Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)
2. szám - Mosonyi Emil: A Felső-Rajna mentén tervezett vésztározók töltő-ürítő műtárgyai
6 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 85. ÉVF. 2. SZ. 7. Változó veszteségtényezők Kismintakísérletek és/vagy helyszíni mérések eredményei lehetővé teszik a p. tényezők pontosítását. Ennek érdekében a mért vízhozamokat és töltés/ürítési időket kell összevetni a megfelelő képletekkel, n = 1 helyettesítéssel számított értékekkel. Ha az eredő veszteségtényezőt, legalábbis kielégítő pontossággal kifejezhető a vízmélység függvényeként, azaz |i = f(y), a rész vagy teljes töltési/ürítési idők a A.dy < = ±J(25) f(y)Q'(y) differenciálegyenlet megoldásaként számíthatók (Q' a veszteség nélküli vízhozam). A szakirodalomban ugyan több képlet található a veszteség- és kontrakciós tényezők - idealizált körülmények közötti - számítására, további módszeres modellvizsgálatok és lehetőség szerint helyszíni mérések szükségesek az adott helyzetre vonatkozó eredő veszteségtényező megbízható matematikai megfogalmazásához. Megfelelő gépi program segítségével a (25) képletben szereplő valamennyi kifejezés könnyen megoldható, beleértve a legbonyolultabb, n = f(y) kapcsolatot is. 8. A vízkivételi mű általános elrendezése A megbízás keretében több tározási lehetőség vizsgálatára és néhány - egymástól csak lényegtelen részletekben eltérő - általános elrendezés kidolgozására került sor. Ezek részleteire nem térünk ki, mivel a beszámoló célja a hidraulikai és tervezési alapok ismertetése. Ezek gyakorlati alkalmazását egy prototípuson mutatjuk be, amely a helyi viszonyoknak megfelelően módosítva kielégíti a 3. fejezetben felsorolt követelményeket. A kialakítás számításokon és modellkísérleteken alapul ezért érdeklődésre tarthat számot (8. ábra). fLOOO ÍLAIM 5CCTJOM A-A ' E 8. ábra. Vízkivételi mü mintaterv Settling. = Csillapító medence, Stone protection = Kőszórás, Baffle blocks = Energiatörő fogak, Floor protection = Fenékvédelem, kőrakat. I. Sáv és II sáv, Design Rhine Mértékadó vfzállás, Max. tározószint A mértékadó vízszintkülönbséget, azaz a legnagyobb vízmélységet a műtárgy fenéklemeze fölött H = 3 m-ben vettük fel a méretezés és a töltés/ürítési műveletek tanulmányozása céljaira. Nyilván ez egyúttal a lehetséges legnagyobb vízmélység a tározóban is. Altalános elrendezés azonban csak vázlatos formában készült két, vagy három, egyenként 10 m szabad nyílásméretű vízkivételi műre. Kimosások elkerülésére kétsávos kőszórás javasolt a műtárgy előtti hullámtéri oldalon, a kismintán meghatározott méretben (homokos-kavics szűrőrétegre helyezett terméskőrétegek, átlagos terméskőméret 40 cm az I. sávban és 80 cm a II. sávban). A töltésrézsűk csatlakozó részeit is védelemmel kell ellátni. A vízkivételi mü a töltéskoronával egyező magasságú többnyílású zsilip. A kétirányú átfolyás miatt a pillérek mindkét vége azonos alakú. A fenéklemez alatti szivárgást mindkét oldalon szádfalak gátolják, mélységük természetesen a helyi talajviszonyoktól függ. A szegmens gátakat bármelyik oldalról ható víznyomás és kétirányú átfolyás esetén kell működtetni. A tározóoldalon, a lejtős fenéklemez végén, 1.5 m magas tömbök semmisítik meg a kinetikus energia legnagyobb részét. A csatlakozó, 2.5 m mély csillapítómedence kettős feladatot lát el. Biztosítania kell egyrészt a beáramló víztömegek további csendítését, másrészt a víz elosztását oly módon, hogy a medence viszonylag hosszú peremén egyenletesen bukjon át és terüljön szét a tározóban. A medence fenekét és a partja menti sávot többrétegű terméskővel és kőszórással kell biztosítani. Feltétlenül meg kell akadályozni, hogy a műtárgy külső felületei és a csatlakozó töltések földanyaga között szivárgás, és ennek következtében erózió alakuljon ki. A szivárgásgátlás módszerét azonban a helyi viszonyoknak megfelelően kell megválasztani. A töltésszakadás elleni nagyfokú biztonság érdekében ezeket a módszereket különös figyelemmel kell megtervezni és kivitelezni. A vésztározók igénybevétele előreláthatólag csak ritkán, rendszertelen időközönként válik szükségessé. A részletes terveket, karbantartási és ellenőrzési utasításokat úgy kell kidolgozni, hogy a zsilipek folyamatos működőképessége biztosított legyen. A megvalósíthatónak kiválasztott 8 vésztározó területe 1 és 5 hektár között változik. 9. Kismintavizsgálatok A vizsgálatok a műtárgyra korlátozódtak, ezért viszonylag nagy (1:25 léptékű) modell épült a Theodor Rehbock Hidraulikai Laboratórium nagycsarnokában, természetesen a Froude-féle hasonlósági törvény alapján. A Rajna hullámteréről a vízkivétel felé irányuló áramlást állítottuk elő a műtárgy egyik oldalán egy kismélységű medencében. A medence vízellátásáról és ürítéséről perforált oldalfalú körcsatorna gondoskodott. Ennek változtatható elzárásával lehetett a határfeltételeket előállítani. A műtárgy másik oldalán végigfutó és a tározó kis részét megjelenítő árokban a vízszintet szegmensgátak szabályozták. Ebben a finom kaviccsal töltött csatornában került sor a kimosási jelenségek tanulmányozására. A vizsgálat a következő mérésekből, észlelésekből és eredményeik feldolgozásából állt:
