Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)

2. szám - Kovács György: A fakadóvíz elleni védekezés különböző eljárásainak hidraulikai összehasonlítása

114 Hidrológiai Közlöny 36. évf. 2. sz. Kovács Gy.: A fakadóvíz elleni védekezés változatok meghatározását — tanulmányunk közvetlen témáját — a lecsapoló rendszer kialakításának módja nem érinti, a gazdaságosság kérdésének elbírálásakor azonban döntő jelentőségű. Ezért időszerű feladat volna a leggazdaságosabb lecsapoló rendszer műszaki megoldásának — esetleg helyszíni kísérletekkel történő —- meghatározása. Az eljárás során alkalmazott hidraulikai feltételek Elöljáróban szükségesnek tartjuk hangsúlyozni, hogy a folyóink által felépített különböző korú és rétegzettségű áteresztő talajokban, a fakadóvizek elleni védelem célját szolgáló művek hatására, olyan összetett és bonyolult talajvíz áramlás alakul ki, amelynek matematikai eszközökkel való nyomonkövetése semmi esetre sem oldható meg. Ezért eljárásunk levezetése során több közelítést leszünk kénytelenek tenni. Ezeknek a közelítő feltételeknek a bevezetése eredményezi azt. bogy a számítással kapott értékek (pl. az átszivárgó víz mennyisége) a gyakorlat számára csupán nagyságrendileg megközelítő eredményként fogadhatók el. A bevezetőben említett részleges lezárást adó védekezési módok összehasonlításánál ez a tény nagyobb hibát nem jelent, mert mindegyik megoldásnál azonos feltételek hatására létrejött mozgásként vizsgáljuk a szivárgást. Gazdaságossági számításainkat a megközelítő feltevések bevezetése csupán akkor befolyásolhatja, ha nem egyenértékű megoldásokat hasonlítunk össze, ahol a védekezés az egyiknél teljes lezárást biztosít, amíg a másiknál létrejöhet a szivárgás. Igyekezni fogunk azonban az eltérések csökkentése érdekében a feltételeinket úgy megválasztani, hogy azok számottevő, a gazdasági vizsgálatok nagyságrendjét megzavaró hibát ne okozzanak. Ezeknek a megfontolásoknak az alapján a következő megközelítő feltételeket vezetjük be : 1. A gát alatti áteresztő talajt mindenkor homogén, rétegzettségtől mentes közegnek választjuk. Ez a feltételezés helyes akkor, ha a vizsgált területen belül a felső vastag áteresztő réteg nagyrésze meglehetősen egyöntetű homokos kavics, amelynek az áteresztőképessége a helyszíni és a laboratóriumi vizsgálatok szerint - különösen egy furaton belül — csak igen kismértékben ingadozik, kitevőjének nagyságrendje általában változatlan és csak a felső 1—2 m-ben találunk a fiatal öntéstalajokra jellemző zavart és erősen kevert rétegződést. Ha ennek a rétegnek a vastagsága az előbbiekben említett egyenletes homokos kavicsréteg méretéhez képest kicsiny, a vízszállítás értékét ennek a rétegnek a magasabb áteresztőképességi együtthatóval való figyelembevétele lényegesen nem befolyásolja. A nagy vastagságban települt pleisztocén folyami kavicscsal fedett területeken ez a feltétel általában fennáll. 2. A homokos kavics rétegek járataiban a vizsgált mozgások során előálló relatív potenciálesések mellett létrejött szivárgás, az irodalmi adatok szerint, a turbulens és a lamináris vízmozgás határán van. Számításainkban azonban mindenkor laminárisnak tételezzük fel a szivárgást azért, mert az erre a mozgástípusra kidolgozott számítási eljárások módot adnak bonyolultabb és összetettebb jelenségek matematikai tárgyalására is. Szabatos meghatározási mód azonban nem áll rendelkezésünkre annak elbírálásához, hogy az általunk vizsgált mozgás mennyiben tér el valóban a lamináris állapottól, ezért ennek a közelítésnek a hatását nagyságrendileg sem tudjuk becsülni. Ismeretes azonban, hogy erősen homokos (jól osztályozott) kavicsok szabad járatait a közbételepült. homokszemcsék nagymértékben csökkentik. Feltételezhetjük tehát, hogy az általunk vizsgált mozgás, minden valószínűség szerint, a lamináris tartományba tartozik. 3. Elfogadva a második pontban említett feltételt és meggondolva, hogy a szivárgás a gát hosszú szakaszán egymással párhuzamosan felvett szelvényekben megközelítőleg egybevágó áramvonalak mentén megy végbe, tehát a szivárgási sebességnek a gáttal párhuzamos komponense nincs, a mozgásokat sík potenciál mozgásként tárgyalhatjuk. Ennek alapján a komplex transzformáció módszerével a mozgás egyes alapeseteiben fellépő áramvonal és potenciál-vonal sereget derékszögű négyzethálóvá alakíthatjuk. Ebben a rendszerben a mozgás jellemzőit meghatározva, majd azokat a leképző függvény segítségével a vizsgált rendszerbe visszatranszformálva, az összetett mozgásoknál fellépő értékeket egyszerű összegezés útján számíthatjuk. 4. A sík potenciál mozgásként történő számítás során az egyes alapjelenségeket a következő feltevés szerint jellemezhetjük : a) A gát testét az áteresztő rétegre helyezett , teljesen vízzáró lemeznek tételezzük fel. Ilyen módon számításainkat a duzzasztóművek alaplemeze alatt létrejövő szivárgási számításokból jól ismert w = A arc cos Bz, azaz az ún. cosinustranszformációval végezhetjük el. Feltevésünk megengedhető voltát igazolja az a tény, hogy amíg a homokos kavics áteresztő képességi együtthatója általában 10 3 m/sec nagyságrendű, addig a kaviccsal feltöltött öblözeteinkben a töltésanyagul felhasználható fedőrétegek k tényezője 10 6—10 7 m/sec értékkel jellemezhető. Ezek szerint tehát az áteresztő rétegek áteresztőképessége 1000—10 000-szerese a gáttest vízátbocsátó képességének. b) A gáttest előtt előfenékként alkalmazható védelmi mű, elképzelésünk szerint, iszapolt agyagterítés lenne. Ennek figyelembevétele a számítások során, a gáttesthez teljesen hasonlóan — mint megnövelt vízzáró alaplemez — történhetnék. Számításunkban tehát ezt a védelmi módot ugyancsak a cosinus transzformáció segítségével vonhatjuk be, csupán a határfeltételek változnak a 4.a) pontban leírt esethez képest. c) Az áteresztő rétegnek függőleges fallal történő részleges elzárását úgy tekinthetjük, mint a duzzasztóművek szádfalait. A számítás során a gáttest vízszintes határvonalát és a függőleges záróelemet a Schwarcz Christoffel transzformáció-