Kozák Miklós: A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások számítása digitális számítógépek felhasználásával (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1977)
Első rész. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások elmélete - 1. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások
Egymás alatt elhelyezett vízeröműlánc esetén a felső erőmű csúcsüzeme jelentős hatást gyakorol az alatta elhelyezett erőműre. Az ilyen vízerőmű- rendszer tervszerű kooperációja, az egyes egységek ésszerűen időzített bekapcsolása az energiatermelésbe, jelentősen fokozhatja a rendszerből kitermelhető villamos energia mennyiségét. Csakis a hidraulikai és energetikai számítások eredményei, továbbá a gépek számának és típusának ismerete alapján tudunk olyan kezelési utasítást előírni, melyből egyértelműen kiderül, hogy adott csúcsenergia-igény biztosításához hogyan, milyen sorrendben és milyen mértékű nyitással kell a gépeket bekapcsolni. Az árapasztó műtárgyak üzemi viszonyainak hirtelen megváltoztatása az al- és felvízben egyaránt heves áramlás kialakulására vezethet. Hasonló üzemi állapotot idézhet elő pl. egy műtárgy meghibásodása, vagy tönkremenetele; a felvíz gyors leeresztése a műtárgy épségének megőrzése miatt, vagy más okból. Az ilyen hirtelen változó üzemi viszonyok — a vízszintek és sebességek gyors változásának következtében — kedvezőtlenek. Számítással lehetőség nyílik annak ellenőrzésére, hogy a napi szabályozás megengedhető-e a meder állékonysága és a hajózási követelmények szempontjából. A vízkészlettel való gazdálkodás megköveteli a különböző rendszerű (völgyzárógátas, meder- és síkvidéki) tározók létesítését. A tározókban, de különösen annak feltöltését és a tározott víz elvezetését biztosító csatornákban, ill. medrekben a víz áramlása csaknem mindig nempermanens. A feltöltés és kiürítés hidraulikai folyamatának ismerete a tározók biztonságos és gazdaságos üzemeltetéséhez elengedhetetlen. Gyakran előfordul, hogy a tározóból bizonyos Q vízhozamot kell eljuttatni egy csatornán keresztül a vízkivételtől egy meghatározott távolságra. Az esetek többségében a csatorna kezdeti Q0 vízhozama kisebb, mint a szállítandó Q vízhozam értéke (Q0 < Q), és ekkor a zsilip nyitásának pillanatától bizonyos idő szükséges ahhoz, hogy a kívánt Q vízhozam a rendeltetés helyére érkezzen. Különösen fontos a vízlépcsők gátszerkezetének megfelelő kezelése, ha a duzzasztott térre egy árhullám fut rá. A csúcsüzemű vízerőmű üzemi viszonyait jellemző gyors vízhozam-növekedés szükségessé teheti a hajózással és a mederállékonysággal kapcsolatos tűrési kérdések vizsgálatát is. Katasztrofális árvizek idején értékes területek megóvása céljából előfordulhat mesterséges gátszakadás előidézése, hogy az árvíz egy részét a mezőgazdaságilag értéktelenebb területre engedjük rá, csökkentve ezzel az alsóbb folyószakaszon várható maximális vízállásokat. Az öntözőcsatornák bögéinek helyes és gazdaságos méretezéséhez elengedhetetlen, hogy ismerjük a bögéből kiágazó vízkivételek helyét, nagyságát, típusát, továbbá az egyes csatornák főbb geometriai és hidraulikai jellemzőit. Ezek a tényezők döntik el ui., hogy melyik szelvényben mekkora vízhozam adható ki, hogy hol, mekkora vízszintingadozás engedhető meg, s hogy melyik megoldás gazdaságosabb [119]. A vízkészletek mozgatása, átcsoportosítása csakis úgy vehető figyelembe, ha számításba vesszük, hogy a mozgás időben változó, tehát nempermanens. A vízkészletek többcélú, gazdaságos felhasználásához optimalizációs számításokat kell végezni, melynek során a vízmozgást — az esetek többségében — időben változónak kell tekinteni. A nempermanens vízmozgások számításának elmélete az optimalizációs feladatok megoldásának nélkülözhetetlen eszköze [115], 34
