének mechanizmusát. A maradék 101 esetből 66 db (-66%) meghágás volt (5. táblázat), melyek közül 50-nél ismerjük a töltés magasságát is. A meghágásoknál 26 esetben volt kopolya és 40-szer nem. Ezek közül 22 esetben tudjuk a gát magasságát és 28-szer nem. Meg kell jegyezni, hogy 22 esetnél átlagosnál magasabb, a 28 esetnél pedig alacsonyabb töltések voltak. Az átlagos töltés magasságok aránya 2,9:2,5-ra adódott (mindkét adat méterben), ami azt sugallja, hogy az átlagosan magasabb töltéseknél (átlagosan nagyobb bukó magasságnál) nagyobb a kopolyaképződés valószínűsége. AZ IDŐ SZEREPE A KOPOLYA KIALAKULÁSÁNÁL Az idő szerepe a gátszakadás kialakulásában több szempontból is meghatározó jelentőségű. A megnyílás szélessége idővel egy egyensúlyi állapotig nő (Nagy 2004). Hasonló a helyzet a kopolyával is. Az idő múlásával a gátszakadáson kifolyó víz egyre nagyobb kopolyát hoz létre, majd a kifolyó víz bukómagasságának, a kifolyó víz vízhozamának csökkenése illetve az öblözet esetleges feltöltődése miatt a bukó magasság csökken. Ekkor a kopolya növekedése abbamarad, egyensúlyi állapot alakul ki. Ebből a szempontból fontos, hogy mennyi ideig folyik át a megnyíláson a víz. A gátszakadáson keresztül a víz kifolyásának négy tényező fontossága emelhető ki:
