Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 1. szám - Nagy László: A gátszakadás alakja és a kopolya kialakulása
47 A gátszakadás alakja és a kopolya kialakulása Nagy László BME Geotechnikai Tanszék, Bjudapest Kivonat: Amennyire egyedülállóak világviszonylatban Magyarország (93000 km2) topográfiai adottságai a Kárpát-medencében (-450000 km2), annyira egyedülálló az a hatalmas munka, amit az itt élő nép vállalt az árvízmentesítéssel az életkörülmények javítása érdekében. A topográfiai viszonyokhoz igazodó árvízvédelmi rendszert Magyarországon 4200 km, a Kárpát-medencében több mint 11000 km hosszú árvízvédelmi gáttal jellemezhetjük. Világviszonylatban is egyedülálló összefoglalása készült el a Kárpát-medence árvízvédelmi gátszakadásainak. Az 1995 óta tartó történelmi kutató munka által (Nagy 2001, 2002) ismerté vált gátszakadások száma meghaladja a 2200 darabot (Nagy 2004a), a mai Magyarország területén az 1300-at. Ezek alapján sok érdekes és értékes következtetés levonására van lehetőség; egyik ezek közül egyik a gátszakadások alakjára és a kopolya kialakulására vonatkozik. Több gátszakadást illetve kopolyát megismerve kijelenthető, hogy ezek alakja, mérete több általánosítható jellemzővel bír. Kopolyák kialakulásával, méretével kapcsolatban korábban igen kevés információval rendelkeztünk, minden vízügyi szakember valamilyen szinten beillesztette ismereteibe azt a tényt, hogy gátszakadás után esetenként egy nagy gödör marad vissza a gátszakadás helyén. BEVEZETÉS A nagy gátak és az árvízvédelmi gátak több sajátos eltéréssel rendelkeznek. A nagy gátak (a gát magassága H > 15 m, vagy a tározott víz térfogata > 1 millió m3) száma a földön meghaladja a 100 000-et, az Egyesült Államokban több mint 30 000-et (Smith 1989), Kínában a 28000-et. A folyókon keresztbe épített nagy gátak szakadására földi viszonylatban sok statisztika készült (Midd- lebrook 1953, ASCE/USCOLD 1988, 1COLD 1981, I- COLD 1984, Jansen 1980, Salmon és Hehn 1993, Salmon és Hartford 1995, Curtis és Graham 1988, Duffaut 1986, Ellingwood és társai 1993). Azonban ezek kis figyelmet sem fordítottak a kopolya kialakulásának. A gátszakadások okának utólagos vizsgálata, azok statisztikai feldolgozása is hozzájárult ahhoz, hogy egyre biztonságosabb gátakat terveznek, a nagygátak tönkremeneteli valószínűsége jelentősen csökken. A nagy gátak tönkremenetelének vizsgálatakor külön kell elemezni a különböző anyagú gátak: a beton (íves és súly) gátak, a kőszórás gátak, a falazott gátak, földgátak, stb. tönkremenetelét. Más a helyzet a sík területen, hosszan a folyóval párhuzamosan haladó közel azonos magasságú árvízvédelmi gátaknál. A gát időszakosan kap vízterhelést, a gátszakadás nem egy esetben a nagy gátaknál nagyobb pusztítást visz véghez. A gátszakadáson kiömlő víz szétterül, és a mentett oldali terep esés viszonyainak megfelelően vonul le. Ebben az esetben a kifolyt vízmennyiségnek jelentős szerepe van, ami nagymértékben a gátszakadás szélességétől és az átbukási magasságtól függ. Fontos tehát, hogy milyen megnyílás alakul ki a gáton. Árvízvédelmi gátaknál kialakuló gátszakadással az Európai Unió IMPACT projektje foglalkozott (2002-04 között). A kutatási célja a gátszakadáskor kialakuló megnyílás alakjának, mélységének időbeli modellezése, egészen addig az időpontig, ami körülbelül a természetben lejátszódó gátszakadás első félórájában történik. A gátszakadás vizsgálata a projektben helyszíni nagyminta kísérletekkel, 1:10 méretarányú laboratóriumi kisminta kísérletekkel és számítógépes modellezéssel történik. A- zonban egyik vizsgálati módszer sem ad támpontot a kialakuló gátszakadás várható hosszára, pedig a lokalizáció, az értékek és életek mentése szempontjából ez a meghatározó. A gátszakadás végső szélessége több olyan tényezőtől függ, melyek vagy egyáltalán nem, vagy csak nagyon nehezen modellezhetőek. (Nagy 2004b) ÁRVÍZVÉDELMI GÁTAK SZAKADÁSÁNAK ALAKJA Az árvízvédelmi gátak szakadásának jellegzetes alakja van. Az utóbbi évtizedek gátszakadásairól készült magyarországi és külföldi felvételeket tanulmányozva megállapítható, hogy a gátszakadások formája - függetlenül attól, hogy melyik országban, vagy melyik folyón alakult ki - sok hasonlóságot mutat. (1-6. fényképek) Annak ellenére, hogy a gátszakadáskor a víz a töltést, és sok esetben az altalaj felső rétegét is elmossa, a helyi állapotok, talajviszonyok jól rekonstruálhatók a gátszakadás okai megállapíthatók. 1. fénykép. Anglia 2000 novemberi árvíz, Wallinford Research szívességéből
