194336. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hidromechanizációs teraszépítésre, és létesítmény a víztározók hordalékának hasznosítására
1 2 A találmány tárgya eljárás hidromechanizációs teraszépítésére, és létesítmény víztározók hordalékának hasznosítására. Az utóbbi évtizedekben a világ számos helyén hatalmas víztározók épültek azzal a feladattal, hogy egykét nagyobb folyó vízgyűjtő területére hüllőt csapadékot összegyűjtsék és az összegyűjtött vízmennyiséget akár folyamatos villamosenergia termelésre, akár ipari létesítmények vízszükségletének biztosítására, akár a mezőgazdaságban öntözési célra hasznosítsák. Az országok gazdasági fejlettségétől és természeti lehetőségeitől függően a víztározók hasznosítása többirányú, de szinte minden esetben felhasználják potenciális energiájukat villamosenergia előállítására. Avízzározókat tápláló folyók és kisebb vízfolyások a vízgyűjtő területről különösen a nagy csapadékok, azaz áradások időszakában nagymennyiségű hordalékot is szállítanak és a szállított hordalék jelentős részét folyamatosan a víztározókban lerakják. A lerakódott hordalék évtizedek alatt a víztárolókban összegyűlik, és több méter vagy több tízméter vastagságú üledéket okoz. A hordalék lerakódás természetesen csökkenti a víztározó víztérfogatát, és ennek következtében a víztározó nem felel meg annak a gazdasági követelménynek, amelyet az építése során számára meghatároztak. Az utóbbi évtizedekben a víztározók gyors elterjedésével párhuzamosan több publikáció jelent meg a vízátorozókkal kapcsolatos hordalékmozgások tanulmányozásáról, a víztározókban leülepedett hordalék eltávolításáról, a hordalék szállításáról, deponálásáról. A megjelent publikációkból megállapítható, hogy a víztározók hordalék problémáinak megoldása összetett feladat, éppen ezért az egyes részfeladatokat az alábbiakban vázoljuk. Természetes törekvés megakadályozni a vízgyűjtő területen — a hordalék keletkezési helyén — a csapadékvizek lefolyás következtében jelentkező felszíni eróziót. A tapasztalat azt mutatja, hogy a lefolyásokból származó felszíni erózió nem szüntethető meg, csak csökkenthető, és a lakottabb, műveltebb területeken keletkező hordalék mennyisége kisebb, mint a lakatlan, művelhetetlen területeken. A kialakult felszíni eróziós területekről a csapadékvíz-lefolyásokból keletkező hordalékot célszerű megfogni a vízgyűjtő terület kisebb vízfolyásaiban épített hordalékfogó gátakkal, hordalék csapdákkal. Ebben az esetben a hordalék mennyiségének jelentős része a vízgyűjtő területen marad és csak kisebb hányada kerül a főgyűjtő vízfolyásba ill. azon keresztül a víztározóba. Megállapítható, hogy a vízgyűjtőterületen a hordalék keletkezés megakadályozása kizárólag a magasabb erdő és mezőgazdasági kultúrákkkal rendelkező vízgyűjtőn járt eredménnyel, és csak ott, ahol a növényzet számára megfelelő altalaj rendelkezésre állt. Kopár területekre növényzetet, hatékony hordalékfogás céljából telepíteni lehetetlen, így vannak olyan víztározók, amelyek vízgyűjtőjén nagy a hordalék képződés, és a hordalék levonulás megakadályozhatatlan, a hordalék jórésze tehát mindenképpen a víztározóba kerül. A szakirodalomban sokat foglalkoznak a víztározókba került hordalék eltávolításával. Az eddig ismert eljárásokat tömören úgy jellemzhetjük, hogy azok csak az üledék eltávolítására törekednek, azaz a lerakódott hordalékot igyekeznek kivezetni a víztározóból akár gravitációs, akár nyomás alatti vízáramlással. Elméletileg az a legegyszerűbb megoldás, hogy a víztározóból gravitációs vízáramlással ki kell öblíteni vagy ki kell mosni a leülepedett hordalékot, hogy az a völgyzárógát alatti folyómederbe kerüljön. A hordalék szállításának ez a természetes módszere nem kíván különösebb emberi beavatkozást, csakhogy a víztározó megépítésével rendszerint megváltoznak a folyóban és környezetében a hidraulikai és természeti körülmények, és vannak évszakok, amikor a víztározóból kiáramló vízáramban a hordalék jelenléte nem kívánatos, esetleg káros. A hordalékot tehát esetleg egyáltalán nem vagy nem minden esetben, vagy nem minden évszakban szabad a víztározóból kivezetni, és ez azt is jelentheti, hogy a hordalék eltávolításnak ez az egyszerűének látszó módja nem járható. Ehhez járul még az a tapasztalat is, hogy egy nagyfelületű víztározóból a hordaléknak csak igen kis hányadát lehet kiöblíteni, kimosatni az ott kialakult hidraulikai feltételek következtében, így a tározóba folyamatosan érkező hordalék nagyobb része a víztározóban marad és évek folyamán ott felgyülemlik. A fenti felismerések alapján történtek kezdeményezések arra is, hogy a hordalékot a víztározóból kiemelve annak közvetlen környezetében helyezzék el. Ennek egyik megoldása, hogy a hordalékot egy alkalmas terepmélyedésbe vagy lezárható völgybe szállítsák és ott tározzák. A másik megoldása, hogy a hordalékot a víztározó közvetlen közelében lévő terep felületén helyezzék el és ott teraszosan elterítsék, majd az így feltöltött területet hasznosítsák, A tapasztalat az, hogy nagy méretekben egyik módszer sem mutatkozott a gyakorlatban megvalósíthatónak az alábbi okok miatt: A víztározókból a hordalékot nagy mennyiségben és folyamatosan kizárólag vízalatti kotrással lehet kiemelni, és vizes keverék formájában csővezetéken át lehet a kívánt helyre szállítani, és az így szállított hordalékot a lerakóhelyen kell kiülepíteni a keverékből. A hordalék elterítéshez vízszintes felületű ülepítő tér kell, és az ülepítő térről a szállító vizet is el kell vezetni. Kisebb vagy nagyobb méretű ülepítő medencéket kell tehát építeni az ahhoz tartozó gyűjtővezetékkekel, víznyelő kutakkal és vízelvezető csatornákkal, és ezek kialakítása elsősorban a helyi terepviszonyoktól és a helyi altalajviszonyoktól függ. Mivel a víztározók rendszerint hegyes vagy dombos vidéken épülnek, a környező terepalakulatok is lejtősek, tehát ahhoz, hogy lejtős terepen a keverékből a hordalék kiülepedjen, az ülepítőmedencéknek egymás fölött teraszos kialakítású kazettákat kell építeni. Ez azt jelenti, hogy 2—3 m vastagságú teraszok kialakítása céljából 4—6 m magasságú gátakkal épített kazettákat kell egymás fölött lépcsőzetesen elhelyezni, és a gátak mögé a kazettákba kelt bevezetni a vízzel keveredett hordalékot, és a kazettákból kell kivezetni a szállítóvizet, hogy a kazettákban a szilárd hordalék fokozatosan felhalmozódjon és így közel vízszintes felületű teraszok keletkezhessenek. A tapasztalat azt mutatja, hogy több millió vagy több tízmillió m3 hordaléknak ilyen módszerrel való elterítése nem valósítható meg, azért mert a teraszok határvonalában építendő gátakat lejtős terepen, mennyiségében a hordalékkal azonos nagyságrendű helyi talajból kell elkészíteni. Éppen ezért ilyen módszerű hordalékelhelyezésről csak tanulmányokat ismerünk, de megvalósításról nincs információnk. 194.336 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
