Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 1. szám - SZAKCIKKEK - Kozák Miklós: Vízlépcsők üzembe helyezése utáni rendellenességek, okaik, elhárításuk és tanulságaik
_8_________________________________________________________________________________Hidrológiai Közlöny 2018. 98. évf. 1. sz. Vízlépcsők üzembe helyezése utáni rendellenességek, okaik, elhárításuk és tanulságaik Kozák Miklós a Budapesti Műszaki Egyetem nyugalmazott tanszékvezető egyetemi tanára (e-mail: kozak.miklos8@upcmail.hu ) Kivonat A Kiskörei vízlépcső vízerőművét 1974-ben helyezték üzembe. Két hónapi üzemeltetés után, az erőmű alvizében, örvénylés, mély meder erózió keletkezett, és a partburkolat is megroggyant. A legmélyebb meder erózió elérte a 11 métert. Az erőmű üzeme leállt, és felmérték az erózió területét. Az erózió oka, hogy a meder anyaga homok volt, és az alvízi öblözetet helytelenül alakították ki. A tervezők az erodált területet fel akarták tölteni. Véleményem szerint a meder így újból erodálódni fog. Feltöltés helyett, az egész erodált területre, többrétegű, (30 cm sóder, 20 cm zúzott kő és 1 m kőterítés), medervédelmet javasoltam. A javaslatot elfogadták, és így építették meg. A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet (VITUKI) rendszeresen ellenőrizte az erodált terület alakját, és az 1976 óta stabil. Kétévi üzem után, egy másik meghibásodás is történt. Bizonyos okokból, víztelenítették a műtárgy 2. és 3. pillérek alvizét. Azt észlelték, hogy a duzzasztómű alvizének, a kopóbetonja 110 m2 területen felszakadt és lesodródott az alvízi mederbe. Ennek oka, hogy az alapbeton túlságosan vízáteresztő, azt vízzáróvá termi nem lehet, ugyanakkor a kopóbeton vízzáró, ezért az alapbeton és a kopóbeton között jelentős (8 t/m2) felhajtóerő keletkezett. A gyengén vasalt kopóbeton, a felhajtóerő hatására darabokra tört, és lesodródott az alvízbe. Új, erősen vasalt kopóbetont terveztünk, és azt behorgonyoztuk és alapbetonba. A felhajtó erő csökkentésére, a két betonréteg közé új szivárgó rendszert terveztünk. Egy évi üzemeltetés közben ellenőriztük az új kopóbetont és a szivárgó rendszert, mindkettő tökéletesen üzemelt. Kulcsszavak Vízlépcső, meder erózió, partburkolat, meder, szivárgás, felhajtó erő, kopó beton, vasbeton, behorgonyzás, meder védelem, többrétegű szűrőágyazat, örvény, forgás, partvonal, szerkezeti elrendezés, rétegvonal, adalék anyag. Irregularities and their causes, prevention and lessons learnt after putting dams into operation Abstract The hydroelectric power plant of the Kisköre Dam was put into operation in 1974. After two months of operation, in the tail water of the power plant, vortex, deep bed erosion occurred and the paved bank also sagged. The deepest bed erosion reached 11 meters. The operation of power station was stopped, and the erosion area was surveyed. The erosion was due to the fact that the bed material was sand and the downstream bay was wrongly shaped. Designers wanted to fill up the eroded area. In my opinion, it would erode again. Instead of filling up, I proposed for the entire eroded area, a multi-layered (30 cm sand-and-gravel, 20 cm macadam and lm rip-rap spreading) river bed protection. The proposal was accepted and it was constructed. The Water Resources Research Institute (VITUKI) regularly checked the shape of the eroded area, and it has been stable since 1976. After two years of operation, another failure occurred. For some reasons, the downstream water section between 2nd and 3rd pillars were dewatered. It was found that the abrasion concrete of the downstream bed of the dam was tom up on a surface of 110 m2 and washed into the downstream section. The reason of it was that the foundation concrete was too permeable and could not be made watertight. However, the abrasion concrete was watertight, therefore a significant (8 t/m2) buoyancy power occurred between the foundation concrete and the abrasion concrete. The poorly ironed abrasion concrete broke into pieces by the effect of buoyancy power and washed down in the river bed. A new, heavily ironed abrasion concrete was designed and it was anchored into foundation concrete. To reduce the buoyancy force, we designed a new leakage system between the two concrete layers. During one year of operation, the new abrasion concrete was checked, and it was found that the abrasion concrete and the leaking system worked perfectly. Keywords River barrage, bed erosion, embankment covering, bed, filtration, uplift power, hard wearing concrete, ironed concrete, anchoring, bed protection, multi layered filter, whirlpool, rotation, structural arrangement, layered level, additional material. BEVEZETÉS Számos műszaki létesítménnyel kapcsolatban előfordulhatnak tervezési, építési és üzemeltetési rendellenességek, azaz hibák, melyek tanulságainak hasznosítása, műszaki ismereteink gyarapítása szempontjából elemi kötelességünk. Egyre nyilvánvalóbb, hogy a mérnöki képesség, nemcsak az egyetemi alap, alapozó és szaktantárgyak ismeretétől, hanem egész életünk során szerzett tapasztalatok hasznosításától is fiigg, ezért továbbképzésünk legfontosabb eszköztárai, a tapasztalatok gyűjtése és hasznosítása. A meghibásodások nem csak a főműtárgy, hanem az azt védő szerkezeti elemek hibáiból is történhetnek. {Kozák és Hamvas 1989). Ilyenek: a műtárgy körüli rézsűk, partok állékonyságát biztosító burkolatok, az oldalsó szárnyfal bekötések, amelyek kisműtárgyaknál is lényegesek a műtárgyak körüli szivárgást korlátozó Larsen (acél) vagy vasbeton résfalak, a létesítményt védő különleges (pl. kopóbeton) szerkezeti elemek stb. Alábbi tanulmányomban néhány olyan esetet ismertetek, melynek létesítményei sorsdöntőek a Tiszántúl és Körösök völgyének vízgazdálkodásában. Az ott felmerült rendellenességek megoldásában egykori Tanszékem is részt vett, és ezeknek a tapasztalatoknak a hasznosítása máshol is érvényesek lehetnek. Amikor „hibákról” beszélünk, senki ne gondoljon felelőtlenségre. Emberek va-
