Hidrológiai Közlöny 2001 (81. évfolyam)
3. szám - Nagy László: Árvízvédelmi gátak tönkremeneteli valószínűségének meghatározása
AC i Y I AiM/Mxk' lnn i'jil ak UwiW icnK3ictL:i[ vakts/iníistyt: 143 a meglehetősen önkényesen felvett biztonsági tényező közötti ellentét megakadályozza a biztonság és gazdaságosság egyensúlyát tükröző hatékony tervezési módszerek elterjedését A biztonsági tényező valódi jelentése és tulajdonságai rejtve maradnak tevi (1958) számszerijen bizonyítja, milyen gazdaságtalan megoldásokra juthatunk: az elektromos vezetékek oszlopaira felvett biztonsági tényezők (v = 3-5) pl. olyan események bekövetkezése ellen védenek, amelyek csak ÍO'-IO' évenként fordulhatnak elő hrrudcntkaJ (1961) rámutat arra, hogy a tervezőknek nem egyszer olyan irreális feltételeket szabnak, mint a végtelen élettartam vagy a zérus tönkremeneteli valószínűség A szerzők legnagyobb része abban látja a hagyományos biztonsági tényező hátrányait, hogy nem veszi figyelembe (legalábbis nem megfelelő módon) a felhasznált adatok megbízhatóságát, valamint a gazdasági hátteret tükröző kockázatot. A determinisztikus alapon meghatározott biztonsági tényezőt (v) a tönkremenetelt akadályozó (R) és előidéző (0 hatások hányadosaként értelmeztük. A hagyományos biztonsági tényezőnek így egy előre meghatározott számnál nagyobbnak kellett lennie, íiiggetlenül attól, hogy a tönkremenetelt előidéző és akadályozó erők hány adatból, milyen módon kerültek meghatározásra. A korszerű méretezési módszerek a tönkremenetelt idóidézö (Q) és az ezt akadályozó (R) hatásokat valószínűségi változóknak tekintik Ebben a vonatkozásban két esetet különböztethetünk meg: - Ka csak a/, cgvik halasról tételezzük fd, hogy valószínűségi, - ha mindkét hatásról a/l tételezik fel, hogy valószínűségi válto/n. Altalános esetben Q és R egymástól függetlenek Árvízvédelmi gátaknál azt kell feltételezni, hogy a gát ellenállása független a vízállástól Nem valószínű, hogy valamilyen szintű korreláció kimutatható, hiszen a vízállás (terhelés) egy meghatározott helyen lehullott csapadéktól és annak az útnak a viszonyaitól függ, amelyen eljut a vizsgált helyre, a gát ellenállása pedig a feltárt talaj rétegződéstől és a talajrétegek talajfizikai jellemzőitől függ. A biztonsági tényező alkalmazásának hátrányait a biztonsági tartalék (safety margin, rövidítése: SM) fogalmának a bevezetésével küszöbölhetjük ki A terhelés és védőképesség közötti kapcsolatot a biztonsági tartalék fejezi ki A sztochasztikus terhelés és védőképesség miatt ugyanis csak bizonyos valószínűséggel állítható, hogy a töltés megbízható. A bi/lonsági tartalék éxteimezhctó egy keicszlmctszcti szclráiyrc, egy adott hosszúságú töltésre, egy árvízvédelmi szakaszra (egy vízügyi igazgatóság töltéseire) vagy akár a hazai teljes árvízvédelmi rendszerre. A biztonsági tartalék tehát nem más, mint az 'ellenállás" és a "teher" különbsége: SM=R-Q vagyis, maga is valószínűségi változó. Értéke #f-töl és Qtól függően negatív is lehet, ami azt jelenti, hogy Q> R vagyis a terhelés nagyobb a teherbírásnál (védőképességnél). Ez fizikailag a teherbírás kimerülését jelenti A törési (vagy tönkremeneteli) valószínűség azt mutatja meg, hogy mi annak a valószínűsége, hogy a terhelés nagyobb, mint az ellenállás Í7 /=P(0>R) = P(SM<0) vagy más módon: P/ = pl( r-Q) < 0 ] A matematikai statisztika fejlődésével a hetvenes évek elejére kialakultak a valószinüségszámitási elveken alapuló méretezési eljárások alapjai A módszer figy elembe VCSZL, hogy a talay^el lem/ók nem adhatok meg egy konkrét értékkel (statisztikai paraméterek), így a gát állékonysága is valószínűségi változó, amit a törési valószínűséggel jellorizímk Bármilyen szintű árvízvédelmi kiépítettség mellett a tönkremenetelnek van valószínűsége, csak esetleg ez a valószínűség már elhanyagolható mértékű. A gyakorlati értékelések a bekövetkezés valószínűségére 4 fokozatú skálát alakítottak ki Egyszerűsítésként, az éves előfordulások 10 hatványai szerinti sort alkotnak, ahol - gyakori az esemény, amely évente legfeljebb 1, - véletlen, amelynél 10 évente legfeljebb 1, - ritka, amikor 100 évente legfeljebb 1 és - nem valószínű az esemény, amely 1000 évente legfeljebb egy fordul elő (Cor, 1992). 5. Összefoglalás A biztonság megfogalmazásával kapcsolatos ideológiák a kockázati számításokon alapuló rendszer-fejlesztés irányába fejlődnek így alakul ki az azonos kockázati szintek figyelembevétele az árvízvédelmi gátaknál A kockázat számításon alapuló vizsgálatoknál nemcsak a műszaki biztonságot lehet figyelembe venni, hanem a védett (gazdasági) értékben keletkező károkat is (így a környezeti károkat is). A tönkremeneteli valószínűség-számítások elengedhetetlenül fontosak a kockázat- számításhoz Bár vannak olyan területek, ahol a tönkremeneteli valószínűség nehezen számszerűsíthető, azonban a számszerűsítés szükséges, hogy a kockázat-számításnál megfogalmazott társadalmi gazrla<ágt igényeknek a biztonság politikai oldalról a vízügy megfeleljen (Nagy 1999) A kockázat-számításban a veszély és veszélyeztetettség meghatározása, az események bekövetkezési valószínűségének becslése, a negatív események láncolata, a bekövetkezés kiterjedése, az esemény következtében érintettek és sérülök meghatározása, a keletkezett károk felmérése, a biztonság elfogadhatóságának értékelése (Nagy 1999) a feladat. Ennek az egyszerű végrehajtási sémának egyik láncszemével, a gátszakadás bekövetkezési valószínűségének meghatározásával, a számítás néhány problémájának bemutatásával foglalkoztunk jelen közleményben A tönkremeneteli valószínűség meghatározott értéke széles határok között változhat, pontossága megfelelő műszaki alapadatokkal növelhető, így kellő mennyiségű és minőségű alapadat alapján kielégítő pontosságú eredményeket kapunk Jelenleg a legjobb elérhető technika a rendelkezésre álló altalaj állékonysági számítások alapján számítani (becsülni) az árvízvédelmi gátak tönkremeneteli valószínűségét. A többi bemutatott módszerben sok a szubjektív elem, így pontossága is korlátozott Ez alapján fontos felhívni a figyelmet arra, hogy csak azonos módszer szerinti közelítéseket célszerű összehasonlítani A tönkremeneteli (törési) valószínűség meghatározásához sokszor kevés adat áll rendelkezésre, így ezekben az esetekben számítás helyett becslést kell végezni Magyarországon az árvízvédelmi gátak tönkremenetele szerencsére manapság már ntkán előforduló esemény Az ilyen ritkán előforduló események vizsgálatánál nagy segítséget jelenthet a történelmi adatok vizsgálata Nem lehet kritikátlanul a történelmi eseményeket sem elfogadni, mindig a kor adottságaira kell vonatkoztatni Meg kell
