Hidrológiai Közlöny 1989 (69. évfolyam)

2. szám - Vágás István: A belvíz elvezetése

78 IIIDROLÖGIAI KÖZLÖNY 1989. 69. ÉVF., 2. SZ

ÄM elfolyási vízhozam és a tározott víz mennyisége között egyenes arányosság áll fenn. A fenék- vagy oldalnyíláson üríthető edények is átfolyásos rendszerek, általában azonban idő-invariáns, do nem lineáris, rendszerek. Belvízrendszerek leírását is megkísérelték akár lineáris, akár nem-lineáris rendszertulajdonságok feltételezésével. Ez a leírás általában a szabad vízelvezetéses rendszerekben sikerült, s ezekben az egységárhulláin értelmezése és meghatározása is jó megközelítésnek bizonyult. Sajátos, hogy a belvízrendszerekre úgy általánosították a fenti módszereket, hogy ennek során nem vették figyelembe a szivattyúzás meghatározó szerepét, vagy a csatornákon eszközölt tiltózások szabad vízkifolyást módosító hatásait. E tanulmány lényeges, és az eddigi jellemzésektől alapjaiban eltérő megállapítása, hogy a belvízrendszert sem lineáris, sem nem-lineáris, sem idővariáns, sem idő-invariáns rendszernek nem lehet tekinteni, hanem a közölt osztályozásban nem szereplő besorolás illeti meg. A szivattyús belvízrendszer: állapotftiggetlen. Állapotfüggetlen az az átfolyásos rendszer, amelynél a tárolt vízmennyiség és az elfolyási vízhozam között nincsen függvénykapcsolat. A szivattyúzott víz időegységre jutó mennyisége ugyanis csak nagyon rövid ideig függ az érkező víztől. Belvízvédekezési időszakban a szivattyútelep teljes kapacitását kihasználja. Az elvezetett víz a szivattyúk teljesítőképességétől függ, s amíg van belvízutánpótlás, közömbös, hogy milyen vízmennyiségek vannak a csatornákban, vagy más tározóterekben. Ez a rendszer olyan vízbetáplálásos edénnyel modellezhető, amelyet úszószivornya ürít folyamatosan. Az úszószivornya vízszállítása saját szabályozóval tetszőlegesen változtatható ugyan, de ez az elrendezés képes annak biztosítására, hogy az edényben lévő víz mennyisége ne hathasson a szivornyán átáramló vízhozamokra. A szivattyús belvízrendszert tehát nem lineáris függésű kifolyás, hanem az összegyülekező vizek mennyiségének alakulásától kis kivételektől eltekintve független vízkifolyás jellemzi. Mint ahogy a vízbetáplálásos edény úszószivornyája nem indítható meg addig, amíg az edény alján nincs elegendő víz, és amíg a betáplálási vízhozam nem éri el az úszószivornya indítási hozamát, úgy a belvízrendszer is szabad kifolyású rendszerként kezdi meg a vízelvezetést. És, mint ahogy az edény is hirtelen fel kell teljék akkor, ha lényegesen több víz jut bele, mint amennyi az úszószivornyán távozni tud, a belvízrendszerek működéséhez is eleve hozzá tartozik nemcsak az elvezető-, hanem a tározóképesség is. Nemcsak a szivattyútelep és a főcsatorna, valamint a mellékcsatornák szorulnak ezért méretezésre, hanem a tározóterek is a rendszer részei. Tározótér nélkül nincs belvízrendszer, így ezeknek kijelölése és méretezése sem hagyható figyelmen kívül. 3. A belvízvédekezés hidraulikai alapfeladata A belvízgyűjtőre került csapadék el nem párolgott és el nem szivárgott része juttasson T

b időn át átlagosan — vagyis: egyenletesnek képzelt eloszlásban — Q

b vízhozamot, Vs — Qb-^b vízmennyiséget a rendszerbe. Ugyanezt a vízmenynyiséget távolítsuk el a rendszerből T

k idő alatt Qi átlagos vízhozammal. Ezekből: Qb-T

b=Q

k-T

h. (1) Könnyen lehetséges, hogy a Q

b terhelés nemcsak, hogy nem egyenletes, hanem időbeli megoszlása inkább háromszög alakú, ami miatt a hozzáfolyási vízhozam csúcsértéke akár kétszerese is lehet az átlag szerint értelmezettnek. Ennek ismeretében is belátható, hogy amennyiszer kisebb a szivatytyúkapacitást jelentő Q

k vízhozam az átlagos hozzáfolyás Q

b vízhozamánál, annyiszor hosszabb T

k idő szükséges a belvizek elvezetéséhez, mint amilyen rövid T

b idő volt a keletkezésükhöz elegendő. Az 1942 utáni időszak legnagyobb belvize során, 1966-ban pl. az Alsótiszavidéki Vízügyi Igazgatásiig akkori működési területét egybevéve kereken 180 millió m

3 belvizet vezettek el szivattyús és gravitációs úton február 8. ós március 31. között, tehát 52 nap alatt. A maximális, kereken 6 millió m

3/d elvezetési értéket tekintve „átlagos" Q/t-nak, ezzel az értékkel is 30 napos elvezetésre lett volna szükség. A belvíz keletkezésének időtartama viszont legfeljebb 6 napot tett ki, s a későbbiekben már csak egészen jelentéktelen csapadékhullás volt. így az elvezetett 180 millió m

3 víz átlagosan is 30 millió m'/d intenzitással került a vízgyűjtőkre, s ha becsléssel ennek a kétszeresét tekintjük csúcsban mértékadónak, ez azt jelenti, hogy a teljes 9260 km* területre mintegy 700 m

3/s juthatott a „tetőzés" pillanatában. (KI). 75 liter/s -kin'.) Viszont, arra is lehetőséget, találtunk, hogy a hozzáfolyás ismeretlen vízhozamaira is következtessünk. A belvízvédekezés hidraulikai feladata tehát transzformáció, amely a rövid idő alatt nagy mennyiségben érkező vízhozamokat a szivattyúzás szűkebb lehetőségeinek megfelelő kisebb vízhozamokká alakítja át, az érkezési időhöz képest arányosan hosszabb elvezetési időszükséglettel, és az időlegesen tovább nem szállítható vízmennyiségek kényszerű tározásával. A belvízrendezés fő kérdése emiatt az, hogy mekkora szivattyúzási kapacitás — és ezzel összehangolt csatorna- és műtárgyméretek — elegendők a vízkiterülés eltűrhető időtartamaihoz, és a tározás elérhető térszükségletéhez. 4. A hozzáfolyási vízhozamok meghatározása utólagos visszaszámolás útján A belvizekről szóló szakirodalmunk viszonylag terjedelmes annak elemzésében, hogy milyen csapadékok érték a belvízgyűjtőket, és abban sem marad el, hogy a meteorológiai statisztika eszközeit is bevesse a vizsgálati eszközök sorába. A nehézség ott kezdődik, hogy a meteorológiai adatokból nem sikerült megbízható hidrológiai adatokat megállapítani, s nem sikerült megállapítani azt, hogy a lehullott csapadéknak mikor hányadrésze jelent meg a belvízrendszer végén lévő szivattyútelepeknél. Elsődlegesen és közvetlenül nem a meteorológiai statisztikára volna szükségünk, hanem a hozzáfolyó vízhozamok megjelenésének statisztikájára, olyan vízhozamokéra, amelyek belvízként