Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
3. szám - Bazsika Emőke: Az M31 autópálya vízelvezetése és vízrendezési feladatok Nagytarcsa térségében
BAZS1KA E.: Az M31 autópálya vízelvezetése 63 ezeket összegezve a 4 szelvényre, megkapjuk az adott vízmélységhez tartozó térfogatot. Hasonló a számítás felület esetén is, csak terület helyett a meder szélességét át9. ábra. Felszín- és térfogat görbe III.4.2. A Sorrensen módszer A kisvizek átvezetését a gáton két változatban határoztam meg 1,0 ill. 1,5 m átmérőjű vasbeton csővel. Előzetes méretfelvétel szerint a gát magassága 185,00 m B.f., koronaszélessége 4 m, a rézsű 1:3 hajlású, így a vasbeton-cső hossza 27,22 m. A gát felvízi oldalának egyre növekvő vízmélységével a mentett oldalon a kilépő víz mélysége tart ellent. Mindkét oldalon a sebességeket elhanyagolva, a csősúrlódást és a kilépési veszteséget figyelembe véve számítható a vízhozam a vízmélység függvényében. Különböző vízmélységekre megismételve a számítást, megkapjuk a műtárgy vízhozam-vízmélység görbéjét. Az árapasztóval ellátott árvízcsökkentő tározók távozó árhullám alakjának meghatározására szolgál a Sorrensenmódszer, ami a tározás differenciálegyenletéből indul ki. Q édt-Q,dt = dK, Q é az érkező árhullám vízhozama, Q, a távozó árhullám vízhozama, K t az árvízcsökkentő tározó térfogata. Az egyenlet megoldását grafikusan végeztem, amihez szükséges az alvizi vízhozam ismerete, ami csőáteresz esetén y/H függvénye. Ez az előbb ismertetett módon számítható. Mivel a tározó térfogat görbéje szintén vízmélység összefüggésében adott, meghatározható a tározott vízmennyiség a csőátereszen átfolyó vízhozam függvényében. A tározóba érkező árhullámot a vízgyűjtő-karakterisztika alapján számított árhullámkép adja. Grafikus megoldáshoz szükség van a még a tga hajlású egyenesre, melynek értéke Dt(20perc)/2. Az eredmények azt mutatják, hogy 1,00 m átmérőjű cső esetén a tározandó vízmennyiség 101 748 m 3, ami nagyon magas gátmérettel lenne biztosítható (186,50 m B.f). 1,50 m átmérő esetén ez az érték 65 800 m 3, így az alkalmazandó gátmagasság a felszín-térfogat görbéről leolvasva 185,50 m B.f. 0,5 méter hullámverési biztonságot hozzáadva ez javasolható a földgát végleges magasságának.. A Sorrensen-módszer ábrájáról leolvasható, hogy a tározót 9,34 m 3/s vízhozam hagyja el. Mivel ennek jelentős romboló tevékenysége lehet, célszerű 5 m hosszú 20 cm-rel süllyesztett utófeneket elhelyezni a cső-kicsatlakozásnál. A víz ezek után 1 m fenékszélességű, 1,2 m mély, 1,5 rézsűhajlású burkolt árokba jut, ami biztonsággal képes elvezetni a kitorkolló csapadékvizet. A medret a 20 méteres burkolt szakaszon rendezni szükséges. Két szakaszból tevődik össze: egyik lejtése 0,68 %, a rövidebb kezdeti szakaszé 1,86 %. A burkolt mederszakasz után kőszóráson keresztül célszerű a vizet a már meglévő mederbe engedni. A gát anyaga és az altalaj A gát magassága a hullámverési biztonsággal (0,5 m) számolva 186,00 m B.f. szintre válaszható. Koronaszélessége 4 m, rézsűhajlása 3. A meder legalacsonyabb pontja 181,13 m B.f., így a teljes gátmagasság a szelvény-középben 4,87 m, talpszélessége 33,22 m. A földgát anyaga célszerűen az autópálya építése során megmaradt földanyagból kerülne ki. Mivel úttöltésként nincs szükség agyagra, ez beépíthető a földgátba. A Geoplan Kft által végzett fúrásokból kitűnik, hogy a közelben lévő (autópálya 0+650-1 + 150 km) között a bevágásból sovány agyag kerül ki. Ez alkalmazható a földgát anyagaként. A Szilas-patak Nagytarcsai mellékágát átívelő völgyhíd környezetében több fürást is végeztek. Mivel ez viszonylag közel (175 m-re) található a völgyzárógát tengelyétől, és ennek közelében nem végeztek fúrásokat, a számítás során azzal a feltételezéssel éltem, hogy az altalaj a gát alatt megegyezik a völgyhíd alatti talajjal. A földgáton átszivárgó víz felszínének meghatározása Az alábbi vizsgálatokat a szelvény legmélyebb pontjának metszetében végeztem. Homogén földanyagú völgyzárógátakon át vízszivárgás indulhat meg. Ennek szabad felszínének számítására Kozeny és Casagrande dolgozott ki eljárást. y = yj(x + y o) 2 -x 2 y a =V// 2 +d 2-d Ahol „y" a vízfelszín gát talpától mért magassága, „x" a mentett oldal talppontjától való vízszintes távolsága. III.4.3. A gát alatti felhajtóerő A gát alatti szivárgás következtében ható hidrodinamikai felhajtóerő a fedőréteg átszakadásához vezethet. Rétegzett talajok esetére vonatkozó szivárgáshidraulikai vizsgálatok közelítő módszerekkel határozhatók meg, a számítást Galli L. módszerével határoztam meg. „Galli feltételezése szerint a fedőrétegben csak függőleges, a vízvezető rétegben viszont csak vízszintes irányú szivárgás van. A függőleges értelmű szivárgási ellenállást helyettesítő mérőhosszal fejezi ki." (Hamvas, 2005) A hidrodinamikai felhajtóerő közelítő értéke a fedőréteg felvíz-oldali alsó síkján (Fi) illetve a mentett oldali rézsülábnál (F 2) a 10. ábra szerint alakul. Az adott gátszelvényben a völgyhídi fúrások szerint a gát alatt egy 1,2 m vastagságú humuszos finomhomok réteg található, amit a gáttest alól el kell távolítani. Ez alatt 3,7 m
