Zsuffa István: Műszaki hidrológia (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1996)
BEVEZETÉS
BEVEZETÉS A műszaki hidrológia tárgya A hidrológia a viz földi körforgásának a törvényeit, mennyiségi és minőségi összefüggéseit vizsgálja. Ezeket a törvényeket, néhány kultúra-történeti értékű téves tapogatődzó kisérlet után, már az Újkor hajnalán megfogalmazták, a minőségi összefüggéseket jól leirták és elfogadható számitási eljárásokat vezettek be a mennyiségi összefüggések számítására is. A szakemberek számára is meglepő, hogy a múlt században készült hidrológiai kézikönyvek már mennyi mindent tartalmaznak abból, amit ma is változatlan tartalommal állitunk tudományunk lényeges részeiről. Az általános hidrológia, a többi klasszikus tudományághoz, mechanikához, geológiához hasonlóan, alapjaiban már változatlan, kifejlődött természettudományi ág. A műszaki gyakorlatban, azaz a vízgazdálkodás gyakorlatában a hidrológia fejlődése nem állt meg, sőt a vízügyi műszaki tervezésben és az üzemelési gyakorlatban az alkalmazott hidrológiai eljárások, modellek és számitási algoritmusok igen gyorsan fejlődnek, újabb és újabb tervezési utasításokat, szabványosított eljárásokat kell a vízügyi szakembereknek elsajátitaniok és alkalmazniok. Az általános hidrológiával ellentétben a műszaki hidrológia eljárásai igen sűrűn változnak, néhány évtized alatt a teljes eszköztár kicserélődik. A műszaki hidrológia ugyanis - az általános hidrológiából különválva - már nem az egész föld vizének körforgásával foglalkozik, hanem az általános hidrológiai ciklusnak egy kiemelt "részrendszerével", amelynek ismerete a vízügyi-müszaki feladat megoldásához szükséges. E részrendszer vizsgálata pedig meghatározott célra irányul: egy hegyi patak szabályozási tervéhez nem a patak és vízgyűjtőterületének a vizháztartási egyensúlyát kell föl- irnunk, nem a csapadék és a felszíni lefolyás kapcsolatát kell jellemeznünk, hanem igen határozottan meg kell adnunk azt a maximális vízhozamot, amelyet a vízfolyás medrének és a műtárgyaknak vezetniük kell, szolgáltatnunk kell azt az árhullámot, amelynek vizsgálatával az árvizcsökkentő tározó méretezhető. A műszaki hidrológiának tehát sokkal határozottabb, helyhez, időhöz és műszaki célokhoz kötött, mennyiségileg jól jellemzett értékeket kell adnia. A következőkben a műszaki hidrológia feladatait kíséreljük meg röviden összefoglalni. Ennek az összefoglalásnak a részletes tárgyalása a jegyzet anyaga. A műszaki feladatok, a vízgazdálkodási feladatok is két nagy csoportba sorolhatók. A műszaki fejlesztés feladatai az uj létesítmények tervezése, illetve a műszaki tervezést megelőző előkészítő, munkák és a műszaki tervezést követő, építést előkészítő feladatok. Az uj létesítmények megépítése is a vízügyi fejlődést szolgálja, bár az építő vállalat szemszögéből ez "épitésüzemeltetési feladat". A szorosan értelmezett üzemelési feladat a meglevő és a társadalom részére már hasznos eredményt biztositő vízügyi létesítmények megfelelő működésének a biztosítása. A társadalom szempontjából sokszor ugyan az üzemelési feladatok súlya a nagyobb, a műszaki munkák teljes egészükben mégis a tervezés munkamenetében jelentkeznek. Az üzemeltetési feladatokat is csak úgy lehet célszerűen, a társadalom számára hasznosan elvégezni, ha tervszerű munkát végzünk, sőt, az üzemeltetés csak akkor lehet műszakilag jő, gazdaságos és hasznos, ha az üzemelést a műszaki tervezés egyéb feladataival együtt, az uj létesítmények tervezési munkáinak készítésekor megtervezik. Jegyzetünkben ezért a vízügyi munkák tervezési feladataihoz kapcsolva tárgyaljuk a műszaki hidrológia feladatait, de hangsúlyozzuk, hogy ez az anyag nem kizárólagosan, sőt, nem is kiemelt módon csak tervezők részére készült. Az egyes részfeladatok tárgyalásánál külön utalunk a jellegzetesen üzemelési, építési problémákra is, sőt néhány jellegzetes vízgazdálkodási üzemmel kapcsolatos hidrológiai feladatot külön fejezetben tárgyalunk. A műszaki hidrológia feladatakörének megvilágítására a legtöbbet idézett mérnöki munkának, az egyszerű hidak tervezésének a példájából indulunk ki. A műszaki feladat közlekedési vonalnak, útnak, vagy vasútnak egy vízfolyás kisebb patak fölötti átvezetése (1. ábra). A tervezés szilárdságtani része világos: a fő méretnek, az áthidalási hossznak, a főbb szinteknek, szerkezeti magasságoknak a rögzítése után a tervező a közúti, vagy vasúti hidszabályzatből a feladat pontos megfogalmazásának megfelelő - adott intenzitású és kiterjedésű megoszló és adott nagyságú és elrendezésű koncentrált - terhelést kiolvassa. Ezután a mechanika szilárd testekkel foglalkozó ágának, a szilárdságtannak a jól megfogalmazott összefüggései segítségével a hídszerkezet minden elemét úgy méretezi, hogy ezek az elemek a lehető leg5
