Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

5. szám - Dr. Zsuffa István: Az árvízcsökkentő tározók hidrológiai kérdései

Dr. Zsuffa I.: Az árvízcsökkentő tározók Hidrológiai Közlöny 1969. 5. sz. 201 Idő, t [óra] 3. ábra. A fixküszöbű bukós árapasztóval ellátott árvízcsökkentő tározó működési sémája Abb. 3. Betriebsschema des mit festem Entlastungsüberfall versehenen Hochwasserrückh altespeichers Mindhárom üzemi rendszer esetén a méretezés első része a mértékadó árhullámkép meghatározása. A gyakorlatban leginkább alkalmazásra kerülő fixküszöbű árapasztós árvíztározók méretezése tulajdonképpen a bukó küszöbszintjének és szélességének a megválasztása. Az alvízi vízhozam az átbukási szint és a bukó szélességének a függvénye, de az átbukási szintet a mértékadó árhullámkép és a medence topográfiai viszonyai szabályozzák. Az összetett kapcsolat meghatározása az árvíztározók hidrológiai méretezésének második lépése. A zsilipkezeléssel működő tározómedence hidrológiai alapkérdése a megfelelő üzemi — zsilipkezelési — utasítás kidolgozása. Tanulmányunk első részében a mértékadó árhullámkép meghatározásával, második részében a fixküszöbű árapasztós záportározók méretezésével, a harmadikban a zsilipkezelési utasítások hidrológiai kérdéseinek kidolgozásával foglalkozunk. Végül külön tárgyaljuk a gazdaságosság kérdéseit. Külön feladatként jelentkezhet a — többfeladatú — vízhasznosítást és vízkárelhárítást egyaránt szolgáló tározók méretezése. Nyilvánvaló, hogy egyenletes vízfogyasztású, a középvízhozamot kiszolgáltató ún. teljes vízhasznosítású tározó az árvízcsökkentést is teljes mértékben megoldja. Ilyen tározók alvizébe — ha onnan történik a vízhasznosítási vízkivétel — mindenkor a középvízhozam kerül. Teljes vízhasznosítású tározó azonban nem készül. Puskás Tamás a hidrológiai szempontból még gazdaságos vízhasznosítási tározó teljesítő képességét 0,7 KÖQ-ban jelölte meg [9]. Az ennek kiszolgáltatásálioz szükséges tározótér általában a teljes vízhasznosítási tározótérnek 15—17%-a. Kb. ilyen jellegű tározók épülnek jelenleg vízgazdálkodási célra. E tározókban a víz általában nincs mindig a maximális szinten, hiszen a tározóból állandó üzemvízkivétel van. Annak a valószínűsége tehát, hogy a mértékadó, p %-os előfordulási valószínűségű árhullám éppen telt tározóra fut, nem 100%. így a p%-os előfordulási valószínűségű mértékadó árhullámkép helyett, a p'^>p%~

o

s árhullámképet kellene figyelembe venni úgy, hogy qp'=p, ahol g<100 annak a valószínűsége, hogy a p'%-os előfordulási valószínűségű árvíz telt tározóra fut. A vázolt méretezési feladat igen bonyolult (sőt a további elemzés újabb és újabb részproblémákra vezet), de nem megoldhatatlan, a hidrológiában eddig alkalmazott matematikai statisztikai eszközökkel azonban nem vizsgálható. Ehhez a stochasztikus folyamatok elméletének az alkalmazása szükséges. (Felhívjuk a figyelmet arra, hogy maga a ,,p%-os előfordulási valószínűségű árhullám" fogalma már a stochasztikus folyamatok elméletének a fogalomkörébe tartozik, mert a matematikai statisztika eszközeivel csak adott valószínűségű értékek és nem függvények vizsgálhatók). Tanulmányunknak célja a tervezők részére használható méretezési módszer szolgáltatása. Ezért — félretéve az elméleti kérdéseket — elfogadjuk azt, a biztonságot (esetleg túlzott biztonságot) szolgáló elvet, hogy többfeladatú tározó esetén éppúgy, mint kizárólagosan árvízcsökkentést szolgáló tározónál a vizsgálandó árhullámok telt tározóra futnak. Többfeladatú tározónál tehát a maximális üzemi vízszint fölött külön árvízi tározótér biztosításával dolgozunk. A mértékadó árhullámkép A hazai olvadásos árvizek elsősorban 300— 500 km

2 vagy annál nagyobb vízgyűjtőjű vízfolyásainkon okoznak nehézségeket. Ezeken a vízfolyásokon többnyire 10—20 éves vízállás — esetleg vízhozam —, adatsor rendelkezésre áll. Az olvadásos árvizek hevessége miatt pedig a napi egyszeri észleléssel az árhullámok kialakulása, levonulása követhető. így a közvetlenül észlelt téli árhullámok egyenkénti feldolgozása célszerűnek látszik. A kisebb vízgyűjtőterületű vízfolyásokon a nyári árhullámok a hevesebbek, lényegesen nagyobb tetőzéssel vonulnak le. A nagyobb vízfolyásokon is a nyári árhullámok gyorsabb levonulása miatt a közvetlen észlelés nem kielégítően jellemzi a vízhozamok alakulását, ezért a nyári árhullámok pontos rögzítése csak rajzoló vízmércékkel képzelhető el. Huzamosabb ideje működő, folyamatos üzemű, rajzoló vízmérce alig van Magyarországon, sőt a folyamatos üzem biztosítása még máig is megoldatlan. Kísérleti területeinken, állandó technikusi és időszakos mérnöki felügyelet mellett működő vízállásrajzolóink is szaggatottan üzemelnek. Az adatpótlásról tehát mindenképpen gondoskodni kell. A hidrológia az adatpótlásra két utat biztosít. Az analitikus hidrológia alapelvei szerint a kérdéses szelvényt (a tározómedence szelvényét) és vízgyűjtőjét hosszabb-rövidebb ideig —pl. a tervezés eiső szakaszában — részletesen megfigyeljük. Vízállás és csapadékírókat helyezünk el, közvetlen mérésekkel meghatározzuk a vízhozamgörbét, a talajnedvességnek és a naptári időpontnak megfelelő beszivárgási görbét. A megmért, illetve regisztrált adatoknak a birtokában egy-egy összetartozó csapadék- és vízállás idősorból az egységnyi árhullámképet kiszámítjuk (4. ábra) [2, 3, 4, 6]. A hidrológiai analógia alapelvének az alkalmazása, azaz az egyes tájegységekre érvényes össze-