György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
VI. Mezőgazdasági vízgazdálkodás
VI-196 MEZŐGAZDASÁGI VÍZGAZDÁLKODÁS VONALMENTI VÍZRENDEZÉS. PATAKSZABÁLYOZÁS. VÍZMOSÁSKÖTÉS A patakszabályozás célja, hogy a völgyben lefolyó és bizonyos valószínűséggel előforduló árvizek kiöntés nélkül levezethetők legyenek. A patakszabályozás azonban nemcsak a völgyben levonuló árvizek kártételeit mérsékeli vagy szünteti meg, hanem lehetőséget nyújt a völgyfenéki lecsapoló hálózat létesítésére, a felszíni vízrendezés végrehajtására is. Ezek miatt a dombvidéken elsődleges szerepe van. A patakszabályozásnak mindig egy vízgyűjtő terület egészére kell kiterjednie, ahol a vízrendszert több kisebb-nagyobb patak alkotja (VI-172. ábra). A szabályozást úgy kell végrehajtani, hogy az egyes patakmederszakaszok ne legyenek túlterhelve. Ennek érdekében egy vízrendszert mindig azonos előfordulási valószínűségű vízhozamra kell szabályozni. Ez alól csak egyes kisebb, elszigetelt szakaszok kivételek (belsőség, ipartelep stb.). Egy vízrendszeren belül a befogadó rendezése mindig megelőzi a mellékág építését. Ha a területen mezőgazdasági művelés folyik, akkor a 10—33%-os előfordulási valószínűségű árvízhozamok kiöntésmentes elvezetését kell megoldani. Ha az árvíz községek belterületeit is veszélyezteti, de lakóépületek vagy értékes létesítmények nincsenek közvetlenül veszélyeztetve, a 2—3%-os valószínűségű árvízhozam elvezetése szükséges. Ha az árvízveszély lakóépületeket, ipari vagy egyéb értékes létesítményeket veszélyeztet, az 1%-os valószínűségű árvízhozamot kell kiöntésmentesen elvezetni. A vízvezető mű maga a patakmeder a szükséges műtárgyakkal. A műtárgyak két csoportba sorolhatók : víz kormányzását (bukó, surrantó, burkolatok stb.) megoldó műtárgyak és a segédlétesítmények (híd-áteresz stb.). A patakvölgyek a szél és víz együttes, vagy a tektonikus mozgások hatására alakultak ki. A völgyben a patak medre minden esetben eróziós tevékenység következtében rágódik be. A patakmedrek kialakulása a hátráló erózióval magyarázható. A medrek kialakulását a VI-173. ábra jellemzi. Ha a pataknak nagyobb az energiatartalma, mint amit a vízfolyás menti súrlódás felemészt, fölösleges energiájával megbontja a mederanyagot és megindul a hátráló erózió. Ez a folyamat addig tart, amíg az erózió el nem ér egy olyan helyet, ahol a keményebb kőzetet a víz nem tudja megbontani, azon a helyen az erózió megáll, kialakul az eróziós küszöb. Az eróziós küszöb felett a hátráló erózió folytatódik, egészen a következő eróziós küszöbig. A kialakulás folyamata részletesebben az I. fő fejezetben található. Két eróziós küszöb között a vízfolyás egyensúlyba kerülhet és kialakulhat a vízfolyás szakasz- jellege. Általában három szakasz különböztethető meg: — felső szakaszon a vízfolyás a medrét állandóan megbontja, hordalékkitermelés megy végbe; — középszakaszon a meder egyensúlyban van, nincs se hordaléktermelés, se hordaléklerakás; — alsó szakaszon a vízfolyás hordalékát lerakja. Miután a patakszabályozásnak a vízfolyás szakaszjellegéhez kell alkalmazkodnia, ezért a tervezés legelső lépése ezek megállapítása. Eróziós küszöb lehet természetes képződmény, szikiapad, keményebb kőzet vagy mesterséges létesítmény, gát, biztosított híd stb. Ezek felkeresése után meg kell állapítani, hogy az eróziós küszöbök között milyen a vízfolyás szakaszjellege. A felsőszakasz-jellegű vízfolyáson a mederelfajulás ellen kell védekezni, középszakasz-jelleg esetén a meder állékony, alsószakasz-jelleg esetén a hordaléklerakás ellen kell védekezni. A patakszabályozással a vízfolyás szakaszjellege esetleg változik, mert a mederbővítéssel az elragadóerő növekszik, így a középszakaszból felső szakasz alakulhat ki. Annak eldöntésére, hogy a kiépítés után milyen lesz a patakmeder szakaszjellege, egyszerűség kedvéért a megengedhető minimális és maximális középsebességet vehetjük alapul. Ahol a levezetésre mértékadó vízhozamnál kialakuló vízsebesség a két határérték közé esik, a vízfolyás középszakasz- jellegűnek tekinthető; ahol a maximális értéket meghaladja, felsőszakasz-jellegről van szó; az alsó határérték alatt pedig alsószakasz-jellegű a vízfolyás. Mivel a középszakasz-jellegű vízfolyás esetén különleges védelmi intézkedéseket tenni nem szükséges, a tervezés általános szempontjai szerint a víz vezetését és kormányzását szolgáló műveket úgy kell kialakítani, hogy a vízfolyás középszakasz- jellegűvé váljon. Miután patakszabályozás részben azért szükséges, mert a vízfolyás felsőszakasz- jellegű, vagy az egyéb okból végrehajtott meder- bővítés során azzá válik, a tervezés legfőbb célkitűzése, hogy a patak a felső szakasz jellegéből középszakaszra változzon. Dombvidéki vízrendezéskor az alsószakasz-jelleg csak igen ritkán, leg1208