Hidrológiai tájékoztató, 2010

DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Kiss Katalin: Meglévő csapadékcsatorna hálózat hidraulika felülvizsgálata, lefolyási viszonyainak javiítása és költség-haszon elemzése

Meglévő csapadékcsatorna hálózat hidraulikai felülvizsgálata, lefolyási viszonyainak javítása és költség-haszon elemzése* KISS KATALIN Bevezetés A csapadékvíz elvezető- és az egyesített rendszerű csatornák vizsgálata időszerű feladat, mert a belvárosok egyesített rendszerű illetve csapadékcsatornái régen (részben több mint 100 éve) épültek (Juhász, 2008), állapotuk mára már leromlott. Ezen kívül nőttek a csapadékcsatorna hálózatokat terhelő lefolyások is, aminek két oka van: az egyik, hogy nőtt a beépített, burkolt felületek aránya, a másik, hogy szélsőségesebbé vált az időjárás (a klímaváltozás következtében), így rövidebb időtartamú, nagyobb intenzitású és kedvezőtlenebb intenzitás-eloszlású csapadékok jelentkeznek {Búzás, 2008). A csapadékvizek hirtelen levezetése helyett a követendő cél az ésszerű csapadékvíz gazdálkodás, a csatornába jutó csapadékvíz mennyiség csökkentése illetve a lefolyási idő növelése (Dulovicsné, 1987). Ezt a csapadékvíz egy részének elszivárogtatásával, például a vízgyűjtőterületen elhelyezett szivárogtató felületek segítségével, növényzet telepítésével, csatornahálózati tárolók építése által, valamint a csapadékvíz lehetőség szerinti hasznosításával érem el. Jelen dolgozat példát mutat egy meglévő, hagyományos módon a racionális módszerrel méretezett csatornahálózat felülvizsgálatára és javaslatot ad annak javítására, költség-haszon elemzéssel együtt. Szimulációs Modell A vizsgálatokhoz az EPA SWMM (Storm Water Management Model, Version 5.0) szoftvert használtam, amely a vízgyűjtőterületek és csatornahálózatokon történő csapadékvíz lefolyás dinamikus szimulációjára alkalmas. A modellben a virtuális csapadékmérő peremen különböző mért vagy felvett csapadék adatsorokat adhatunk be, melyek a csapadékintenzitás időbeni eloszlásai (T), valamint az érzékelés időközének 0:15 percre való beállítása. Az SWMM szoftver matematikai modellje a lefolyó csapadékmagasságot a leesett csapadékmagasságból, a beszivárgott csapadékmagasságból, párolgási veszteségből, valamint a terepi egyenlőtlenség által okozott veszteségből számítja. Az SWMM matematikai modellje a csatornahálózatban szabad felszíni lefolyást feltételezve a folytonossági egyenlet és az energia egyenlet (Saint Venant egyenletek) segítségével oldja meg. Meglévő csatornahálózat ellenőrzése A vizsgált vízgyűjtő terület egy külvárosi lakótelep, vegyes beépítettséggel. A vízgyűjtő terület közel vízszintes, átlagos lejtése 2%o. A vízgyűjtő terület és a csatornahálózat geometriai modellje csomópontokból (aknák, záporvíztárolók), a csomópontokat összekötő csatorna szakaszokból és az egyes csatornaszakaszokhoz rendelt részvízgyűjtő területekből áll. Szakdolgozatomban négy különböző intenzitás eloszlású csapadék hatását vizsgáltam a fent leírt csatornahálózatra (/. ábra). Intenzitás garflkonok 1. ábra. Vizsgált csapadék-eloszlások A racionális módszernél feltételezett egyenletes intenzitás eloszlást (1), egy lassan (2.) és egy gyorsan (3.) felfutó intenzitás eloszlást, valamint a klímaváltozás előrehaladtával egyre jellemzőbbé váló előresiető intenzitás eloszlást {Gayer, 2004). 2. ábra. Az egyes csapadékokhoz tartozó maximális teltséget szemléltető hossz-szelvények A csatornahálózat főgyűjtőjében a maximális vízhozamnál beálló teltséget a 2. ábra szemlélteti. A különböző intenzitás-eloszlások közül az előresiető intenzitás eloszlás esetén önt ki a főgyűjtő aknáin keresztül a felszínre a csapadékvíz (2. ábra!jobb alsó kép). * A 2009. évi Lászlófiy Woldemár diplomamunka pályázaton egyetemi kategóriában II

I. díjat nyert diplomamunka kivonata. 30