Hidrológiai Közlöny 1999 (79. évfolyam)
1. szám - Zsuffa István: Az ausztriai vízerőmű rendszer hatása a magyar Duna-szakasz árvízvédelmi biztonságára
36 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1999. 79. ÉVF. 1. SZ. lyása, amely a Dunán évszázadunkban átlag évi 1,5 cm volt (Zsuffa /., 1996). Ugyanakkor azonban a hidrológiai statisztikai elemzés, a matematikai statisztika elmélete alapján minimum 20 elemes statisztikai mintákat igényel (Bernier, Veron, 1963). Ennek megfelelően az összehasonlító statisztikai elemzés céljára a legutóbbi két 20 éves időszak statisztikai mintáit választottuk ki. Az első, az 1957-1976 periódusban viszonylag kevés vízlépcső működött, amelyeknek a Duna vízjárására való hatása még alárendeltebb volt, amíg a második, 1977-1996 időszak vízjárását már erősen befolyásolta az időközben megépített több új vízerőmű. Az 1957-1976 és 1977-1996 időszakokra vonatkozó nagymarosi vízállás-idősorok statisztikai elemzése azt bizonyította, hogy az évi maximális vízállások valószínűségi eloszlása nem változott jelentősen a legutóbbi 40 évben (2. ábra). A kis különbség az 1965 évi rendkívüli, és az 1975 évi nagy árvíz hatása. Hasonlóan nagy árvíz csak egyszer fordult elő az 1977-1996 időszakban, 1991-ben. Mindazonáltal, az évi maximális árvízi tetőző vízállások második, 1977-1996 idősora statisztikai mintájából becsült elméleti valószínűségi eloszlásfüggvény görbéjének minden pontja benne van a megelőző 1957-1976 idősor statisztikai mintájából számított elméleti valószínűségi eloszlás függvényének tűrési sávjában. Ez azt igazolja, hogy a két statisztikai mintából becsült elméleti eloszlásfüggvények nem ellentétesek (2. ábra) vízállások DUNA NAGYMAROS ( c m) Normái. •fumul.CBVimj (t4r»ii sávok) +9 B*' ^^ Vízállások DUNA, NAGYMAROS 2. ábra Az 1976 előtti és utáni évi maximális vízállások normális és empirikus valószínűségi eloszlásai. Az árvízvédelmi biztonság szempontjából az árvízi tetőző vízállások maximális értékei korlátozott fontosságúak Ennek oka az, hogy a Duna árvízvédelmi gátjai mindenütt elég magasak, olyannyira, hogy mindeddig csak a kemény, jeges árvizek jégtorlaszai által földuzzasztott vizek hágták át őket. Az ilyen jeges árvizek kialakulása ma már sokkal korlátozottabb, mint régebben, főleg azért, mert az ausztriai vízerőművek erősen mérsékelik a mozgó jég keletkezését (Starosolszky Ö., 1989). A Duna magyar szakaszán az árvízi katasztrófákat nem a gátak áthágása, hanem azok áttörései okozták. A gátak áttörését a gát anyagának az elázása, a gát testét és az altalaj anyagát kisodró nagyobb nyomású szivárgó vizek okozzák. Ez okoz szivárgást és buzgárokat, amelyek roncsolják a gát testét vagy az altalajt. Ez különösen a magas és hosszú idejű árvizek esetén gátszakadást okozhat. Azaz: az áttöréseket az árvíz viszonylag magas szintjének és az árvíz hosszú időtartalmának szorzatával jellemezhető terhelés okozza. Az árhullám hosszak és vízállás magasságok összevont hatásának számszerű jellemzésére Károlyi Zoltán vezette be 1964-ben az árvízvédelmi gátterhelés fogalmát, mint valószínűségi változót. A f(/) árvédelmi gátterhelést az árvízvédelmi gát H. küszöbszintje fölötti H(t) vízállások integrálja határozza meg (5. ábra). f(t) = J[H(t)-H*].dt (i) <i Az árvízvédelmi töltés-terhelés (Károlyi Zoltán szerint, J964). Crámér és Leadbetter 1967-ben az f(t) foltételes valószínűségi változót - ahol a föltétel a H-metszékszint - ezen metszékszint fölötti hegyfelületnek nevezte. Az árvédelmi gát biztonságának az elemzésére H- az árvédelmi gát lábának, valamint ennél magasabb metszékeknek a vízállása. Az árvédelmi gátterhelés mértékadó értéke, amely jellemzi a gátszakadás kockázatát ezen árvédelmi gátterhelések évi maximumainak föltételes valószínűségi eloszlásfüggvényéből jellemezhető meghatározva az FL(x\y)=p(ft™*>x\\H,=y) (2) függvényt. A 4. ábra mutatja a Duna nagymarosi szelvényében az évi maximális árvédelmi gátterhelések föltételes valószínűségi eloszlásait. Az évi maximális vízállásokkal szemben az árvédelmi töltésterhelés jelentős változással enyhült. Például a 10 éves visszatérési idejű, azaz 0,1 meghaladási és 0,9 meg nem haladási valószínűségű árvédelmi töltésterhelés az ötödére, azaz 80%-kal csökkent átlagosan. 1976 előtt a 0,1 meghaladási valószínűségű maximális árvédelmi töltésterhelés 20 m.nap illetve 100 m.nap volt a 480 cm, illetve a 320 cm-es vízállás-szint fölött, és most csak 3 m.nap, illetve 21 m nap ezen szinteken az évi 0,1 meghaladási valószínűségű maximális árvédelmi töltésterhelés {4. ábra).
