Vízépítő Kör Mura-völgyi szakmai kerékpártúra 2009. július 20-24. 0
Előszó Európában, az utóbbi évtizedben a turizmus is a hanyatló iparágak közé tartozik. De van olyan szelete, melynél ellentétes folyamat figyelhető meg: ez a kerékpáros ország- világjárás. A biciklieladások folyamatosan nőnek, gőzerővel építik a kerékpárutakat, és a gazdagabb országokban a fáradt utasok kiszolgálásával (motelek, éttermek) is egyre jobban törődnek. Ausztriában, csak a burgenlandi tartományban 2500 km bicikliút épült. Mindez azért történik, mert biciklizni jó! Sőt, az ember közben szabadnak érezheti magát. Eljuthat A pontból B-be. Olcsón, és viszonylag kevés energia befektetéssel közlekedhet. Ezen indokok arra sarkallnak, hogy az Építőmérnöki Kar hallgatóit a lehető legtöbb alkalommal nyeregbe kényszerítsem, és olyan programokat szervezzünk, amelyeken a kellemes a hasznossal könnyen összeköthető. Gurulva tanulhatunk. 2009 nyarán az Osztrák Magyar Akció Alapítványnál elnyert pályázatunk tette lehetővé, hogy tizenheten a Vízépítő Kör tagjaival bejárhattuk a Mura-folyó vidékét. Meglátogathattunk számos olyan létesítményt, mely a vízépítő mérnök munkájával kapcsolatos a tervezés, kivitelezés és üzemeltetés szintjén, ám hazánkban ilyenek nem épültek. A szakmai túrán szerzett tapasztalatainkat és élményeinket gyűjtöttük csokorba ebben a füzetben, bizakodva hasonló jó túrák létrejöttében, és hogy mások is kedvet kapnak a pihenve-sportolás, tanulva-nyaralás élvezetére. Hajnal Géza - 1 -
Mixnitz-i duzzasztómű és erőtelep Kedden reggel a tervezetnek megfelelő időben - egy kiadós reggelit követően - elindultunk szállásunkról. Utunk kelet felé vezetett Deutschfeistritz-en keresztül, majd ezt követően a Mura menti bicikli úton haladtunk egészen Frohnleiten-ig. Útközben több példásan rendbe tartott kisebb településen és festői hegyvidéki tájon haladtunk át, többek között Frohnleiten főterén is. 1. kép: Rabensteini vár 2. kép: Frohleiten főtere Ezt követően tovább haladtunk a bicikliúton majd egy kereszteződéshez értünk, ahol a táblákat nem egyértelműen helyezték el: és ez tévútra vezetett minket a hegyekbe, ahol miután elértük az útszakasz legmagasabb pontját, egy kisebb vízfolyás mellett megálltunk pihenni. Ezután megtaláltuk a helyes irányt és a tervezetnél kicsit később, de megérkeztünk aznapi első úti célunkhoz a mixnitz-i duzzasztóműhez, ahol találkoztunk Herr Knoll-lal, aki a helyi vízügynél dolgozik és vállalta az idegenvezetésünket. 3. kép: Pihenő - 2 -
A mixnitz-i duzzasztómű 1931-ben épült a Mura folyón. A vízerő hasznosítása egy üzemcsatornán keresztül történik, a duzzasztómű visszaduzzasztja a folyó vizét, ezzel szabályozzák az üzemvízcsatorna vízszintjét. A csatorna végén találhatóak a Kaplan turbinák, amiket az átfolyó víz hajt meg, majd a turbinák mozgási energiáját a generátor alakítja át mechanikai energiává. A szerkesztési esés 12 m, a turbinák teljesítménye 18 MW. A duzzasztás egy csőrös hengeres gáttal történik. A hengeres elzárógátak szerkezete egy henger alakúra kiképzett test, mely a pillérek két oldalán elhelyezett síneken, a hengeres gát két végére erősített fogaskoszorún gördül. Mozgathatósága kedvező, a henger képes felvenni a torziós erőket, így egyoldali mozgatása is lehetséges. A csőrős kialakítás előnye, hogy a gát emelésekor az átáramló víz könnyen leválik a csőr végén, valamint nincsenek 4. kép: Hengeres gát (alsó átfolyás) káros szívási és rezgési jelenségek. A víz átbukása ennél a típusnál lehetséges mind a gát alatt, mind pedig felette. A felső átbukásnál energiatörők teszik egyenletesebbé az átbukó víz áramlását. A duzzasztómű mellett épült egy hallépcső is, mely a halak vándorlását segíti az alvíz és felvíz között, ugyanis a halak nem tudnák leküzdeni a duzzasztóműnél kialakuló mintegy 12 m-es magasságkülönbséget. Az itt kialakított halközlekedő elején egy beton medencesoros hallépcső van, amit egy természetes módon kialakított hallépcső követ. Mind a két résznél nagy figyelmet fordítottak a megfelelő vízsebesség biztosítására, valamint a halak számára leküzdhető küszöbmagasságok kialakítására. 5. kép: Hengeres gát (átbukás, mozgatószerkezet) - 3 -
Idegenvezetőnk, Herr Knoll kérdésünkre elmondta azt is, hogy jó kapcsolatot ápolnak a hidrobiológusokkal, akik figyelemmel kísérik a hallépcső működését és az áthaladó halak fajtáját és mennyiségét. 6. kép: Medence soros hallépcső 7. kép: Természetes kialakítású halút Zlatteni duzzasztómű és erőtelep A mixnitzi duzzasztómű megtekintése után É-i irányban folytattuk utunkat. A következő állomás a Pernegg település közelében található erőtelep lett volna, azonban eddigre már úgy belejöttünk a biciklizésbe, illetve Herr Knoll részletes, ámde német útbaigazítását nem megfelelően követve kissé túlhaladtunk a célon (persze ezzel is reprezentálva fáradhatatlanságunkat és 8. kép: Kettős kampós elzárás sportolni vágyásunkat). Így viszont volt szerencsénk megszemlélni a Murán épült legrégebbi duzzasztóművet. 1927-ben építették, és az időrőlidőre végrehajtott felújítási munkálatoknak köszönhetően még a mai napig jó állapotban van. - 4 -
9. kép: Zlatteni duzzasztómű Itt a mixnitzihez hasonlóan üzemvízcsatornás elrendezésű vízerőhasznosítás történik, ennek a rendszernek az egyik eleme ez a duzzasztómű, amely az üzemvízcsatorna kezdetén helyezkedik el, célja annak vízszintjének szabályozása. Megfigyelhettük a gerebtisztító berendezést, illetve a vízszintes tengelyű turbinához is beengedtek minket. A főelzárás kettős kampós megoldáshoz hasonló elven történik, mozgatás Gall-lánccal. A két tábla egymástól függetlenül is mozgatható. Ottjártunkkor az egyik elzárásnál alsó, a másiknál pedig felső vízátbocsátás történt. Az alsó átvezetés a nem sokkal azelőtt hullott nagy mennyiségű csapadék levezetésére szolgált, ugyanis alul nagyobb vízmennyiséget tudnak átvezetni. A másik elzárónál a billenőlap állításával az átbukó víz mennyiségének finomszabályozására nyílt lehetőség. 10. kép: A jól megérdemelt ebéd - 5 -
Ezt követően szállásunk felé vettük utunkat (50 km-re voltunk tőle), majd egy útbaeső és Herr Knoll által nagyon ajánlott vendéglőbe tértünk be ebédelni (délután fél 4-kor). Jó páran megízleltük a jelek szerint helyi specialitásnak számító, általunk 11. kép: Bike, Bike Mountain Bike csak palacsintalevesnek keresztelt ételt, azaz zöldségleves ízű, palacsintatésztával jelentősen elrontott (bár ez csak magánvélemény) levest. Ezt követően pedig egy kedves osztrák gitáros derített minket még jobb hangulatra Bike, Bike Mountain Bike kezdetű és hasonlóan fülbemászó nótákkal, kérve, hogy a refrént énekeljük vele. Ezt néhányan közülünk nagy lelkesedéssel teljesítették is. Peggau-Deutschfeistritz és Friesach A szerdai napon, miután kiköltöztünk a szállásunkról, felmálházva a Peggau melletti vízerőművet látogattuk meg. Ez az erőmű Deutschfeistritz-től kicsit északabbra található a Mura jobb partján, a kerékpárút mellett. Nem lehetett eltéveszteni, ugyanis egy embermagasságú Kaplan-turbina van kiállítva az épület előtt. Az erőtelep egy üzemvízcsatorna vize segítségével termel elektromos áramot, amely a 2,5 kilométerrel feljebb levő adriach-i duzzasztóműtől indul ki festői környezetben. A csatorna vége és a Mura között elvileg 13,9 m a szintkülönbség. Mielőtt a turbinákat eléri a víz, egy rácson keresztül megy át, 12. kép: Peggaui vízerőmű - 6 -
hogy a lapátokra káros uszadék kiszűrődjön. A rácsszemetet egy automatizált rácstisztító szerkezet távolítja el. A famentes vízből hasznosítja a csatorna vízhozamát a két állítható lapátú Kaplan-turbina, amelyek egy év alatt körülbelül 84 millió kwh-át termelnek. Nem egy hatalmas erőmű, azonban a sógorok tudják, ha nem akarnak atomerőművet építeni, akkor sok kisebb és zöldebb erőmű kell kiváltásához. Miután idegenvezetőnk megmutatta a villamosenergia-termelés fontos helyszíneit, továbbkerekeztünk a következő állomásunkhoz a 3,5 kilométerre levő friesach-i műtárgyhoz. Ez egy többfunkciós műtárgy, ugyanis duzzasztó, erőmű, gyalogoshíd, és hallépcső található egy helyen. Abban különbözik a peggau-i műtárgytól, hogy itt az egész folyó vize a turbinákon keresztül áramlik át, így több áramot lenne képes termelni ugyanakkora szintkülönbséggel. Elvileg. Itt a vízlépcső nagysága csak a fele az előzőhöz képest 7 méter, így csak 60 millió kwh az évi termelés nagysága. Itt két újfajta Kaplan-csőturbina forog a lezúduló vízben. A Mura vízhozama 104 m 3 \s. A duzzasztást három darab szegmensgát teszi lehetővé, ezek tetején billenőtáblák vannak. Ez azért jó, mert árvíz esetén a szegmensgátat 13. kép: Frieasachi duzzasztómű és vízerőtelep teljesen ki lehet emelni a hatalmas hidraulikus emelőkkel, így az ár levonulását kevésbé akadályozza, a billenőtáblákkal pedig a duzzasztás mértékét lehet finomhangolni. A turbinát és a generátort itt is rács védi, amit itt egy ember tisztít egy kis markoló segítségével. Itt hangzott el egy érdekes információ is: egy év alatt hét erőműnél tízezer m 3 uszadékot fognak, amit kiszárítás után komposztálnak vagy újrahasznosítanak. Miután megtekintettük itt is a - 7 -
fontosabb helyeket (irányítóterem, turbinaterem, gátak), a hallépcső következett. A 200 méter hosszú hallépcső célja a halak vándorlásának biztosítása a folyón, mivel a gát útban van nekik. Itt a halak úgy közlekedhetnek, mint egy patakon, mert a hét méteres esés szét van osztva maximum húsz centiméteres lépcsőkre. A sekély víz felmelegedését fák árnyékával tudatosan akadályozzák. Idegenvezetőnk megemlített egy érdekes dolgot: egy tudományos kutatás folyik az erőműépület tetején. Termőföldet terítettek a tetejére, és azt figyelik meg, hogy egy teljesen új földdarabon, amit nehéz megközelíteni, milyen növények telepednek meg. A terület emberi beavatkozástól mentes, így csak a levegőből tud érkezni a flóra és fauna. A kétnapi idegenvezetést itt köszöntük meg Knoll úrnak, aki egy kis hungarikumot kapott tőlünk: egy erős paprika fűzért. Stübing Biciklitúránk harmadik napján, az utolsó megtekintett murai vízlépcső után elindultunk Stübing felé, ahol a környék egyik legnagyobb skanzenjét terveztük végigsétálni. A három nap alatt először végre dél felé indultunk el a Mura mentén, így a szintkülönbségek is jobban elviselhetők voltak. Bő egy óra kerékpározás után a legnagyobb déli melegben meg is érkeztünk a skanzen bejáratához. Itt csatlakozott hozzánk küllőit vesztett társunk. Rövid pihenés után elindultunk a szabadtéri múzeum felfedezésére. Maga a skanzen egy erdővel borított völgyben fekszik, ahol találkozhatunk az osztrák paraszti kultúra gyökereivel; korabeli életmóddal, foglalkozásokkal. Láthattunk parasztházakat, iskolát, malmokat, műhelyeket, korabeli 14. kép: A skanzen bejárata vegyesboltot. Vízépítő Kör lévén nem kerülhette el a figyelmünket a völgyben csordogáló patak hasznosításának különféle módjai. Miután megnéztük a múzeumot, útnak indultunk Graz felé. Elfoglaltuk aznap esti szállásunkat és elindultunk a régi városrészbe éttermet keresni. - 8 -
15. kép: Néhány látnivaló Stübingben Grazi vízművek Éjszakába nyúló muraparti beszélgetés, majd némi alvás után ránk virradt a meleg, csütörtöki nap. Hét óra körül egyre több ismerős arc vette körül a reggeli svédasztalt, ki-ki előre gondolkodott és egy adag szívet dobogtató kávét is töltött magának. Csatlakozott hozzánk Dr. Vasvári Vilmos, aki a túra szervezésében mindvégig nagy segítségünkre volt. 16. kép: Előadás a vízműveknél - 9 -
A bőséges reggeli után újfent nyeregre szálltunk és célba vettük a grazi vízművet. Itt csatlakozott hozzánk néhány osztrák diák, akik ott töltik nyári gyakorlatukat. Mint mindenhol, itt is nagyon szívesen és kedvesen fogadtak. Először Graz víz- és ivóvízellátásáról, vízkészleteiről, csatornarendszeréről illetve a vízmű fejlesztéseiről hallgattunk előadást Helmut Wernertől, majd betekintést nyertünk számítógépes irányító és fejlesztő rendszerükbe. Sok érdekes és meglepő információval is elláttak, például hogy az elmúlt foci EB ideje alatt a vízfogyasztás hogyan alakult - a meccsek szünetében akár a háromszorosára is nőtt a meccsek alatti vízfogyasztáshoz képest. Egy másik érdekes dolog, hogy Grazban és környékén a legtöbb víz tavasszal fogy, ugyanis akkor töltik fel a medencéket, ami jelentősen megnöveli a vízfogyasztást. 17. kép: Csápos kutak Ezt követően szemügyre vettünk egy csápos kút modellt, majd eltekertünk annak valódi másához, ahol lehetőségünk nyílt belenézni az aknába. A vízművektől alig néhány percre lévő talajvízdúsító medencéket is megnéztük, két fajta medencetípust láttunk. Egyik a homokos-aprókavicsos medence, másik természetes növényzettel betelepített 18. kép: Talajvízdúsító, Helmut Werner is velünk kerekezett 10 - -
medence. Nagy örömünkre megtudtuk, hogy azt a folyamatot, amit ők mesterségesen próbálnak megoldani, az nálunk a Duna mentén természetesen működik. Ugyanitt bemutattak néhány kísérleti eszközt, mint pl.: az ombrométert. Láthattunk saját kis meteorológiai állomást is, ahol saját célra folyamatosan figyelik a várható időjárást. 19. kép: Árvízi elzáró szerkezet kisvízfolyáson Túránk következő célpontja egy patak mellé vezetett, ahol Graz árvízvédelmi referense Bernhard Egger-Schinnerl mesélt az egy héttel azelőtti, esőzések okozta helyzetről, valamint képeket is láttunk, amelyek szintén tanúskodtak arról, hogy a nagy mennyiségű, hirtelen lehullott csapadék következtében a patakok olyannyira meg- 20. kép: Megmaradt nyúlgát áradtak, hogy kiléptek medrükből és elárasztották az árteret. Az út mentén, a házak előtt néhol még maradtak homokzsákok is. 11 - -
A program végén vendégül láttak bennünket egy kis virslivel, üdítővel, így hát erőt gyűjthettünk a további tekeréshez. Grazi Egyetem Vízépítő Karának hidraulika laborja A túránk e szakaszán Graz városában az egyetem vízépítő karának hidraulika laborját tekintettük meg Dr. Josef Schneider vezetésével. Az egyetemnek mára már sikerült megszerezni egy nagyobb csarnokot is a főépületben elhelyezkedő laboron kívül, ahol szintén tudnak kísérletezni. Először a kisebb helyiséget tekintettük meg, amit a gépész szakosokkal osztanak meg a vízépítők. A csarnok kialakítása lehetővé teszi a nagyobb szintkülönbségek által előállított helyzetek modellezését, így például a duzzasztók, erőművek, illetve magastározók hidraulikai veszteségeinek számítását. A laborban két szintet találunk, melyek közt a szintkülönbség 15-20 m, melyet lépcső köt össze. Maga a labor 1000 m 3 vízzel gazdálkodik, amit egy tartályban tárolnak a csarnok egy magas pontján, ahonnan a víz gravitációsan engedhető le a kívánt kísérlet helyére. Az első modell, amit megtekintettünk a kosütés nevezetű hidraulikai folyamat kiküszöbölésére építették fel, amely a szivattyú hirtelen ki/bekapcsolása idéz elő a csövekben. A kísérlet azért fontos, mert ez az energiafelesleg, amit a víz hirtelen sebességváltozása idéz elő, káros erőhatásokat okoz a csövekben. 21. kép: Szivattyús energiatározó csőrendszerének modellje 12 - -
A fenti képen a jelenség csillapítására irányuló modellt látjuk. A kísérlet lényege, hogy a szivattyú által keltett hírtelen sebességváltozással járó energiát a függőlegesen beépített cső nyeli el. 22. kép: Elágazó vezetékek modellezése A lenti szinten megtekintettünk még egy kísérletet, amely az elágazó vezeték veszteségeinek számítását hivatott modellezni, továbbá egy korszerű lézeres berendezést, ami a lebegőagyag tartalmat vizsgálja, de ez a technológia még további fejlesztést kíván a jövőben. A fenti szinten láthattunk egy kísérleti patakot, amelyben 10-15 cm-es kövek voltak hullámvonalban kirakva a hossza mentén. Kisvíz ideén a kövek miatt a víz sebessége lelassul, mivel hosszabb utat kell követnie, így megfelelő vízmélység alakul ki a halak számára, biztosítva az útvonalukat, illetve élőhelyüket. Ezt láthatjuk a 23. képen. 13 - -
23. kép: Patakmeder kialakítása 14 - -
24. kép: Duzzasztómű és vízerőtelep modellje A fenti szint további részén különböző folyók bizonyos szakaszai vannak méretarányosan lekicsinyítve, abból a célból, hogy az adott problémát milyen műszaki megoldással lehet eredményesen és gazdaságosan kijavítani. Egyet ezekből kiemelve láthatunk; egy régi duzzasztó modelljét a fenti képen. 25. kép: A laborhoz tartozó csarnok Látható az előnytelen elrendezés, mivel a turbina a folyó domború részén van, ahol lassú a víz áramlása és a gyorsabb áramlás a duzzasztókra megy. Ezt kiküszöbölendő építettek be egy terelőfalat a duzzasztó elé. Ahhoz, hogy nyomon tudják követni a vízrészecskék mozgását, kék jelzőfolyadékot használnak, melynek segítségével be tudják állítani a terelőfalat a legjobb helyzetbe. 15 - -
Végül eltekertünk az új nagyobb csarnokhoz, ahol egyelőre csak három modell van, s abból csak egy van kész a kísérletezésre, ami egy dél amerikai folyót modellez. Itt is 1000 m 3 víz áll rendelkezésre a modellekhez csak itt nem gravitációsan, hanem szivattyúk segítségével tudják eljuttatni a szükséges helyre. Grazi szennyvíztelep Utolsó napi programunk a Graztól néhány km-re elhelyezkedő szennyvíztelep látogatása volt Edmund Tschnaussing vezetésével. Beszámolónk a szennyvíztelepen alkalmazott technológiákat és a telep néhány alapadatát ismerteti. A grazi szennyvíztelep kapacitásából adódóan lehetővé teszi 500.000 fő szennyvizének kezelését. A telep évi 27 millió m 3 szennyvizet tisztít meg. Tisztításkor a szennyvízben lévő szerves anyagok 98 %-át, a foszfor több mint 90 %-át, valamint a nitrogén 70 %-át távolítják el. A telephez 825 km hosszú egyesített csatornahálózatú rendszer szállítja a kezelésre váró vizet. Első lépésben mechanikai tisztítást végeznek a beérkező szennyvízen. Gerebek segítségével eltávolítják a 6 mm-nél nagyobb szennyeződéseket a szennyvízből, majd a gereben található tisztító berendezés 26. kép: Az iszaprothasztók tetején összegyűjti és konténerekbe helyezi az eltávolított anyagokat. A szennyvizet ezután homokfogó medencékbe továbbítják, ahol a finomabb 6mm-nél kisebb szennyezőket ülepítik ki. Második lépésben biológiai tisztítást végeznek a szennyvízen. Eleveniszapos technológiát alkalmaznak, mely során 4 db 690 m 3 térfogatú levegőztető medencékbe vezetik a szennyvizet, ahol szabadon lebegnek a mikroorganizmusok, melyek a beérkező szennyvíz szervesanyag-tartalmát lebontják. Innen a szennyvíz ülepítőkbe kerül, ahol a pelyhekben elhelyezkedő mikroorganizmusokat kiülepítik. A keletkező iszap egy részét visszavezetik a levegőztető medencébe a mikroorganizmusok állandó mennyiségének biztosítása érdekében, vagyis rácirkuláltatják az iszapot. Az iszap azon mennyiségét, amelyre nincs szükség a továbbiakban az ülepítőből elvezetik, kezelik, majd elhelyezik a telepen található 2 db henger alakú, valamint 3 db tojás alakú iszaprothasztóba. Az itt keletkezett metánnal 3 db egyenként 626 kw teljesítményű motort üzemeltetnek, mely energiát termel a szennyvíztelep számára. A biológiai tisztítás után a szennyvizet 4 db egyenként 10000 m 3 térfogatú Dorr-típusú utóülepítőbe vezetik, ahol a még megmaradt szennyezőanyagok is kiülepednek. Az utóülepítők után a kezelt szennyvizet a Murába, mint befogadóba vezetik. Bevezetés előtt természetesen ellenőrzik a kezelt víz minőségét, melyet egy kis laborban számítógépek végeznek. A szennyvíztelep közelében élők érdekében a telepen bioszűrőket alkalmaznak, melyek a telepen kezelt szennyvíz szaghatását hivatottak enyhíteni. 16 - -
Szennyvíztisztítás folyamata képekben: 1. ábra A tisztítást végző gereb 2. ábra A homokfogó medencék 17 - -
3. ábra Biológiai tisztítást végző levegőztető medencék 4. ábra A henger- és tojás alakú iszaprothasztók 18 - -
5. ábra A 3db 626kW teljesítményű motor egyike 6. ábra A Dorr-típusú utóülepítők 19 - -
7. ábra A tisztított szennyvíz minőségének ellenőrzése a befogadóba engedés előtt 8. ábra A kezelt szennyvíz bevezetése a befogadóba 20 - -
9. ábra Szaghatást csökkentő biofilterek 21 - -