Vízgazdálkodás, 1964 (4. évfolyam, 1-6. szám)
1964-10-01 / 5. szám
4. példa Inn nagyságrendű folyó, Q = 600 m3/s vízszállítással, H == 10 m duzzasztási magassággal, V = 50 hm2 tározótérfogattal, a völgy népsűrűsége 150 lakos/km2: a = lg 610 = 2,785 ß = lg 20 = 1,301 W = 6,97 50.150 t у = lg (10 +----Joö----) = 1,929 5. példa Duna nagyságrendű folyó, vízszállítása Q = 2000 тз/s, a duzzasztási magasság H = 12 m, a tározótérfogat V = 120 hm3, a völgy népsűrűsége 100 lakos/km2: a = lg 2010 = 3,303 ß = lg 22 = 1,342 W = 9,37 120.100 Г = lg (10 + 100 ) = 2.114 6. példa Volga nagyságrendű folyó, vízszállítása Q = 3000 m3/s, a duzzasztási magasság H = 25 m, a tározótérfogat 6000 hm3, a völgy népsűrűsége 20 lakos/km2: a = lg 3010 = 3,479 ß = lg 35 = 1,544 W = 16,55 6000.20 у = lg (10 +-----^—) = 3,083 7. példa Angara nagyságrendű folyó, vízszállítása Q = 3000 m3/s, a duzzasztási magasság H = 120 m, a tározótérfogat 50 000 km3, népsűrűség 5 lakos/km2: a = lg 3010 = 3,479 ß = lg 130 = 2,114 W = 25,1 50 000.5 у = lg (10 +-----) = 3,415 Amint a fenti példákból látható, a létesítmény „osztályát” sui generis meghatározó W értékek igen tág határok közöt ingadozhatnak. A minimális W = 1 értéktől európai viszonyok között W == 10—15 értékig növekedhetnek, míg a világ legnagyobb vízi beruházásainál (Ázsia, Afrika és a két Amerika nagy folyói esetében) elérhetik a W = 25—30 értéket is. Ezek önmagukban természetesen semmi lényegeset nem jelentenek azonkívül, hogy tisztán intuitív mértékszámai lehetnek egy olyan objektum műszaki értékének, amelyet jellemeznek. Mégis — és ennek bemutatására törekszünk a következő fejezetekben — alkalmasak lehetnek a létesítmények számítási és tervezési módszereit eldöntő alapvető paraméterek normalizására. rozott valószínűségi százalékhoz, vagy a valószínű ismétlődést jellemző évek T számához rendelik hozzá a mértékadó Q m3/sec árvízi hozamot. Nem célunk az, hogy ezt a kérdést részletesebben elemezzük; ezzel már sok kutató foglalkozott. A legismertebb és a leggyakrabban alkalmazott számítási módok közül megemlítjük Fuller, Foster-Rybkin és Gumbek módszerét, Lengyelországban ezenkívül Dabski és Jarocki módszerét alkalmazzák. Viszont mindig nyitott kérdés az, hogy egy adott létesítmény számítása során milyen T értéket kell a számítás alapjául elfogadni. Természetes, hogy minél hosszabb idejű T szakaszt választunk ki, ami egy bizonyos előfordulási valószínűségnek megfelel, annál nagyobb Q árvízi hozamot kapunk. Az így meghatározott mértékadó vízhozamra méretezve az árvizet átbuktató és áteresztő berendezéseket, a létesítmény annál biztonságosabb lesz, minél nagyobbra választjuk meg a T értéket. A túlzott biztonságra való törekvés azonban nem indokolható, mert megnöveli a leeresztő berendezések költségeit, másrészt pedig egyáltalában nem jelent abszolút biztonságot arra, hogy a létesítmény üzemeltetése idején nem fordul-e elő nagyobb víz is az elfogadottnál. A fent említett érvekben mutatkozó ellentétek azt igazolják, hogy a mértékadó árvízi hozam megválasztásakor mértéket kell tartani, megtartva a megfelelő biztonsági tartalékot, nem kell azt túlzottan megnövelni a beruházási költségek megalapozatlan növelésének kárára. A különféle tervezési megoldások összehasonlító elemzésével arra a következtetésre jutunk, hogy a létesítmény biztonságára vonatkozó követelményt elég jól ki lehet elégíteni, ha az árvíz bekövetkezésének mértékadó időszakául olyan T időt választunk, amely arányos az előző fejezetben javasolt, a létesítmény osztályára jellemző W mérőszámmal s egy olyan változó, arányossági együtthatóval, amely függ a létesítmény konstrukciójától, valamint a felhasznált anyagoktól, amely utóbbiak meghatározzák az adott létesítmény műszaki tartóssági idejét (de semmiképpen sem gazdasági amortizációját). Végül is a következőt javasoljuk elfogadásra: T = W . t (5) ahol a W értéket a (4) egyenlettel határozzuk meg, míg a t értéket a következő táblázat szerint javasoljuk elfogadni: fából készült duzzasztóművek fa zsiliptáblákkal t = 10 év kis betongátak fa zsiliptáblákkal t = 30 év beton- és vasbeton duzzasztóművek acélból készült elzárószerkezetekkel t = 60 év betonból és kőből épített gátak t = 100 év földből és szórt kőből épített gátak t = 150 év Annak bemutatására, hogy milyen vizekre javasoljuk számítani az átbukásra és a kiürítésre szolgáló berendezéseket, visszatérünk az előző fejezetben említett példákra. 3. A mértékadó árvízi hozam megválasztása A duzzasztóművek tervezése során az egyik leglényegesebb elem annak a vízhozamnak a meghatározása, mely mértékadó az árvizet átbocsátó műtárgyrészek emésztőképességének, szabad nyílásának számításához. Ennek helyes méretezése biztosítja, hogy a felső vízszint nem fog túlzottan magas — katasztrófát előidézhető — szintre emelkedni. Mind az ösztönös megérzés, mind a tapasztalat arra a következtetésre vezet, hogy a mértékadó árvizet annál nagyobb hozamban kell megállapítani, minél nagyobb a létesítmény műszaki felelősségi mértéke, vagyis minél nagyobbak a méretei, költségei és minél nagyobb gazdasági kárt okozna benne az esetleges katasztrófa. Ezekben a vizsgálatokban általánosan elfogadott szokás a meghatározott előfordulási valószínűségű árvízi hozamnak a valószínűségszámítás eszközeivel — tehát matematikai statisztikai elemzés alapján — történő megállapítása. Ennek eredményeként a meghatá-1. példa Kis folyó: Q = 5 m3/s; H = 3 m; W = 1,31. Teljesen fából készült gátakat tehát T = 10.1.31 = 13—15 évenként ismétlődő, fazsiliptáblákkal ellátott betongátakat pedig T = 30.1,31 = 40 évenkénti ismétlődő árvízre kell méretezni. 2. példa Kis patak: Q = 5 тЗ/s; H = 120 m; W = 5,08. Betonból készült gát esetében T = 100.5,08 = 500 évenként; földgát esetében pedig T = 150.5,08 = 750 évenként ismétlődő árvíz a mértékadó. 3. példa Közepes folyó: Q = 150 тЗ/s; H = 6 m; W = 4,25. Acélból készült elzárószerkezetekkel tervezett duzzasztó mértékadó árvize T = 60.4,25 = 250 évenként ismétlődik. 135
