HEGY- ÉS DOMBVIDÉKI VÍZKÁRELHÁRÍTÁSI CÉLÚ TÁROZÁS TERVEZÉSI TAPASZTALATAI

HEGY- ÉS DOMBVIDÉKI VÍZKÁRELHÁRÍTÁSI CÉLÚ TÁROZÁS TERVEZÉSI TAPASZTALATAI Magyar Hidrológiai Társaság XXXIII, Országos Vándorgyűlés Szombathely 2015. Július 1-3. ROSZA PÉTER

Katse Dam in Lesotho

HELYÜNK A VILÁGBAN (TÁROZÁS) Dombvidéki tározók száma Magyarországon 1 - ÉDUVIZIG, Győr 209 2 - KDVVIZIG, Budapest 157 4 - KÖDUVIZIG, Székesfehérvár 498 5 - DÉDUVIZIG, Pécs 610 6 - NYUDUVIZIG, Szombathely 179 8 - ÉVIZIG, Miskolc 113 ÖSSZESEN: 1.766 WCD: World Commission on Dams ICOLD: Intarnitonal Commission on Large Dams 800 000 völgyzárógátat tart nyilván, amiből több mint 50 000 nagy gát.

GÁTAK, TÁROZÓK OSZTÁLYOZÁSA Gátmagasság szerint: alacsony gát: 0 5 m közepes gát: 5 10 m (15 m!) nagy gát: 10 m fölött (15 m!) major dam: 150 m fölött legmagasabb: ~300 m! Tározott vízmennyiség szerint: mikro tározó: 100 ezer m 3 -ig kis tározó: 100-500 ezer m 3 közepes tározó: 500 ezer 3 M m 3 NAGYGÁTAK nagy tározó: 3 millió m 3 fölött Magyarország: 10 alatt Románia: 245 db Kína: 23 000 db India: 4900 Ausztrália: 500 Törökország: 610 Pakisztán: 150 Spanyolország: 1200 Egyesült Királyság: 570 Olaszország: 570 Franciaország: 550 Norvégia: 370 Svédország: 190 Európa: 7000

Felmérés a meglévő dombvidéki tározókról VIZIG ÉDUVIZIG, Győr KDVVIZIG, Budapest KÖDUVIZIG, Székesfehérvár DÉDUVIZIG, Pécs NYUDUVIZIG, Szombathely ÉVIZIG, Miskolc Átlagos jellemzők* Felszín Térfogat [ha] [1.000 m 3 ] n min. max. összesen n min. max. összesen 140 0,01 219 713 131 0,10 2500 10440 145 0,01 1000 2456 150 0,15 4410 38049 483 0,10 654 7495 483 0,20 7975 100194 606 0,01 479 8073 605 0,01 9338 110071 171 0,20 390 2908 172 0,60 8100 44482 111 0,08 225 2717 112 1,03 6460 60288 1656 24361 1653 363525 Megjegyzések: * a szúrópróbaszerűen ellenőrzött adatszolgáltatásból, a hiányzó adatok kihagyásával

Magyarországi dombvidéki tározók Összesen tehát 1766 db tározó, mintegy 25 000 ha felülettel, és mintegy 365 millió m 3 térfogattal, amiből 154 millió m 3 árvízi célú (célok, térfogatok, változnak)! (Ez a 365 millió m 3 térfogat 1980-ban 500 millió m 3 volt.) Jelentősebb tározóink: Hasznosi: 1985 1,7 + 0,2 millió m 3 27,5 m Lázbérci: 1970 5,4 + 0,8 millió m 3 19,3 m Csór-réti: 1977 1,0 millió m 3 27.0 m Köszörűvölgyi: <1,0 millió m 3 23,0 m Markazi: 1968 6,4 + 2,3 M m 3 16,0 m Rakacai 1962 5,5 millió m 3 8,0 m Fehérvárcsurgói: 1972 5,25 + 9,0 M m 3 14,5 m Pátkai: 1975 7,85 millió m 3 Zámolyi: 1971 4,5 + 3,3 millió m 3 Gór-Bő 8,1 millió m 3 MAL X. kazetta 1997 5,3 millió m 3 27,0 m

A Dombvidéki tározás céljai 1. Árvízi (vízkárelhárítási) / zöld tározó üres tározó 2. Vízkivételi (vízhasznosítási) 3. Állandó 4. Energia Rekreáció halastó horgásztó Természetvédelem Állandó, Csúcsüzem Ivóvíz Öntözés mezőgazdaság ipari: hűtő, mosó, technológiai, egyéb Természetvédelem 5. Egyéb 6. Komplex Zagytározó ipari Hordalék A célok határozzák meg a helyet és a méretet Árvízi célú méretek: 50 100 ezer m 3 : kicsi / 50 ezer alatt nagyon kicsi, Érdemes? néhány 100 ezer m 3 : helyi érdekű árvízi 1 millió m 3 : itt kezdődik a térségi árvízi cél / 50 km 2 vízgyűjtő terület ~10 millió m 3 : Magyarországon ez a maximum Gátmagasság: 5 27,5 m között

MÉRNÖKI FELADATOK Tározási lehetőségek értékelése (nagyobb vízgyűjtőn): meglévők vizsgálata, újak keresése (már korábban nyilvántartott, teljesen új) Egy kisebb részvízgyűjtő, adott völgy, vízfolyásszakasz vizsgálata vagy egy település árvízvédelmének megoldásai Részfeladatok: Hidrológiai vizsgálat Hidraulikai hatástanulmány modellezés Határokon átnyúló hatások Üzemeltetési hatások Méretszámítás (célszelvényre / szakaszra) magányos tározóra, rendszerre Megvalósíthatóság (létjogosultság, értékelés) Kockázatszámítás Igények teljes körű felmérése (hosszú távra becslés) Vízkészletek vizsgálata (klímaváltozási forgatókönyvek alapján távlati becslés) Vízgyűjtő vizsgálata (domborzat, anyag, alak, vízjárás) Tározótér vizsgálata (domborzat, geológia) Elzárás szelvényének vizsgálata (statikai és szivárgás)

ELŐKÉSZÍTŐ MUNKA, MEGFELELŐ KONCEPCIÓ KIDOLGOZÁSA ELENGEDHETETLEN Igények, célok tisztázása időben változik(!) } Társadalmi hozzáállás (PR jelentősége) Hidrológia + vízminőség Geodézia Geológia } Talajmechanika Alapozás Hordalék Táji elemek, tájba illesztés, örökségvédelem Infrastruktúra (meglévő, távlati) Távlati fejlesztések, tervek Természetvédelem Költségek! Típus, Hely, Méret, gátmagasság

TÁROZÁSI HELYEK KERESÉSE vízkár-elhárítási szempontból Megfelelő völgy(ek) kiválasztása szűkületek fölöttük lévő méreti lehetőség (V-H, A-H görbék) völgy hossza, esése, növényzete völgyben található meglévő infrastruktúra, építmények ÉRTELME: alsó szakasz értéke, többi tározó helye (helyi érdek teljes vízgyűjtő szempontjából megfelelő) Kockázatok Irányadó számok: 50 km 2 1 millió m 3

CÉLOK - MÉRETEK 1. Árvízi: Q p%, V p% - Q max cél V 1 árvízi 2. Vízhasznosítás: Q átl, V átl, Q haviátl, Q havimin. V 2 hasznosít Vízminőség, Q ki jellege, Q alvízi elvárás 3. Állandó: vízmérleg: Q be + Cs + Q hozzá V 3 állandó (éves, havi), vízminőség P E = Q el 4. Energia: lásd vízhasznosítás, Q ki =0 V 4 energia 5. Egyéb: zagy, hűtő, szenny, hordalékf. V 5 iszapolódás 6. Komplex: V k = V i V k < V i Egybeesési valószínűség Előürítési lehetőség Egy cél korlátozásának lehetősége

ÁRVÍZI MÉRETEZÉS

Mindennemű hidrológiai méretezés alapja: az ADAT Ha nincs adat: empírikus módszerek Statisztika - Eloszlásfüggvény Csermák Kollár Racionális Ven Te Chow - Wisnovszky OVF2001 - Koris

Vízhozam (m 3 /s) A Szuha-patak Ecsegi szelvényében a mértékadó vízhozamok (nagyvízhozamok) mért vízhozam-adatsor alapján a Fréchet eloszlás szerint a következők: NQ 10% (10 éves gyakoriságú) = 24,6 m 3 /s NQ 1% (100 éves gyakoriságú, mértékadó) = 45,0 m 3 /s NQ 0,5% (200 éves gyakoriságú) = 54,0 m 3 /s NQ extrém1% (100 éves gyakoriságú, extrém) 99,06 m 3 /s NQ extrém0,5% (200 éves gyakoriságú, extrém, mértékadó) 144,81 m 3 /s A tározó hatása által csökkentett NQ extrém0,5% = 24,6 m 3 /s 160 Szuha patak-ecseg. (A=97 km 2 ) A 0,5%-os és az 1,0%-os valószínűségű árhullámok, mint tervezési árhullámok (észlelési adatok alapján). 140 120 p=1% p=0,5% 100 80 60 40 20 0 15 20 25 30 35 40 Idő, (óra)

LUKÁCSHÁZI-TÁROZÓ

VÍZFOLYÁSRENDEZÉS

Nagykökényesi árvízi tározó Szelvény: Bér-patak 8,6 fkm Vízgyűjtőterület: 171 km 2 Zöld tározó: V = 2,1 millió m 3 Vízfelület: 108 ha Hatása a torkolatnál: 30 cm (1%-os érkező árhullámnál) Költség: 323 millióft

Terpesi árvízi tározó Korábbi elképzelés: Szelvény: Tarna 69,81 fkm Komplex hasznosítás: V = 13,2 + 4,4 = 17,6 millió m 3 Költség mai áron: ~3 milliárd Ft Tervezett tározó: Szelvény: Tarna 75,95 fkm Vízgyűjtőterület: 280 km 2 Zöld tározó: V = 2,5 millió m 3 Vízfelület: 148 ha Hatása a Tarna torkolatnál: 10-20 cm (1%-os érkező árhullámnál) Költség: 213 millióft

2.37 Laskó-Tisza-Zagyva-Tarna közi 2.38 Tarna-Tarnóca közi 2.39 Tarnóca-Tarna-Bene közi 2.40 Bene-Tarna-Gyöngyös közi 2.41 Gyöngyös-Tarna-Ágó közi 2.42 Borsóhalmi 2.43 Székeséri 2.44 Jászfényszarui 2.45 Petőfibányai 2.46 Lőrinci 2.47 Boldogi 2.48 Jászberényi 2.49 Jánoshidai 2.50 Szolnoki ZAGYVA-TARNA VÍZGYŰJTŐ Terület: 5667 km 2 174 település 10 város K D V V I Z I G BUDAPEST SZOLNOK É V I Z I G K Ö T I V I Z I G MISKOLC 14 db ártéri öblözet 850 km 2 (15%) 31 település Népesség: 131 450 Kockáztatott vagyon: Lakásállomány: 84 E Ipari vagyon: 56 Mrd Mezőgazd.: 12 Mrd Infrastrukt.: 26 Mrd Egyszeri elöntés Eseménykár: 60 Mrd

MEGLÉVŐ TÁROZÓK VIZIG Részvízgyűjtő KDVVIZIG Felső- Zagyva Meglévő tározók száma (db) Üzemi térfogat összesen millió (m 3) Üzemin felüli árvízi térfogat összesen millió (m 3) Árvízvisszatartási hasznosítási cél megjelölve (db) 200 E m 3 -nél nagyobb árvízi térfogat (db) 33 19,715 9,328 9 10 ÉVIZIG Tarna 25 19,184 5,063-8 KÖTIVIZIG Alsó-Zagyva 9 0,947 - - - Összesen: 67 39,846 14,391 9 18 Jelentős árvízvédelmi tározók: TARNA Markazi-tározó: 10,2 M m 3 (1,9 M ) ZAGYVA Maconkai-tározó: 1,77 M m 3 (1,14 M) Tarján-pataki (Kisterenyei): 2,67 M m 3 (2,32 M) Mátraverebélyi-tározó: 1,68 M m 3 (1,68 M)

A FELSŐ-ZAGYVA ÁRVÍZI TÁROZÓI Üzemi Térfogat (m 3 ) Árvízi Térfogat (m 3 ) Teljes (m 3 ) Maconkai 630 000 1 140 000 1 770 000 Árvízi célon kívüli egyéb használat vízellátás, horgászat Tarján pataki 350 000 2 317 000 2 667 000 Vízminőség szabályozás Mátra verebélyi 0 1 680 000 1 680 000 nincs Hasznosi 1 910 000 190 000 2 100 000 ivóvízellátás

A Mátraverebélyi zöld tározó A Maconkai-tározó alvize különböző árvízi helyzetben

A Tarján-pataki-tározó Hasznosi-tározó

ELŐMUNKÁLATOK Helyi szakemberekkel való ismételt, közös bejárás Geodézia (az adott tervezési technikának megfelelő), Földhivatal Geotechnikai feltárás, talajmechanikai szakvélemény Anyagnyerőhelyek felkutatása, feltárása geotechnika, talajtan, művelési ág, távolság-megközelíthetőség tulajdonviszonyok, régészet Talajtani szakvélemény Botanikai-zoológiai felmérés (ha kell EVD mindenképpen) Előzetes egyeztetés a szakhatóságokkal ha szükséges közös helyszíni bejárás Közműkezelőkkel való egyeztetés (ezek már fizetősek!)

SZAKHATÓSÁGOK, KÖZMŰKEZELŐK Vízügyi Igazgatóság (nem hatóság) Környezetvédelmi Felügyelet (KÖFE) - Kormányhivatal, Vízügyi hatóság (Katasztrófavédelem) Katasztrófa?! Nemzeti Park! (nem hatóság) {helyi civil(zöld szervezetek!} ÁNTSZ FM MgSzH (Kormányhivatal) Földhivatal(ok) Erdőfelügyelet (Kormányhivatal) Közlekedési Felügyelet (megyei MK, NKH, KKK) Hírközlési Felügyelet Kulturális Örökségvédelmi Hivatal (Kormányhivatal) Érintett önkormányzatok Katasztrófavédelem Honvédség, esetleg Határőrség Bányakapitányság (anyagnyerés) (Kormányhivatal) A területen működő közműkezelők (gáz, víz, csat.,elektr.,hírk.) Érintett objektumok kezelői (utak, földutak, csatorna, öntözés)

TERVEZÉS Beavatkozások eldöntése I.: prekoncepció (tanulmány alapján) Az előmunkálatok értékelése: Geometriai, állékonysági vizsgálatok altalaj és rézsűállékonyság (elcsúszásvizsgálat), szivárgásvizsgálat VH-, AH görbék, mintakeresztszelvények, vázlattervek Beavatkozások eldöntése II. Egyeztetések Anyagnyerőhelyek Kisajátítás (tényleges, szolgalom, bejegyzés) Természeti érintettség Egyéb beépítettség Részletesebb tervek, QH görbe Beavatkozások eldöntése III. Állékonyság! GÁT SZERKEZETEK Szivárgás Vízzáró elemek szivárgó elemek Süllyedés ALAPOZÁS Burkolatok korona rézsű Műtárgyak Bekötések HIDRAULIKA Alvíz meder Alagút (rohanó víz?) Torony Bukó Árapasztó Vészárapasztó HORDALÉK

LÉTESÍTMÉNYEK - FUNKCIÓK GÁTAK Elzárógát, oldalgát, körgát, előgát (építés), hordalékfogó gát MŰTÁRGYAK Fenékleürítő Vízkivételi } Központi (egyesített) Árapasztó torony - járható Alagút (monolit, cső) Vészárapasztó oldalcsatorna (füves, burkolt) oldalbukó + surrantó homlokbukó körbukó (torony) morning glory Energiacsillapító Hordalékfogó gát, egyéb gátak műtárgyai Elzárások (kézi gépi) Uszadékfogó - gereb

GÁT Magasság: H árvízi + ΔH Szintek: holttér minimális üzemi árvízi katasztrofális hullám biztonság Anyag: Egynemű (homogén): agyag (+ szivárgó) Szerkezetes: kötött szemcsés szivárgó szűrő szigetelőréteg agyagék, résfal, szádfal, kút Szintén egynemű: szemcsés + szigetelő paplan! Anyagjellemző (kötött): folyási határ, plasztikus index, szervesanyagtart., diszperzitás, összenyomódási modulus, k-érték, víztartalom. (szemcsés): szemeloszlás (iszap/agyagtartalom), egyenlőtl. mutató Süllyedések Üzemeltetés Vagyonvédelem Túlméretezés bizonytalanság az adatokban Mit hoz a jövő? hidrológia - funkció biztonság - pl. üzemeltetés

Süllyedések fontossága

A GÁT MAGASSÁGA H árvízi + H H árvízi Q p% p = 1% H Max + ½ H 10 m felett, vagy 1 M m 3 felett P = 0,5 % Kivételes: P = 0,1 % H = c + h v c = 0,5 3 M m 3 felett, P katasztrofális hullámmagasság: h v = f(h, L, v) hullámfelfutás: h f = f(k, α, h v ) H < 5 m H min = 1,0 m (0,8 m) 5 m < H < 10 m H min = 1,3 m H > 10 m H min = 1,5 m (1,6 m) + H süllyedés! EGYÉB GEOMETRIA min = 2,5 10 m fölött kötelező padka alkalmazása b > 0,25 * H árvízi b > 1,65 H b > 3 m

Törvények, rendeletek: 1995. Évi LIII. Törvény: Környezetvédelmi törvény 18/1996 KHVM rendelet: Vízjogi létesítési eljárás dokumentációja 147/2010 (IV. 29.) Korm. rendelet (OVSZ utóda!) 30/2008 (XII. 31.) KvVM rendelet: Vizek hasznosítását szolgáló, kártételei ellen szolgáló létesítményekre vonatkozó műszaki szabályok 94/2007 KvVM rendelet: Kiemelt vízi létesítmények rendszeres megfigyelése 80/2008 FVM rendelet: Talajvédelmi terv 314/2005 Kormányrendelet: környezeti hatásvizsgálatok Szabványok, műszaki irányelvek MSZ-10 301-81: Árvízvédelmi földművek MSZ-10 303-81: Vízépítési műtárgyak MSZ-10 422-85: Állékonysági vizsgálatok MSZ-10 429-84: Gátak terhelései és biztonsága MSZ 15002 15029: Erőtani tervezés (földművek, magasépítmények) MSZ 15219 15227: Vízépítési műtárgyak MSZ-15290: Földművek: Tömörségi előírások, anyagok MSZ-15292: Árvízvédelmi gátak biztonsága MSZ-15295: Töltések és altalaj vizsgálata MSZ-15305: Vízépítési műtárgyak elzárószerkezetei MSZ-15317: Vízi biotechnika VMS-113-72: Hegy- és dombvidéki vízfolyások MSZ-15670: Hágcsók

Van-e szabvány kimondottam (dombvidéki) tározókra? EUROCODE 1-3: Erőtan EUROCODE 7: Geotechnika EUROCODE 8: Földrengés Nagy gátak világszervezetének ajánlásai Szakirodalom KOKOWIN Pl.: Tározási kézikönyv OVH 1975 Dombvidéki tározók Műszaki kiadó 1966 (!) Koris: Árvízszámítási segédlet OVF 2001

RÉZSŰÁLLÉKONYSÁG I. Síkcsúszólap n= 1,84 (általános) n= 1,39 (földrengés) 48

RÉZSŰÁLLÉKONYSÁG II. Körcsúszólap n= 0,99 (általános) n= 0,81 (földrengés) 49

RÉZSŰÁLLÉKONYSÁG III. Körcsúszólap n= 2,16 (általános) n= 1,59 (földrengés) 50

RÉZSŰÁLLÉKONYSÁG IV. Körcsúszólap n= 1,81 (általános) n= 1,35 (földrengés) 51

RÉZSŰÁLLÉKONYSÁG V. Körcsúszólap n= 2,05 (általános) n= 1,43 (földrengés) 52

Tervezett vészárapasztó helyszínrajz 54

Tervezett vészárapasztó Hossz-szelvény 55

NŐTINCSI-TÁROZÓ

DOMBVIDÉKI TÁROZÓK

Tervezett gát mintakeresztszelvénye Tervezett műtárgy hosszmetszete 67

Egy esetlegesen előforduló katasztrófahelyzet vizsgálata A xxxxxxxxx Elöntés a legkedvezőtlenebb esetben: A különböző változatok szuperpozíciója 72

JAVASLATOK Eorocode7: Legyen egy Nemzeti melléklet gátakra való értelmezés Hidrológia továbbfejlesztése: OVF 2001 OVF 2015! Túltervezés Extrém hidrológia Tározó illetve Gát kataszter létrehozása - Kockázatkezelés Hordalékolódás vizsgálata visszacsatolás a tervezőknek ÉPÍTSÜNK TÁROZÓKAT! (persze csak oda, ahol van értelme) Köszönöm a figyelmet!