ÁRVÉDELMI TÖLTÉSEK SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELLEZÉSE

tervezése és ellenőrzése Cél az árvízi védvonalak - töltés és altalaj - biztonságának tervezése és ellenőrzése szivárgáshidraulikai szempontból

várható, ha az árvízszint magasabb, mint a töltéskorona szintje. Töltésszakadás várható, ha az árvízszint magasabb, mint a töltéskorona szintje. Ekkor jön a homokzsák, és egyebek

teherbírása, mint a terhelése: De az is elég, ha kisebb a védvonal teherbírása, mint a terhelése:

meghibásodás nincs, Még gyakoribb, hogy semmiféle mégis többszáz hektárt önt el a víz a mentett oldalon (fakadóvizes sáv)

A biztonság növelése érdekében csökkenteni kell a terhelést, (Vásárhelyi terv) növelni a terherbírást. (Ezzel nem szoktak törődni)

Számítási rendszerek a teherbírás meghatározására, a szivárgásból származó töltésszakadás értékelésére

Félanalitikus, illetve tapasztalati úton levezetett összefüggések: Galli László: Az árvízvédelem földműveinek állékonysági vizsgálata. OVH Kiadvány. Budapest, 1976. Kovács-Hálek: GNV Közös Egyezményes Terv. Egységes Tervezési irányelvek, VI-11 kötet: A szivárgás elleni intézkedések számítási módja. Budapest-Pozsony, 1978.

- fedőréteg felszakadása - buzgárveszély A Galli-féle összefüggéseken alapul több Szabvány (pl. MSZ 15 292) és Műszaki Irányelv (pl. MI-10-422-85) Ezek a négy leggyengébb hely biztonsági tényezőjének számítását ajánlják: - fedőréteg felszakadása - buzgárveszély - hidraulikus talajtörés a vízvezető rétegben - a mentett oldali rézsű állékonysága

A numerikus modellezés több lehetőséget ad

Ezt alkalmazzák világszerte…

Szivárgáshidraulikai modell rácshálója véges differencia módszerrel A szivárgó vízmozgás a hullámtérből indulva a mentett oldal zavartalan vízszintjéig tart. A töltéstestben és az altalajon keresztül is zajlik.

Potenciál- és áramvonalak homogén és izotróp térben Homogén és izotróp térben az áramlási és potenciálvonalak egymásra merőlegesek. Ilyen a valóságban sosem fordul elő.

Potenciál- és áramvonalak anizotróp térben Anizotrópia esetén a mentett oldali töltéslábnál a gradiens megnő, a nyomások alig változnak.

Potenciál- és áramvonalak agyagmag esetén A vízoldali agyagmag nyomáscsökkentő hatású, de ha lehetőség van altalajszivárgásra, akkor kevéssé hatékony.

Az egyetlen hatékony megoldás. Potenciál- és áramvonalak a mentett oldali töltésláb közelében lévő sekély drénnel Az egyetlen hatékony megoldás. De a drén vizét valahova el kellene vezetni!

Potenciál- és áramvonalak jó vízvezető altalaj esetén Homokos vagy kavicsos altalaj esetén nagyon magas nyomásokkal juthat át a víz a mentett oldalra.

egy tényleges szelvényen: Próbálkozások egy tényleges szelvényen: Tisza jobbpart, 84+500 – 87+500 tkm-ek között

Jellemző keresztszelvény a Tisza jp. 84+500 – 87+500 tkm-ek között

a Tisza jp. 84+500 – 87+500 tkm-ek között Modellszelvény a Tisza jp. 84+500 – 87+500 tkm-ek között

A talajvíz felszínvonal alakulása [1] (homogén védvonal, szivárgók nélkül) Elégtelen biztonság, széles fakadóvizes sáv

A talajvíz felszínvonal alakulása [2] (sekély szivárgó a mentett oldalon) Ha a sekély szivárgó közelebb lenne a töltéslábhoz, megfelelne

A talajvíz felszínvonal alakulása [3] (mély belső drén a korona mentett oldaláról indítva) Ebben a szelvényben a belső drén hatékony

A talajvíz felszínvonal alakulása [4] (vízoldali töltéserősítés vízzáró anyagból) A töltéserösítés szinte hatástalan

A talajvíz felszínvonal alakulása [5] (védvonal a tervezett állapotban) „Mindent bele” típusú szelvény

Még két szelvény:

a Tisza jp. 96+680 – 98+520 tkm-ek között Modellszelvény a Tisza jp. 96+680 – 98+520 tkm-ek között

Modellezési eredmények a Tisza jp. 96+680 – 98+520 tkm-ek között

a Tisza jp. 124+700 – 125+000 tkm-ek között Modellszelvény a Tisza jp. 124+700 – 125+000 tkm-ek között

Modellezési eredmények a Tisza jp. 124+700 – 125+000 tkm-ek között

több paramétert A modellezés előnyeihez kellene ismerni, mint az analitikus rendszerekben

Ami leginkább hiányzik: Belépési (és kilépési) ellenállások a felszíni vizekhez történő csatlakozásoknál és a dréneknél

De minden más is hiányzik! Még a szivárgási tényezőket sem ismerjük, sőt a töltéstestben kialakult felszínvonalakat sem

Ha eredményeket akarunk, akkor mérések és modellkalibrálás szükséges

Egy kalibrálható szelvény a 2001-es árvíz idején: Tisza jobbpart, 98+100 tkm

Mért szintek és drénhozam 2001. márc. 23-án Tisza jp. 98+100 Erről a szelvényről a 10.03 árvédelmi szakasz 2001. évi zárójelentésében a következő olvasható: „a mentett oldali töltésláb jelentősen felvizesedett (felpuhult) és egyre jobban húzódott a korona irányába. Később ez a töltésvonal teljességgel járhatatlanná vált.”

Modelleredmények a 2001. márc. 23-i állapotra Tisza jp. 98+100 A teljes szelvényen átáramló vízmennyiség: 0,49 m3/d fm (drén, töltéstest és altalaj)

A 98+100 szelvény számított vízforgalma [m3/d.fm] drénbe: 0,12 mért adat: 0,15 folyóból: 0,49 mentett oldalra: 0,37

A vízhozamok ismerete segít, de a modellkalibráláshoz fontosabb volna a töltéstesten belüli potenciáleloszlás mérése

Észlelőkutakat a töltésekbe !

A legolcsóbb: rövidszűrős kútpár a vízoldalon

Más is elképzelhető…

Az elkészült kutak fontosabb paraméterei a 98+ 080 szelvényben …van, ami el is készült Az elkészült kutak fontosabb paraméterei a 98+ 080 szelvényben

20 cm-es szűrő kiképzése, központosítóval

Így néz ki egy szelvény, ami 2002-ben elkészült

Észlelőkutakat a töltésekbe ? (Csak ha mérik őket)

Az előadás anyaga megjelent a Hidrológiai Közlöny 2008. januári számában