ÁRVÉDELMI TÖLTÉSEK SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELLEZÉSE

Az előadások a következő témára: "ÁRVÉDELMI TÖLTÉSEK SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELLEZÉSE"— Előadás másolata:

1 ÁRVÉDELMI TÖLTÉSEK SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELLEZÉSE

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

3 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

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

5

6

7

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

9

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

11 Számítási rendszerek a teherbírás meghatározására,
a szivárgásból származó töltésszakadás értékelésére

12 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.

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

14 A numerikus modellezés
több lehetőséget ad

15 Ezt alkalmazzák világszerte…

16 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.

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

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

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

20 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!

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

22 egy tényleges szelvényen:
Próbálkozások egy tényleges szelvényen: Tisza jobbpart, – tkm-ek között

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

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

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

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

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

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

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

30 Még két szelvény:

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

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

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

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

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

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

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

38 Ha eredményeket akarunk, akkor
mérések és modellkalibrálás szükséges

39 Egy kalibrálható szelvény
a 2001-es árvíz idején: Tisza jobbpart, tkm

40 Mért szintek és drénhozam 2001. márc. 23-án
Tisza jp Erről a szelvényről a árvédelmi szakasz 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.”

41 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)

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

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

44 Észlelőkutakat a töltésekbe !

45 A legolcsóbb: rövidszűrős kútpár a vízoldalon

46 Más is elképzelhető…

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

48 20 cm-es szűrő kiképzése, központosítóval

49 Így néz ki egy szelvény, ami 2002-ben elkészült

50 Észlelőkutakat a töltésekbe ? (Csak ha mérik őket)

51 Az előadás anyaga megjelent a Hidrológiai Közlöny
2008. januári számában