Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
4. szám - Nagy László: Az árvízvédelmi biztonság jelenlegi megfogalmazása
NAGY L. : Az árvízvédelmi biztonsá g jelenlegi megfogalmazása 0,5 m-nek kell venni a minimális szükséges biztonsági magasságot. Ha hullám felcsapás is várható, akkor a minimálisan szükséges biztonsági magasságot olyan szintre kell emelni, amit a hullám átcsapás megfelelő korlátozása megkövetel. Ez eseti tervezést igényel. A minimálisan szükséges magassági biztonságot meg kell emelni, ha az építkezés vagy javítás alatt a gátkorona süllyedése várható. Ezt a túlemelést a gát várható süllyedése szabályozza oly módon, hogy a gátkorona ne essen egy bizonyos időszakon belül a minimálisan szükséges biztonsági magasság alá. A gát magasítás magas kezdeti költsége miatt javasolt, hogy a túlemelést úgy határozzák meg, hogy 50 évig az építés után ne legyen szükség további magasításra az ülepedés miatt. Ha szükséges, kivételt lehet tenni az ülepedésre vagy instabilitás előfordulására különösen érzékeny altalajok esetében. A magassági biztonság értéke Németországban az 1986-ban a DVWK által kiadott „szakmai levél" szerint a következő három tényezőből tevődik össze: - a hullámfelfútás nagyságától, - a szél okozta vízszín-emelkedésből, és - a ráadásból, mely tartalmazza a jég duzzasztó hatásából származó többlet vízszintet, a kivitelezés magassági egyenetlenségeit, a mértékadó árvízszint meghatározásának bizonytalanságát, a tömörítés elégtelenségének következtében fellépő süllyedéseket, s azt a többlet magasságot, melyre azért van szükség, hogy elkerüljék a védekezéskor tapasztalható korona el-járást és felpuhulást. Ugyanitt határozzák meg a magassági biztonság értékét a gátmagasság függvényében: 2. táblázat Tervezési vízszint a terepszint felett Magassági biztonság 2,0 m-ig 0,5 m 2,4 m-ig 0,6 m 2,8 m-ig 0,7 m 3,2 m-ig 0,8 m 3,6 m-ig 0,9 m 4,0 m-ig 1,0 m Javasolható, hogy Magyarországon a magassági biztonság értéke definíció szerint magába foglalja a következő bizonytalanságok elleni védelmet: - hidrológiai és hidraulikai bizonytalanságok (így pl. a mértékadó árvízszint meghatározási bizonytalanságát), - a hullámfelfutás értékét, .- a folyó keresztirányú vízlengéséből származó többlet vízszintet, - a töltés koronájának magassági csökkenést (ami magába foglalja a töltés kopását, az altalaj összenyomódását és a töltés tömörödését) - a mérési pontatlanságot. Javaslatként megfogalmazható, készüljenek számítások arra, hogy a felsorolt tényezők: - milyen befolyásúak a magassági biztonság értékére, - milyen átlagos és szélső értékkel vehetők figyelembe, - szuperpozíciójuk milyen valószínűséggel valósul meg. Valójában a magassági biztonság - a magyar elnevezésével ellentétben" - nem jelent, sőt nem jelenthet többlet biztonságot egy, a tervezési vízszintnél magasabb árvízzel szemben, mert a fent említett műszaki bizonytalanságok ellensúlyozására szolgál. így a magyar neve is kicsit félrevezető. Helytelenül jár el az a döntéshozó, aki a gát állékony5 ságába beszámítja a magassági biztonság értékét, ez ugyanis nem teherviselésre, hanem a műszaki bizonytalanságok ellensúlyozására szolgál. Igazán nem kell tehát meglepődni azon, ha a tervezési vízszintnél nagyobb vízállás esetén gátszakadás következik be. (Azon pedig különösen nem szabad elcsodálkozni, ha a koronánál magasabb vízállásnál elszakad a gát. Más oldalról azonban a magyar árvízvédelem történetében sokszor még a lehetetlennél sem adták fel a védekezést és elkerülték a gátszakadást. A hagyomány kötelez.) 5.3. Biztonsági tényező'a hazai árvízvédelmi töltéseknél Műszaki szempontból az MSz 10429., majd az MSz 15292. megfogalmazása azt jelenti, hogy rögzítve lett terhelési érték (Q = állandó), statikus vízszinttel kell számolni. A számítás tehát nem veszi figyelembe: - a vízállás valószínűségek teljes tartományának alkalmazási lehetőségét, - feladtuk a dinamikus vízszintek alkalmazásának lehetőségét. Ez az egyszerűsítés indokolható számítási lehetőségeink hiányosságaival is, azonban látni kell, hogy ez bizonyos mértékű túlméretezéshez vezet. Nem tudjuk azonban, hogy a statikus képletekkel meghatározott biztonsági tényező hogyan változik a szinguláris (helyi anomáliákat mutató) helyeken, illetve dinamikus hatások figyelembe vételével. Az árvízvédelmi töltések biztonsági tényezőjét részletesen az MSz 15292 „Árvízvédelmi gátak biztonsága" szabályozza. Ebben a szabványban mind a terhelési, mind az ellenállási oldallal kapcsolatban vannak előírások, tehát osztott biztonsági tényezőre hasonlít a biztonság megfogalmazása. A teher oldali osztott biztonsági szorzó (vagy parciális biztonsági tényező) a következő: k = 1,0 a gát önsúlyára, a mértékadó árvízszintre, a szivárgó víz nyomására, k = 1,2 a hullámfelfutásra. A k biztonsági tényező értéke függ az állékonysági vizsgálatba bevont szerkezettől, annak feltételezett tönkremenetelétől, valamint attól, hogy - mértékadó árvízszintre vagy korona szinttel színelő árvízszintre készül a számítás (k/), - van-e ősmeder-keresztezés a vizsgált szelvényben (*;)• Korábban az MSz 10429-84 szerint figyelembe kellett venni még egy tényezőt annak függvényében, hogy történt-e részletes talajfeltárás. Az MSz 15292 szabványból ez a tényező kimaradt, a 21. században a tervező igényessége nem engedheti meg, hogy megfelelő előmunkálat nélkül készüljön terv. A biztonsági tényező nagysága az MSZ 15292 alapján a következő: k = kj *k 2 Az MSZ 15292-ben alkalmazott biztonsági tényezők determinisztikus módon kerültek meghatározásra, akárcsak elődjénél az MSZ 10429-nél. A determinisztikus biztonsági tényezőnél azonban nem ismerjük a bizonytalanságokat 1 2, illetve azok hatását a biztonságra. Ugyancsak a determinisztikus biztonsági tényező felvételének hátránya az egyes kijelölt értékekben szereplő aránytalanságok. A mértékadó árvízszintre és a koronával színelő árvízszintre előírt biztonsági tényezők nem mutattak
