György István (szerk.): Vízügyi létesítmények kézikönyve (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)
V. Folyami vízgazdálkodás művei
V—112 A FOLYAMI VÍZGAZDÁLKODÁS MŰVEI V-107. ábra. A gerstheimi üzemvízcsatornás vízerőmű általános elrendezése (Rajna, Franciaország) érhető el. A lehetséges vízkivételi szögek közül ezért azt választjuk, amelyik a hordalék beáramlása szempontjából a legkedvezőbb. Általában hegyes- (kb. 30°-os) szögű vízkivételt tervezünk. A vízkivételi veszteséget csökkenthetjük a gerebek helyes elrendezésével és alakjuk megválasztásával is. Az uszadéknak és a jégnek az üzem vízcsatornába való bejutása ellen egyrészt a vízkivétel helyének helyes megválasztásával, másrészt ritka gerebnek, merülő falnak, illetőleg jégterelőnek a beépítésével lehet védekezni. Az üzemvízcsatorna hidraulikai méretezésekor figyelemmel kell lenni arra, hogy a felszíni jégtakaró — a szelvény csökkenés és a súrlódás megnövelése következtében — lényegesen csökkenti a csatorna által szállított vízmennyiséget, s ez a csökkenés 30% -ot is elérhet. Számolni kell továbbá az üzem vízcsatorna felső és alsó részén nyitás, illetve zárás következtében keletkező csatornahullámokkal is. A tervezőnek szüksége van a hullám sebességének és magasságának ismeretére. Ha a vízierőtelepnél árapasztó is van, akkor a csatornatöltések és a műtárgyak koronaszintjének megállapítása során a legnagyobb vízhozam levezetéséhez szükséges átbukási magasság és a hullám magasságának együttes értékét kell figyelembe venni; ha nincs árapasztó, akkor teljes vízszint-kiegyenlítődéssel kell számolni. Az üzemvízcsatornában védekezni kell a jégképződés ellen. Jég keletkezik a fenéken (fenékjég), a szelvény teljes mélységében (kásajég), valamint a felszínen is (felszíni jég). A fenékjég és a felszíni jég csökkenti a szelvényt és ezzel a csatorna által vezetett vízhozamot ; különösen káros azonban a kásajég megjelenése, mert az rárakódva a gerebre, valamint a turbina fémrészeire, üzemzavart okozhat. A víz alatti jégképződés a vízben mindig jelenlevő finom uszadékok, az ún. kristályosodási középpontok körül indul meg, megfelelő meteorológiai viszonyok között. Szükséges még a jégképződéshez az is, hogy a víz túlhűljön és a keletkezett hő elvezetődjék. Amennyiben ezek a feltételek nem állnak fenn, a jégképződés nem indul meg. Ez ad lehetőséget a védekezésre is. A tiszta vízben ugyanis a jégképződés nehezen jön létre, tehát a védekezés egyik módja az ülepítés lehet. Nem keletkezik kásajég akkor sem, ha a vizet összefüggő felszíni jégtakaró takarja. Kívánatos tehát mesterséges beavatkozással is (pl. a csatorna bőséges méretezése, vízcsendesítő gerendák) elősegíteni a felszíni jégtakaró kialakulását. Az üzemvízcsatornában szivárgás következtében jelentős vízveszteségek léphetnek fel, a talaj minőségétől függően. Igaz ugyan, hogy a szivárgás idővel természetes úton, beiszapolódás révén is csökken, azonban sok esetben szükség van a szivárgás mesterséges csökkentésére. Ezt elérhetjük különböző tömítési eljárásokkal, vagy a csatornatöltésbe vízzáró mag beépítésével, illetőleg a csatorna burkolásával. Az üzem vízcsatorna burkolásának célja az elszivárgó víz mennyiségének csökkentése mellett, a siírlódási tényező csökkentése, illetőleg a megengedhető sebesség növelése. Az üzemvízcsatorna vízierőtelephez csatlakozó végét nevezzük csatornafőnek. Ez előtérből, árapasztó bukóból vagy zsilipből és fenékürítő, illetőleg jéglebocsátó zsilipből áll. Az alvízcsatorna kialakítására mindazok az elvek érvényesek, amelyeket a felvízcsatornával kapcsolatban már megismertünk, megjegyezzük azonban, á hogy a veszteségeket itt is kerülni kell. Az üzemvízcsatorna szelvényméreteinek meghatározása és kialakítása nemcsak hidraulikai és műszaki, hanem gazdasági kérdés is. A beruházási költségek csökkentésére törekedve, a csatorna esését növelhetjük, amivel megnő az üzemvíz középsebessége. A nagyobb középsebességhez kisebb csatornaszelvény és ennek megfelelően kevesebb költség tartozik. Egyidejűleg azonban csökkenni fog a hasznosítható esés, és ezzel kisebb lesz a termelt energia mennyisége is. V-108. ábra. Az üzemvízcsatorna gazdaságos keresztszelvény-méretének meghatározása 982
