Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)

9. szám - Papp Gábor: A mederbeli és hullámtéri tározás szerkezeti és hidraulikai kérdései

Papp G.: A mederbeli és hullámtéri tarozás Hidrológiai Közlöny 1976. 9. sz. 407 duzzasztási szintjei és az alvízi vízhozamgörbe kapcsolatait a VIZITERV számítása alapján a 4. ábrán szemléltetjük. Völgyzárógátas tározásnál a fenti hidraulikai viszony fordított. Ott az alvízszint tekinthető állandónak és a felvízszint változik a hozzáfolyástól és a kivételtől függően. A felvízszint időbeni változását a sztochasztikus folyamatok szemléletes példájának tekintik. Következő sajátosságként a duzzasztott szakasz vízszíntalakulását ismertetjük. A meder- és hullámtéri tározás hossz-szelvényét az 5. ábrán szemléltetjük. Vízszínttartásos tározás esetén hidraulikailag — a hossz-szelvcnyt a vízszíntesés csökkenése és a vízmélység növekedése, — a duzzasztott hosszaknak és a vízlépcsőknek a vízhozamoktól függő változása, Q

0<<2i esetén L

0>iy

1 és H

0^-H

v — a medencét a tározódás nélküli teljes átfolyás — a medence danaidaként működik — jellemzi. Más a hidraulikai helyzet a völgyzárógátas tározó medencéjében. Itt sem az érkező, sem a távozó vízhozamok mozgásmennyiségeinek hatására folytonos áramlás nem alakul ki, így a vízfelszín vízszintes síknak vehető. Az érkező vízhozam mozgásmennyisége a torkolat környezetében folyadéksúrlódás, ütközés és örvénylések folytán felemésztődik. tömege pedig a medence vízkészletegyensúlyát ezen keresztül a vízkészlet potenciális energiáját változtatja meg. A most említett hidraulikai tulajdonságból következik, hogy vízszínttartásos tározás esetén a tározási folyamat matematikai jellemzésében a tározótér vízkészletváltozásából kiinduló modellek (a tározódás differenciálegyenlete, a különbségösszegező vonal, a Moran és a sorbanállási elmélet) nem vezetnek megoldásra. Ezt matematikailag a ~-^

L = q(t)~f{t) [m

3/s] tározódási differenciálegyenlettel láthatjuk be. Ugyanis ha V/,(t) = állandó — Vh(t) a vízhozamtól is függ! —, akkor dFft(<

) _ dí azaz q(t) = f(t) adódik. Tehát a tározótérben végbemenő folyamat nem sztochasztikus és a fenti egyenlet alkalmazása csak a q(t)—f(t) < 0 vízhozamtartományokban lehetséges. Az egyenletben Vu a tározótér hasznos vízkészlete, q{t) a tározóba érkező, f(t) az onnan távozó vízhozam beleértve a szivárgási és párolgási veszteségeket, valamint az alvízbe továbbítandó vízhozamot is. Ezzel szemben völgyzárógátas tározás esetén a fenti egyenlet jól alkalmazható a tározási folyamat jellemzésében. Az egyenlet jelentését és annak alkalmazását [14] tartalmazza. Végül megemlítjük, hogy a felvízszinttartású tározás kedvező fizikai adottságot biztosít a duzzasztott folyószakasz felszíngörbéjét leíró fokozatosan változó nempermanens vízmozgás folytonossági és dinamikai egyenletrendszere kezdeti és határfeltételének a meghatározásához. Ugyanis a felszíngörbe számítása során az időtől független állandó vízszint határfeltételként használható fel. Befolyásolatlan mederszakaszon ez a feltétel nem biztosított. 3.2. A duzzasztási vízszint megállapítása és tartóssága A meder- és hullámtéri tározó tervezésének egyik bonyolult feladata a duzzasztási szintek megállapítása. Ugyanis az értékét befolyásoló tényezők egymással ellentétben vannak. Míg a magasabb duzzasztási szint kedvező lehetőségét biztosít a vízhasznosítás minden ágazata számára, addig az azt biztosító nagyobb méretű gát, a magas árvízvédelmi töltések a költségeket erősen növelik. A magas duzzasztási szint káros hatással van a folyómenti településekre és a legtöbb növénykultúrára, kedvezőtlenül befolyásolja a folyó vízjárási, jég és hordalék levonulási viszonyait. A maximális (DV

max) értékének a megállapításánál elsősorban a hossz-szelvényt, az elzárási szelvény vízállásadatait, a duzzasztott szakasz töltésviszonyait, a betorkolló vízfolyások, belvízcsatornák lefolyási adatait használják fel. A minimális (Z>F

mi

n) értékét a gravitációs vízkivételi lehetőség figyelembevételével állapítják meg. Néhány meder- és hullámtéri tározó duzzasztási szintjei és a vízfolyás fontosabb vízrajzi adatai a következők: LKV Tiszalök Kisköre Körösladány . . . . Békésszentandrás 95,20 in Orsz. 91,20 in Orsz. 87,50 m Orsz. 83,00 in Orsz. 94,50 m Orsz. 88,00 ni Orsz. 85,00 ni Orsz. 82,40 in Orsz. 97,70 in Orsz. 90,78 in Orsz. 89,89 m Orsz. 86,51 m Orsz. 86,80 ni Orsz. 79,94 in Orsz. 82.40 Orsz. 77,67 m Orsz. Fentiekből látható, hogy a l) V

m

a,

x kivételes esetben haladja meg az LNV értékét. Ezzel szemben völgyzárógátas tározóknál a ,,mértékadó árvízi túlduzzasztási szint" minden esetben lényegesen meghaladja az LNV-t. Itt a túlduzzasztási szintről a tározóból kiszolgáltatandó vízmenynyiség, a hagyományos töltésépítési és -biztosítási módszerekkel megvalósítható gátméretek együttes mérlegelése alapján döntenek. A kétféle típusú tározás elzárási szelvényében az eredeti vízállás-tartóssági és a jellemző D V tartóssági görbéket a 6. és 7. ábrán ábrázoltuk. A két-