Upload
quilla
View
30
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
ÁRVÉDELMI TÖLTÉSEK SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI MODELLEZÉSE. Cél az árvízi védvonalak - töltés és altalaj - biztonságának tervezése és ellenőrzése szivárgáshidraulikai szempontból. Töltésszakadás várható, ha az árvízszint magasabb, mint a töltéskorona szintje. Ekkor jön a homokzsák, és egyebek. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
ÁRVÉDELMI
TÖLTÉSEK
SZIVÁRGÁSHIDRAULIKAI
MODELLEZÉSE
Cél az árvízi védvonalak
- töltés és altalaj -
biztonságánaktervezése és ellenőrzéseszivárgáshidraulikai szempontból
Töltésszakadás
várható, ha az árvízszint magasabb, mint a töltéskorona szintje.
Ekkor jön a homokzsák, és egyebek
De az is elég, hakisebb a védvonal
teherbírása, mint a terhelése:
Még gyakoribb, hogy semmiféle
meghibásodás nincs,mégis
többszáz hektárt önt el a víza 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.
A Galli-féle összefüggéseken alapultöbb Szabvány (pl. MSZ 15 292)
és Műszaki Irányelv (pl. MI-10-422-85)
Ezek a négy leggyengébb helybiztonsági 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…
100 %
0 %
Vízzáró fekü
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.
100 %
42,5
95,0
97,5
90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0
45,0
0 %
Potenciál- és áramvonalak homogén és izotróp térben
Homogén és izotróp térben az áramlási és potenciálvonalak egymásra merőlegesek.
Ilyen a valóságban sosem fordul elő.
40,0
45,0
50,0
100 %
95,0
90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0
0 %
Lambda = 5
Potenciál- és áramvonalak anizotróp térben
Anizotrópia esetén a mentett oldali töltéslábnál a gradiens megnő, a nyomások alig változnak.
37,5
55,0
100 %
95,0
90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 45,050,0
40,0
0 %
Potenciál- és áramvonalak agyagmag esetén
A vízoldali agyagmag nyomáscsökkentő hatású, de ha lehetőség van altalajszivárgásra, akkor kevéssé hatékony.
100 %
95,0
90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 50,055,0
2,5
5,0
30,0
97,5
45,0 40,0 25,035,0 20,0 15,0 10,0
0 %
Potenciál- és áramvonalak a mentett oldali töltésláb közelében lévő sekély drénnel
Az egyetlen hatékony megoldás.
De a drén vizét valahova el kellene vezetni!
82,0 81,0
83,0
93,0
94,0
95,0
91,0 90,0 89,0 88,0 87,0 86,0 85,0 84,0
92,0
100 %
0 %
Potenciál- és áramvonalak jó vízvezető altalaj esetén
Homokos vagy kavicsos altalaj esetén nagyon magas nyomásokkal juthat át a víz a mentett oldalra.
Próbálkozásokegy tényleges szelvényen:
Tisza jobbpart, 84+500 – 87+500 tkm-ek között
Mértékadó árvízszint = 89,13 mB
Az altalaj rétegei
Töltéstest
Töltéserösítés vízzáró anyagból Töltéstest cseréje kevésbé vízzáró anyagból
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Zárt szivárgó homokos kavicsból
0 10 20 30 40 50 m
Jellemző keresztszelvény
a Tisza jp. 84+500 – 87+500 tkm-ek között
Mértékadó árvízszint = 89,13 mB
Az altalaj rétegei
Töltéstest
Töltéserösítés vízzáró anyagból Töltéstest cseréje kevésbé vízzáró anyagból
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Zárt szivárgó homokos kavicsból
0 10 20 30 40 50 m
Modellszelvény
a Tisza jp. 84+500 – 87+500 tkm-ek között
87.888,088,288,488,688,8 87,6 87,4 87,2 87,0 86,8 86,6 86.4 86,289.089,1
0 10 20 30 40 50 m
89,13 mB
A talajvíz felszínvonal alakulása [1]
(homogén védvonal, szivárgók nélkül)
Elégtelen biztonság, széles fakadóvizes sáv
89.0 88,488,8 88,0 87,287,6 86,8 86.4 86.0
85.4
85.6
0 10 20 30 40 50 m
89,13 mB
A talajvíz felszínvonal alakulása [2]
(sekély szivárgó a mentett oldalon)
Ha a sekély szivárgó közelebb lenne a töltéslábhoz, megfelelne
89.0 88,488,8 88,0 87,287,6 86,8 86.4 86,0
85,6
0 10 20 30 40 50 m
89,13 mB
A talajvíz felszínvonal alakulása [3]
(mély belső drén a korona mentett oldaláról indítva)
Ebben a szelvényben a belső drén hatékony
87.889.0 88,8 88,6 88,2 86,687,4 87,0 86,2
0 10 20 30 40 50 m
89,13 mB
A talajvíz felszínvonal alakulása [4]
(vízoldali töltéserősítés vízzáró anyagból)
A töltéserösítés szinte hatástalan
89.0 88,488,8 88,0 87,287,6 86,8 86.4 86,0 85,6
85,2
0 10 20 30 40 50 m
89,13 mB
A talajvíz felszínvonal alakulása [5]
(védvonal a tervezett állapotban)
„Mindent bele” típusú szelvény
Még két szelvény:
Mértékadó árvízszint = 89,72 mB
Töltéserösítés
vízzáró anyagból
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Zárt szivárgó homokos kavicsból
Töltéstest
Átmeneti réteg
Homok
Fedőréteg
0 10 20 30 40 50 m
Modellszelvény
a Tisza jp. 96+680 – 98+520 tkm-ek között
85.2
Mértékadó árvízszint = 89,72 mB
0 10 20 30 40 50 m
85.485.685.886.086.286.486.686.887.087.2
87.4
87.6
88.0
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Zárt szivárgó homokos kavicsból
Modellezési eredmények
a Tisza jp. 96+680 – 98+520 tkm-ek között
Mértékadó árvízszint = 91,62 mB
Az altalaj rétegei
Töltéstest
Töltéstest cseréje kevésbé vízzáró anyagból
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Szivárgó árok
0 10 20 30 40 50 m
Modellszelvény
a Tisza jp. 124+700 – 125+000 tkm-ek között
Mértékadó árvízszint = 91,62 mB
88.290.4 89.490.2 89.8 89.0 88.6 86.687.8
86.4
87.087.4
0 10 20 30 40 50 m
Homokos kaviccsal kitöltött belső drénárok
Szivárgó árok
Modellezési eredmények
a Tisza jp. 124+700 – 125+000 tkm-ek között
A modellezés előnyeihez
több paramétert
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
0 1 2 3 4 5 6 7 8 m
88
89
90
91
92 mB
87
86
85
88.51
87.81 87.4486.6
0,15 m3/d fm
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.”
87,8
87,6
88,0
88,2
88,4 87,4
88,51
87,5
87,787,9
88,1
88,3
0 5 10 15 20 25 30 m
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]
folyóból: 0,49
drénbe: 0,12
mentett oldalra: 0,37
mért adat: 0,15
A vízhozamok ismerete segít,
de a modellkalibráláshoz fontosabb volna
a töltéstesten belüli potenciáleloszlás mérése
Észlelőkutakata töltésekbe
!
89,1
87,988,3
88,588,7
88,1 88,0 87,8 87,787,6
87,587,3
87,8088,25Vízzáró burkolattal
88,588,3 88,2 88,188,4
88,688,7
88,8
88,0 87,9
89,1
87,8
88,2888,55Vízzáró burkolat nélkül
A legolcsóbb:
rövidszűrős kútpár
a vízoldalon
1 m
A
B
C
A
B
C
0.8
M=2.5-3.5 m
1.8
241 mm
80 mm
bronz szitaszövetszűrő
tölté
skor
ona
betonozás
kavicsolás (1-3 mm)
0.40.4
1.0 m
mentettoldalfolyó
0.40.5
betongallér
a legmélyebb kutak szűrőzése közvetlenül a töltéstalp szintje alatt
homokszórás
0.2
zárható csősapka
perforált fenéklemezszitaszövettel
M=
1.8
mM
=2.
5-3.
5 m
0.4
D
D
0.1
(50 cm perforálva)241 mm, acél
acél béléscső
acél szűrőrakat
központosító
Más is elképzelhető…
0 5 10 15 20 25 30 35 m
86,04
87,96
88,98
86,26
1-es szelvény, 98+080 tkm
1A
1B
1C 1D
5.60 m
3.03 m 3.47 m
90,6690,6690,66 90,74
Az elkészült kutak fontosabb paraméterei a 98+ 080 szelvényben
…van, ami el is készült
20 cm-es szűrő
kiképzése, központosítóval
Így néz ki egy szelvény, ami 2002-ben elkészült
Észlelőkutakata töltésekbe
?(Csak ha mérik őket)
Az előadás anyaga megjelent a Hidrológiai Közlöny
2008. januári számában