2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
TERVEZETT TÉMAKÖRÖK
I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX.
Alapfogalmak, a víz jellemzői Építmények álló vízben Építmények mozgó vízben Vízmennyiségek építmények környezetében Vízelvezetés szabad felszínű medrekben A vízellátó és vízelvezető hálózat főbb jellemzői Felszín alatti vizek és építmények Vízépítési nagyműtárgyaink Szabványok, előírások
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
1
TARTALOM
VIII. Vízépítési nagyműtárgyaink –Célok és műtárgytípusok Vízszintszabályozó műtárgyak hajózási célú műtárgyak árvízvédelmi művek vízenergetikai műtárgyak műtárgy-együttesek és műtárgy-rendszerek –hazai példák Tisza-Körösvölgyi együttműködő vízgazdálkodási rendszer Vásárhelyi-terv továbbfejlesztése Nagy tavaink vízszintszabályozása
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
2
1
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Célok
Víz vagy túl sok, vagy túl kevés ennek ellensúlyozása: vizet mederben (v. máshol) visszatartani ‒későbbi használatra tározni : vízhasznosítás célok: • vízellátás (kommunális, ipari, mezőgazdasági): mennyiség (Q) a fontos • hajózás : vízmélység (h) a fontos • energiatermelés : mindkettő fontos • ökológiai, jóléti, sport, stb. ??? fontos duzzasztás + vízkivétel + átvezetés duzzasztás okozta kellemetlen hatások ellensúlyozása általában állandó (v. tartós) üzemű ‒vízfolyást/szakaszt árvíz(teher)mentesíteni : vízkárelhárítás vízkivétel mederből vagy vízvisszatartás mederben tározótér + vízkivételi műtárgy / árapasztó műtárgy általában időszakos üzemű 2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
3
Vízszintszabályozó műtárgyak
1. Duzzasztást kialakító műtárgyak duzzasztómű ‒ sík-
vagy dombvidéken duzzasztás LNV környezetében • mederben. pl. Tiszalök • ártéren/hullámtéren, töltéssel körülvéve, pl. Kisköre
‒ max.
völgyzárógát ‒ ‒
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
domb- vagy hegyvidéken max. duzzasztás >> LNV, teljes völgy elárasztva
2. Vízkivételi műtárgyak hidraulikailag/szerkezetileg általában mint a duzzaszCsoma: Vízépítés 4 tóművek
2
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Duzzasztóművek
főbb műtárgytípusok ‒ felső vízátbocsátás: bukó • fix gát • billenőtábla ‒ alsó vízátbocsátás : zsilip • sík • szegmens ‒ fontosabb műtárgyak: kombinációk
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
P é l d á k
5
Túr torkolat
Békésszentandrás
Békés
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
Kisköre
6
3
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Völgyzárógátak
Főbb típusok:
Földgát Betongát
– Súlygát – Íves gát
Víz átjuttatása gáton – Fenékleürítő – Üzemi vízkivétel – Árapasztó
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
7
Hazai példák Lázbérc
Köszörűvölgy
Pátka
Hasznos
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
8
4
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
A hajózás műtárgyai 1.
1. a hajóutak műtárgyai: • hajófordítók • kitérők • várakozóhelyek
2. keresztezési műtárgyak • csatornahidak • hajóalagutak (akvadukt)
3. a kikötés műtárgyai
•rakpartok, rakodók, kikötők
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
A hajózás... 2.
4. a szintkülönbség műtárgyai
•hajócsatorna domborzati viszonyai miatt •duzzasztás okozta szintkülönbség miatt •főbb típusok • hajóemelők • hajósiklók, • hajózsilipek hajózsilip, Ausztria
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
zsiliplépcső, Csoma: Vízépítés Panama
9
hajósikló, Franciao.
hajóemelő, Németo.
10
5
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Hajózsilip
Részei: Kamra + kapuk + töltő/ürítő rsz. Zsilipelés módja (hegymenet) 1. 2. 3. 4. 5.
hajóvonatzsilip, Németo.
Ha kamra szintje = alvíz, hajó be Alvízi kapu zár Kamra feltöltés felvízből Felvízi kapu nyitás Kamra szint = felvíz hajó ki
Zsilipelés csak kikötött hajóval Kapunyitás csak kiegyenlítődés után
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
Dunakiliti
11
Vízergetikai műtárgyak
1. Szivattyútelepek
folyadéknak külső forrásból származó energiát ad át
(Közmű_11. dia)
2. Vízerőművek
Víz energiáját hálózatba táplálja – Mozgási: hajómalom – Helyzeti : vízerőművek – Szivattyús energiatározás
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
12
6
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Hallépcsők
• Átjárhatóság biztosítása • Nemcsak halak, hanem egyéb vízi élőlények • Alaptípusai Medencesoros Megkerülő csatornás Bőcs, Hernád
Nick, Rába Nick, Rába
Nick, Rába
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
Műtárgy-együttesek
13
Békésszentandrás, Hármas-Körös
Több célra együttesen kialakított műtárgyak Vízlépcsők Völgyzárógátas tározók Torkolati művek, árvízkapuk –Árvíz kizárása –(Bel)víz bejuttatás –Hajózás biztosítása –Példák: Lónyay csat. árvízkapu Mezőtúri árvízkapu Sió torkolati mű
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
Csórrét 14
7
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Vízlépcsők fő részei
7.
3.
2.
1.
5.
1. duzzasztómű eszköz a duzzasztás fenntartására 2. erőtelep lehetőség : energiatermelés 3. hajózsilip cél: hajózás vagy következmény: hajóút helyreállítása 4. vízkivételi mű cél: használat, átvezetés, hajózás 5. hallépcső következmény : átjárhatóság helyreállítása 6. hullámtéri duzz. mű : következmény : árvízlevezetés helyreállítása
4.
7. üzemi/közúti híd : járulékos haszon: közlekedés
2017.10.30.
Csoma: Csoma: Műtárgyak Vízépítés
15
A Kiskörei Vízlépcső
4.
7.
1.
2.
3.
3.
2. 1.
6.
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
5.
Csoma: Csoma: Műtárgyak Vízépítés
6.
16
8
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Műtárgy-rendszerek
Jellemzői több, együttműködő kisebb/nagyobb műtárgy hozzá tartozó vízfolyás/csatornarendszer összehangolt üzemeltetés országrészekre kiterjedő hatás több cél: • vízrendezési • vízhasznosítási • nem vízgazdálkodási
hazai példák Tisza-Körösvölgyi együttműködő vízgazdálkodási rendszer Vásárhelyi-terv továbbfejlesztése Nagy tavaink vízszintszabályozása • Velencei-tó • Balaton
2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
17
A Tisza-Körösvölgyi Együttműködő Vízgazdálkodási Rendszer Jellemzők ‒ Vízfolyások, csatornák és műtárgyak összetett vízkormányzási rendszere Fő cél: ‒ Tiszántúl (főként mg.) vízellátása ‒ Körös-völgy vízpótlása Eredete: 1930-as évek Fő részei: ‒ Tiszalök + KFCS rsz. ‒ Kisköre + NK rsz. ‒ Hortobágy, H-B. ‒ Vízlépcsők a Körösökön 2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
18
9
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Vásárhely-terv továbbfeljesztése
cél: MÁSZ + 1 m MÁSZ ehhez: - árapasztó tározó-rendszer : össz. 1.5 milliárd m3 - nagyvízi mederrendezés - vidékfejlesztés, tájgazdálkodás - infrastruktúra fejlesztés I. ütem 2004 - 2007: 6 tározó 2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
2003. terv
19
I. ütem: 6 tározó
1 : 2009
6: 2015
5: 2014
3: 2012
4: 2013
2 : 2010
Nagykunsági, ép. alatt
2017.10.30.
Tiszaroff megnyitás, 2010. jún
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
Cigánd 20
10
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
A Balaton
Vízfelülete: 600 km2 Vízgyűjtő területe:5800 km2 tó hossza 78 km átlagos szélessége 7.7 km Víztömege kb. 2 milliárd m3 átlagos mélysége 3.3 m általában befagy, átl. jégvastagság 20-25 cm Fő tápláló vízfolyás: Zala: teljes vízgyűjtő 45%-a Leeresztés: • Siófoki zsilip (1942-47) Sió • 2 nyílású billenőtábla (névl. 80 m3/s) • Hajózsilip • Alvízi meder: tényl. kb. 50 m3/s 2017.10.30.
Csoma: Vízépítés
21
Siófok - Balatonkiliti
Vízszintszabályozás: •vízkárkárelhárítás? •parti elöntés? •aszálykár? •esztétikai •közegészségügyi?
•vízhasznosítás? •hajózási célú
•közlekedés?
•sport/szabadidő?
•jóléti/üdülési? •halászati?
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
22
11
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
A Velencei-tó
Vízgyűjtő: 600 km2 Térfogat: 46 mill.m3 Táplálja:
‒ K : Vereb-Pázmándi vf. ‒ NY : Császárvíz
Leeresztés:
‒ Dinnyés-Kajtori csatorna Nádor-csatorna Sió
Vízpótlás:
‒ Zámolyi és Pátkai tározók: ‒ „saját víz”
Zámolyi (1971)
‒ Árvízcsúcs-csökkentése (tó túltöltődése) ‒ kialakuló vízhiányok pótlása ‒ Császárvíz 15+610 km ‒ Vízgyűjtő: 248 km 2 ‒ Max. térfogat : 7.8 millió m 3 2017.10.30.
Pátkai (1974)
‒ a tó vízszintjének szabályozása ‒ halasítás, horgásztó ‒ Császárvíz 9+470 km ‒ Max térfogat: 9.45 millió m 3
Csoma: Vízépítés
23
Mozgógátak
(duzzasztóművek, vízkivételi művek, hajózsilipek) Fix részek: 1. alaplemez küszöbbel, energiatöréssel 2. meder- és parti pillérek fülkékkel Mozgó rész: 1. fő- és ideiglenes elzárás
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Csoma: Vízépítés
24
12
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Alaplemez terhelése
Terhek és hatások: = önsúly, víz súlya = felhajtóerő = pillérektől átadott erő?? = vizsgálandó: - normál üzem - leürített műtárgy = több nyílás ?
2017.10.30.
Vizhasznosítás-Betonépítmények Duzzasztóművek Csoma: Vízépítés 3. betonrészek
25
Pillérek terhelése
Terhek és hatások: • önsúly, víznyomás • felhajtóerő • elzárószerkezetből adódó terhelés • szélnyomás (kiemelt táblával) Tiszalök, kiemelt főelzárás • jégnyomás • kezelőhíd/közúti teher
2017.10.30. Tiszalök, duzzasztás
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
Vizhasznosítás-Betonépítmények Duzzasztóművek Csoma: Vízépítés 3. betonrészek
26
13
2017.10.30.
BM Ta E rtó S sze zilá rke rdsá zet gta -re n kon i és stru Tar kci tósz erk ós Sza eze km t i T ér n an öki szé Ké k pzé s
BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszék
Statikai váz és igénybevétel
Erőhatások: •Kívülről: földnyomás (közúti teherből is), TV nyomása •Felülről: híd, elzáró szerk., mozgató berend., tartozékok •Belül: önsúly, víz súly, stb. •Alulról: talajreakció Igénybevételek: P O •normál O •nyíró •nyomaték vo B vp B vo Szelvények: •függ.: alul •vízsz.: 2 szélen E B’=B+(vo+vp)/2 B’=B+(vo+vp)/2 középen
E
H
HTV
H
V
HTV
V
1
2017.10.30.
pk
5
Csoma: Vízépítés
2
3
4
9
6
7
27
8
Elzárószerkezet főtartóinak kiosztása
Cél: minden főtartóra azonos terhelés jusson n db. főtartó esetén: F
h2 B 2
és
Ft F n
h2 B 2n
az i-edik tartót terhelő sáv alsó mélysége (i = 1..n):
hi h
az i-edik tartó távolsága a felszíntől: y i 2 i hi i 1hi 1
i n
3
h3 h2 h1
y1 y2 y3
H/n
H/n H/n
2017.10.30.
Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés
H/n
Csoma: Vízépítés
28
14