Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 4. szám - Rátky István: Módszer az árvízi szükségtározók térfogatának és vízkivételének hidraulikai méretezéséhez
34 az elő és utófeneket (fenékszintek, burkolt felületek hossza, kőszórás méretek), az energiatörést (vízláda mérete, energiatörő bordák száma, helye, magassága, főáramlás iránnyal bezárt szöge). A pontosítás azt jelentette, hogy a tervezők által {Bunyevácz 2010) előzetesen megadott méretek, méretváltozatok hatására kialakuló hidraulikai jellemzőket számítottuk (vízszintek, vízhozamok, sebességek stb.), melyek alapján lehetett dönteni a legmegfelelőbb kialakításról. Látható, hogy a vízkivételi- és visszavezetési mü - Mosonyi által adott - egyszerűsített számítása és az általános elrendezést és kialakítás részleteit fizikai modellel pontosított módszere helyett, mi a folyó- és tározórendszer együttes működésére általánosan alkalmazható hidraulikai alapú numerikus szimulációs módszert adtunk, amelynek konkrét eredményeit a Körösök vízrendszerén megvalósítandó (azóta megvalósult) szükségtározók tervezéséhez használták fel. A tanulmánnyal általános célunk egy hidraulikai elveken alapuló számítási módszer bemutatása, mellyel alapadatokat adunk egy olyan árvízi szükségtározó tervezéséhez, amely biztosítani tudja, hogy a folyóban egy e- lőre megadott szintet csak meghatározott valószínűséggel haladjon meg a vízszint. Ehhez meg kell határozni a szükséges tározótérfogatot (vagy ha adott, ellenőrizni kell azt), és a vízkivételi mű maximális vízhozamát, kapacitását. A tározó ezt a feladatát addig tudja ellátni, a- míg a cél eléréséhez szükséges betározandó térfogat (Vigény) kisebb vagy egyenlő, mint a kiépített maximális tározótérfogat, Vlgény < Vmax. Ha a tározó üzemeltetésekor: pl. az 1997. évi 1 %-os árvíznek (az akkori MÁSZ-nak), a meghaladási valószínűsége /?afatí%-nak, és Vigény = Vnmx bekövetkezésekor előforduló vízszintnek a meghaladási valószínűsége pfehő %-nak felel meg, ekkor a szükségtározó üzemeltetésével a /v™ % és pfdsS % valószínűségek közé eső árhullámokat az 1997. évi 1 %-os szinten lehet levezetni. Tehát egy ilyen szükségtározó üzemeltetése e- setén csak a pfehö %-nál ritkábban előforduló árvizek lépik túl az 1997. évi 1 %-os mértékadó szintet, (definíció alapján p/^ %-nál a tározó éppen megtelt). Az általános módszert egy konkrét feladaton, példán keresztül mutatjuk be. A konkrét célunk a Tiszán egy olyan szükségtározó térfogatának és a vízkivételi-műve maximális vízhozamának meghatározása, mely képes lesz biztosítani, hogy az 1997. évi 1 %-os valószínűségű szintet - vízszinttartó üzemeltetés esetén - az évi legnagyobb jégmentes vízállás 1 %-os valószínűséggel haladjon meg. A tanulmányunkban célként az 1997. évi 1 %-os, az akkori mértékadó szintet (MÁSZ) kívánjuk tartani, de tudjuk azt, hogy ez gyakorlatilag megegyezik az 1970. évi 1 %-os árvízszinttel (Szigyártó 2010). Gyakorlatban a tározó már e két fő jellemzőjének {Vigény és Qtmax) a méretezés is igen összetett feladat: számtalan műszaki, környezeti, gazdaságossági, társadalmi stb. feltételt, adottságot kell egyszerre figyelembe venni. Most csak a műszaki szempontokat figyelembe véve adunk a tervezéshez hidraulikai alapon számított a- datokat. Tovább nehezíti a tervezést, hogy a Tiszán a szükségtározók egy rendszer elemeként működnek. Ideális esetben a tározó-rendszer minden tározóját a teljes 77szára egyszerre kellett volna megtervezni. így lehetett volna előre, már a tervezéskor figyelembe venni a rendszer-elemek egymásra hatását. Ami elősegítette volna a leggazdaságosabb műtárgy méretek meghatározását, majd az optimálishoz közelítő üzemeltetést. Ismert, hogy ez az ideális állapot nem valósult (nem valósulhatott) meg. A VTT már meglévő (ill. épülő) 6 tározója után remélhetőleg további tározók is fognak épülni. Ezek tervezésénél már nem lehet figyelmen kívül hagyni a meglévő tározókat. Az egymásra hatás az eddigieknél is jelentősebb lesz, amit csak a rendszer üzemeltetésének - már a tervezés során - számított numerikus szimulációs vizsgálata alapján lehet meghatározni. A hidrológiai eseményektől függő feltételezett üzemeltetés (vagy üzemeltetési igény) befolyásolhatja a tervezett műtárgyak kialakítását, méreteit. Most csak egyetlen (’magányos’) szükség- tározón mutatjuk be - az üzemeltetést is figyelembe vevő - ajánlott tervezést, de a módszer tározó-rendszer esetén is alkalmazható. Sőt tározó-rendszer esetén (jelenlegi ismereteinket, lehetőségeinket figyelembe véve) ez az a módszer, amellyel egy gazdaságosan megvalósítható és üzemeltethető árvízvédelmi rendszer tervezhető. 2. A matematikai modellek A szükséges tározótérfogat és a vízkivételi mű szükséges kapacitásának meghatározása Numerikus-szimulá- ciós-módszer-rel (NSM) történik, melynek lényege: a mért (valós) geometria és a múltban levonult (vagy generált) árhullámok felhasználásával, konkrét hidrológiai terhelések és konkrét üzemrend betartása mellett végezünk numerikus számításokat, a folyóra ID, a tározóra 2D (vagy közelítő 2D) összekapcsolt nem-permanens hidraulikai alapú számítást. A NSM-nek a folyóra az lD-s, a tározóra a 2D-s valamint e kettő hidraulikai kapcsolatát leíró vízkivételi műre vonatkozó numerikus szimulációs részmodelljei vázlatos ismertetésére sem térünk ki, ezek részletei megtalálhatók az Előzményekben adott irodalmakban (pl.: Rát- ky 1997, BMGE 2004/a, 2004/b, Rátky-Rátky 2010/a, 2010/b). A továbbiakban, a módszer bemutatásánál egyszerűsítéseket teszünk, de hangsúlyozzuk, hogy amikor NSM- ről írunk, mindig a teljes módszerre utalunk, (még akkor is, ha e tanulmányban az egyszerűsítés miatt a módszer i- gen lényeges részét az elemek - folyó, tározó — egymásra hatását nem vesszük figyelembe). Egy ’magányos’ tározó térfogatának és vízkivételi kapacitásának meghatározásához szükséges számítási módszer - hidraulikai alapok tekintetében - teljesen megegyező egy tározó-rendszer esetén a méretezést megalapozó számításokkal. Az itt megadottól eltérés csak a közbenső határfeltételek, a feltételezett üzemrend megadásában van. 3. A rendelkezésre álló tározótérfogat A tározó helye lényegében adott, legalábbis a topográfiai, társadalmi adottságok miatt az esetek legnagyobb részében. Méretei: Felülete adott, a topográfiai, társadalmi adottságok miatt az esetek legnagyobb részében. Ha ebben van mozgástér az általában nagyon kevés. Térfogata, Vmax (m3) a lehetséges maximum adott. Ha a térfogatot az említett adottságok eleve nem határolH1DROLÓGIAI KÖZLÖNY 2015. 95. ÉVF. 4. SZ.
