Vízügyi Közlemények, 2000 (82. évfolyam)
2. füzet - Nagy László: Módszerek az árvízvédelmi gátak tönkremeneteli valószínűségének meghatározására
Módszerek az árvízvédelmi gátak tönkremeneteli valószínűségének meghatározására 229 A hagyományos biztonsági tényezővel szemben az elmúlt évtizedekben számos észrevétel hangzott el. Freudenthal (1947) szerint a korszerű, kifinomult tervezés és a meglehetősen önkényesen felvett biztonsági tényező közötti ellentét megakadályozza a biztonság és gazdaságosság egyensúlyát tükröző hatékony tervezési módszerek elterjedését. A biztonsági tényező valódi jelentése és tulajdonságai rejtve maradnak. Lévi (1958) számszerűen bizonyítja, milyen gazdaságtalan megoldásokra juthatunk: az elektromos vezetékek oszlopaira felvett biztonsági tényezők (v= 3-5) pl. olyan események bekövetkezése ellen védenek, amelyek csak 10 6—10 9 évenként fordulhatnak elő. Freudenthal (1961) rámutat arra, hogy a tervezőknek nemegyszer olyan irreális feltételeket szabnak, mint a végtelen élettartam, vagy a zérus tönkremeneteli valószínűség. A hagyományos biztonsági tényező hátránya abban van, hogy nem veszi figyelembe (legalábbis nem megfelelő módon) a felhasznált adatok megbízhatóságát, valamint a gazdasági hátteret tükröző veszélyeket. A determinisztikus alapon meghatározott biztonsági tényezőt (r\) a tönkremenetelt akadályozó (R) és előidéző (0 hatások hányadosaként értelmeztük. A hagyományos biztonsági tényezőnek így egy előre meghatározott számnál nagyobbnak kellett lennie, függetlenül attól, hogy a tönkremenetelt előidéző és akadályozó erők hány adatból, milyen módon kerültek meghatározásra. A korszerű méretezési módszerek a tönkremenetelt előidöidézö (Q) és az ezt akadályozó (R) hatásokat valószínűségi változóknak tekintik. Ebben a vonatkozásban két esetet különböztethetünk meg: - ha csak az egyik hatásról tételezzük fel, hogy valószínűségi változó, — ha mindkét hatásról azt tételezik fel, hogy valószínűségi változó. Altalános esetben Q és R egymástól függetlenek. Árvízvédelmi gátaknál azt kell feltételezni, hogy a gát ellenállása független a vízállástól. Nem valószínű, hogy valamilyen szintű korreláció kimutatható, hiszen a vízállás (terhelés) egy meghatározott helyen lehullott csapadéktól és annak az útnak a viszonyaitól függ, amelyen eljut a vizsgált helyre, a gát ellenállása pedig a gát méreteitől, feltárt talajrétegződéstől és a talajrétegek talajfizikai jellemzőitől függ. A biztonsági tényező alkalmazásának hátrányait a biztonsági tartalék (safety margin, SM) fogalmának a bevezetésével küszöbölhetjük ki. A terhelés és védőképesség közötti kapcsolatot a biztonsági tartalék fejezi ki. A sztochasztikus terhelés és védőképesség miatt ugyanis csak bizonyos valószínűséggel állítható, hogy a töltés megbízható. A biztonsági tartalék értelmezhető egy keresztmetszeti szelvényre, egy adott hosszúságú töltésre, egy árvízvédelmi szakaszra (egy vízügyi igazgatóság töltéseire), vagy akár a hazai teljes árvízvédelmi rendszerre. A biztonsági tartalék tehát nem más, mint az „ellenállás" és a „teher" különbsége: SM = R—Q (1) vagyis, maga is valószínűségi változó. Értéke R-töl és (9-tól függően negatív is lehet, am azt jelenti, hogy Q>R, vagyis a terhelés nagyobb a teherbírásnál (védőképességnél). Ez fizikailag a teherbírás kimerülését jelenti. A törési (vagy tönkremeneteli) valószínűség azt mutatja meg, hogy mi annak a valószínűsége, hogy a terhelés nagyobb, mint az ellenállás P Í=P(Q>R)=P(SM< 0) (2)
