Vízgazdálkodás, 1964 (4. évfolyam, 1-6. szám)
1964-10-01 / 5. szám
Javaslat a vízi létesítmények osstályosásának új alapelveire Irta: Waclaw Balcerski, a gdanski Műszaki Egyetem Vízépítési Tanszékének vezetője 1. Bevezetés A vízi létesítmények tervezésének gyakorlata a különböző országokban — a normáknak vagy előírásoknak megfelelő számítási módszerek értelmezési módjától függően különféleképpen alakul. Azokban az országokban, amelyekben ilyen jellegű szabványosítás általában nincs, vagy az csak kisszámú rendelkezésre korlátozódik, a vízi létesítményeket tervezőnek meglehetősen nagy választási lehetősége van s munkája leggyakrabban kézikönyvekből merített ismereteken, a hasonló jelleggel kivitelezett — s az irodalomból ismert — létesítmények példáin, továbbá saját tapasztalatain és végül azon a mérnöki intuíción alapul, ami nemegyszer új és érdekes megoldásokra ad ötleteket és amelyek azután más tervezők részére szolgálnak példaként. Ahogy az előírások és normák száma növekszik, úgy lesz egyre kevésbé alkotó a tervező munkája s az alapvető tényező csupán a vonatkozó normák ismerete és azoknak a tervezés különböző szakaszaiban megfelelő, helyes módon történő alkalmazása. A létesítmények normákkal előírt, megkívánt biztonsága, amelyet különböző együtthatókkal és mutatószámokkal határoznak meg, a létesítmények jelentőségének növekedésével együtt általában szintén növekszik. A vonatkozó összefüggések rögzítése édekében gyakran alkalmaznak különböző kritériumokat, felosztva a vízi létesítményeket — azok műszaki és gazdasági jelentősége szerint — osztályokra. Azután — a létesítmény osztályától függően .— kialakítják az előírásokat, általában annál szigorúbban, minél magasabb osztályba sorolták a létesítményt. Annak ellenére, hogy általában majdnem mindenütt ezt az eljárási módot alkalmazzák, mégsem használható ez teljes biztonsággal. Főleg akkor jelentkeznek nehézségek, ha a tervezett létesítmények jellege két szomszédos osztály határterületére jut. Például: ha az osztályozási rendszerben egy folyóra vonatkozóan 500 m3/s vízhozam a határ, akkor kétségkívül komoly kételyek merülnek fel a műtárgyak tervezése során egy olyan folyón, ahol a vízhozam pl. 490 m*/s vagy 510 ms/s. Az osztályozás alapelvei szerint ezen a két folyón a létesítményeket külön osztályba kell sorolni, noha a folyók nagyságának különbsége minimális és kétségkívül kisebb, mint a mérési hiba, a vízhozam nagyságában bekövetkező kisebb változások pedig az osztályozást meg is fordíthatják. Annak ellenére, hogy az általunk említett példát kivételesnek lehet tekinteni, mégis egyet kell érteni azzal, hogy minden ilyenfajta osztályozás túlságosan merev és nem kelt bizalmat az osztályok közötti határok helyességének elfogadását illetően. A bizalmatlanság érzése csak fokozódik, ha az osztályozásban elvész a felosztás egységes elve, ha az osztályozást egyidejűleg próbálják a vízfolyás тЗ/s-ban kifejezett vízhozamával, az úszójárműállomány méreteivel, pl. a mértékadó úszótest t-ban megadott teherbírásával, ha meglévő vízfolyáson a hajózás fejlesztését vizsgálják, vagy pl. az ugyanezen a vízfolyáson épített vízerőművek teljesítményével kifejezni. A vízi létesítmények, a víziutak, valamint a vízerőművek különböző osztályozási rendszereire vonatkozó kritikus szemlélet vezette a szerzőt e kérdés átgondolására. Ezeknek az elmélkedéseknek a gyümölcse az a javaslat, hogy el kell vetni minden táblázatos osztályozást és e helyett olyan osztályozást kell bevezetni, amely magának a vízi létesítménynek jellegzetességein alapul s amelyeket egyszerű képletekkel határozunk meg. Ezt a javaslatot e cikk következő fejezetében ismertetjük. 2. A létesítmények osztályozásának új módszere Egy vízfolyáson létesítendő bármilyen vízlépcső (gát, duzzasztómű) tervezése során számot vethetünk azzal, hogy a létesítmény biztonságát illetőleg a műszaki felelősség mértéke annál nagyobb, minél nagyobb a folyó (vagyis minél több vizet szállít), minél nagyobb a duzzasztás és minél nagyobb a víz felduzzasztása következtében keletkezett tározó befogadóképessége. A létesítmény biztonságával összefüggő kiegészítő tényezőként érdemes számításba venni a folyóvölgy népességét a vízlépcső alatt, amely esetleg pusztításnak van kitéve, ha a tározóban bekövetkező károsodás esetén a tározó hirtelen kiürülése katasztrófát okozna. A fenti 4 tényezőt figyelembevéve, javasoljuk a következő három egyszerű mutatószám elfogadását — közepes Q тЗ/s vízhozamtól függően: a = lg (10+Q) (1) — maximális H m duzzasztási magasságtól függően ß = lg (10+H) (2) — a V hm3 tározótérfogattól és a népsűrűségtől — m (lakos/km2) — függően: у = ig (10 +^) (3) A létesítmény osztályának mérőszámaként pedig a három vonatkozó indexszám szorzatát javasoljuk, mégpedig: W = a ■ ß ■ у (4) Amint az (1), (2) és (3) egyenletekből látható, az 0. ß, у mutatószámok legkisebb értéke 1 lehet, ezért a létesítmények ezen osztályozás szerinti legkisebb mértékszáma ugyancsak W = 1. Nagyobb folyó, nagyobb duzzasztási magasság és nagy tározó térfogat esetében az osztály mértékszáma növekszik. Hogy milyen értékeket kapunk, azt néhány példán mutatjuk be: 1. példa Kis folyó, amely Q = 5 тЗ/s-ot vezet, a duzzasztási magasság H = 3 m, a tározótérfogat jelentéktelen : a = lg 15 = 1,176 ß = lg 13 = 1,114 W = 1,31 у = lg io = 1,000 2. példa Hegyi patak, vízszállítása Q = 5 тЗ/s, a duzzasztási magasság H = 80 m, V = 120 hm3-es tározóval; a völgy népsűrűsége 125 lakos/km2: ct = lg 15 = 1,176 ß = lg 90 = 1,954 W = 5,08 120.125 y= lg (10 + *----) = 2,204 3. példa Közepes folyó, vízszállítása Q = 150 тЗ/s, a duzzasztási magasság H = 10 m, a tározótérfogat V = 20 hm3, a völgy népsűrűsége 150 lakos/km2: a = lg 160 - 2,204 ß = lg 16 = 1,204 W = 4,25 , 20.150 у = lg (10 + - 10Q- -) = 1,602 134
