TERVEZETT TÉMAKÖRÖK. IV. Vízmennyiségek építmények környezetében

Átírás

1 TERVEZETT TÉMAKÖRÖK I. Alapfogalmak, a víz jellemzői II. III. IV. Építmények álló vízben Építmények mozgó vízben Vízmennyiségek építmények környezetében V. Vízelvezetés szabad felszínű medrekben VI. VII. A vízellátó és vízelvezető hálózat főbb jellemzői Felszín alatti vizek és építmények VIII. Vízépítési nagyműtárgyak IX. Szabványok, előírások Csoma: Vízépítés 1 TARTALOM IV. Vízmennyiségek építmények környezetében A hidrológiai jellemzők, valószínűségi változó A vízállás, vízmélység és a vízszint A csapadék és a vízhozam A csapadék intenzitása és időtartama A lefolyási tényező A mértékadó vízmennyiség V. Vízelvezetés szabad felszínű medrekben Az áramlási sebesség és a folyadékhozam A meder alakja, anyaga, Mederburkolatok Csoma: Vízépítés Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 1

2 Tervezés: Valószínűségi változók Mekkora? Mértékadó állapot? Bonyolult hidrometeorológiai viszonyoktól függ Valószínűségi változó: legtöbb jellemző Szint, hozam, mennyiség, stb. Előfordulási valószínűség Visszatérési idő Statisztikai elemzés: adat? Vízfolyás/műtárgy helye és jellege előford.val. % visszatér. idő, év Belterületi meder 0, Belterületi csapadékvíz-elvezető rsz Külterületi patakmeder Híd, áteresz, bujtató, belterület Híd, áteresz, bujtató, külterület Csoma: Vízépítés Vízmélység, vízállás, vízszint Mennyi víz van a mederben? 1.Vízmélység: h, m Meder változik: h változik. Vízállás: H, cm vízmércéhez viszonyítva 0: valamely kisvíz vízjáték = LNV - LNV mederteltség: H LKV T% 100 LNV LKV. Vízszint: Z, m B.f. absz. magasság Z = 0 +H[cm]/ Csoma: Vízépítés 4 H Szakmérnöki Képzés h Z Szakmérnöki Képzés

3 Jellemzői: 1. időtartam: T. magasság: egységnyi felület re lehullott mennyiség, h. intenzitás: időegység alatt lehullott csap.: i h T 4. csapadékmaximumfüggvény: kapcsolat i (vagy h), a T időtartam és a gyakoriság/visszatérési idő között: h at n vagy és m n 1 a, n, m = f(földrajzi helyzet, éghajlat, gyakoriság ) A csapadék i at m Csoma: Vízépítés 5 Jellemzői (): A csapadék és a lefolyás 5. Csapadékhozam: adott A területre egységnyi idő alatt jutó ha csapadék térfogata: Q cs ia T 6. elpárolog/beszivárog/növényzet felfogja/elhasználja/lefolyik 7. lefolyási hányad : ami a medret eléri : Q Qcs ia 8. Lefolyási tényező α. Befolyásolja: Terület jellege földtani szerkezet, Bádog- vagy palatető domborzat, Cserép vagy szigetelőlemez növényzet, Aszfaltburkolat áteresztő képesség stb. Kockakő hézagolás nélk. egy vízgyűjtőn többféle: súlyozott Kavicsolt utak átlag: átlag 1A1 A... i Ai... n A A 1... A... A i n Sűrűn beépített belváros Villanegyed Sportpályák, pályaudvarok Rét Szántó Erdő Csoma: Vízépítés 6 A n T (min) lef. tény Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés

4 A racionális módszer Mértékadó hozam: Q Qcs ia alkalmazható: kisebb vízgyűjtőkön, ha A < 0 km építmények környezetének vízelvezetése belterületi vízrendezés közutak, vasutak, repülőterek víztelenítése út: 10%-os, 10 perces csapadék belvízelvezetés külterületi vízrendezés kisvízfolyások, csatornák, árkok, stb. méretezése Csoma: Vízépítés 7 térben állandó térben változó fokozatosan hirtelen A meder vízszállítása időben állandó permanens, időben változó nagyon ritka egyenletes permanens, nempermanens, fok. fokozatosan vált. vált. műtárgyak, szerelvények egyenes vonalú, egyenletes mozgás: Chèzy nyílt mederre: súrlódás pl. Manning: v C RS 1 C 6 kr, így v kr vízhozam folytonosság/anyagmegmaradás: nyitási/zárási hullám A, m : szelvényterület k, m 1/ /s : a meder simasági tényezője R, m : a szelvény hidrauikus sugara S, m/m: mederfenék esése Csoma: Vízépítés 8 S Q Av AkR Szakmérnöki Képzés S Szakmérnöki Képzés 4

5 Alkalmazás trapéz mederben Q Av AkR S szelvényterület: h A bh h hidraulikus sugár: R A P melyhez a nedvesített kerület: / sebesség: v kr S 5 bh h Fentiek összegzése: Q Csoma: Vízépítés 9 A b k S b h 1 Általában Q adott, mederméret keresett megoldás: próbaszámítással P = ctg P b h 1 b, m : fenékszélesség, h, m : vízmélység S, m/m : fenékesés, - : rézsűhajlás A, m : nedvesített terület v, m/s : sebesség P, m : nedvesített kerület R, m : hidraulikus sugár Q, m /s : vízhozam k, m 1/ /s: simasági tényező Mederalak hidraulikailag kedvező: adott A mellett max. Q (azaz min. súrlódás = min. P) félkör: zárt csatorna trapéz: szabályos hatszög fele elméleti: ρ-tól függ gyakorlati: keskeny, mély meder, ρ 1 (0.8..) rézsűhajlás függ: rézsűállékonyság helyigény biztonság összetett szelvények vízszállítás széles határok között mederalak megváltozása: fokozatosan, lehetőleg ívesen, szűkítés rövidebb, bővítés hosszabb Csoma: Vízépítés 10 Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 5

6 Mederanyag Jellemzői: Víz-meder súrlódás : k simasági tényező Q lineárisan függ k-tól! Q A k R S Burkolatlan burkolt meder k, m 1/ /s FÖLDMEDER kötött anyagú, sima, egyenest 60 közepes kavics 40 Kavics, homok, agyag, erősen benőtt 0-5 SZIKLAMEDER Közepes kőtörmelék 5-0 Durva, egyenetlen 15-0 FALAZAT téglafal, gondosan fugázva 80 Durva kőburkolat 50 Kőburkolatú rézsű,homokos-kavicsos fenék BETONCSATORNA Cementsimítás 100 Régi betonozás egyenetlen felszínnel FA CSATORNA Új, sima 95 Régebbi csatorna FÉM CSATORNA Új öntöttvas cső 90 Szegecselt cső, szegecs nem süllyesztett TERMÉSZETES MEDREK Stabil, egyenletes meder 40 Kissé benőtt 0-5 Görgeteges 0 Erős hordalékmozgással 8 Vízmosás durva görgeteggel Csoma: Vízépítés 11 v k R S Maximális sebesség kimosódás ellen Függ: mederanyag szemcseméret, benőttség mélység Határsebességek és R A P Minimális sebesség: kiülepedés ellen a mederben keletkező vagy odavitt hordalék növényzet gyorsítja a kiülepedést Határsebesség, m s Talajnem Felső Alsó Duna-kavics Murva Durva homok Finom homok Agyagos homok, homokliszt Homokos agyag, lösz Agyag Iszap Növényzettel benőtt A burkolat anyaga v max, m/s Betonba üledékes rakott kő eruptív Helyben csömöszölt beton Előregyártott betonlap Csoma: Vízépítés 1 Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 6

7 Burkolatot érő terhek és hatások víznyomás (1 v. oldalú) vízerózió hordalék mozgása hullámzás vízszintingadozás (term./mesterséges) jégnyomás (stat./din.) csapadék szivárgás alépítmény mozgása növényzet hatása kémiai hatások Burkolatok I. Burkolat részei Fenékburkolat partburkolat kialakítás szempontjai: Lehet vízáteresztő vagy vízzáró Vízzáró: ált. lokális állékonyság : egyenletes felfekvés (rideg, merev, nagytáblás burkolatok??) egyenetlenség: aláüregelődés, fagylencse, duzzadás, zsugorodás burkolat mögött szint meder vízszint ágyazat és víztelenítése szivárgó támasztóborda ágyazat padka lezáró borda támasztóborda Csoma: Vízépítés 1 Burkolatok II. betonlap betonelem gyeprács Csoma: Vízépítés 14 övárok burkolat típusok Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 7

8 Burkolatok II. burkolat típusok terméskő kőmatrac Csoma: Vízépítés 15 Burkolt- burkolatlan szakaszok I Csoma: Vízépítés 16 Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 8

9 Burkolt- burkolatlan szakaszok II Csoma: Vízépítés 17 Rendszeres: Kaszálás Növényzet ápolása Iszaptalanítás Burkolat ellenőrzés/tisztítás Műtárgyak ellenőrzése Eseti Árvíz után Tartós jég után Extrém nagy csapadék után Természetes és mesterséges akadályok eltávolítása Ember okozta károk Fenntartás Csoma: Vízépítés 18 Szakmérnöki Képzés Szakmérnöki Képzés 9