Az elmúlt 30 év hazai árvízvédekezési tapasztalatai bizonyították, hogy a folyók menti töltésrendszerek fejlesztése, előírt méretre való kiépítése mellett új műszaki megoldásokat és módszereket is szükséges alkalmazni, így - többek között - területi árvízvédelmi rendszereket kell kiépÍteni. Ennek eszközeként került sor egyes folyókon az árvízi szükségtározás módszerének kidolgozására, a síkvidéki körtöltéses megcsapoló árvízi szükségtározók kialakítására. 

Az árvízi szükségtározó/szükségtározás fogalma és helye az árvízvédelemben

Az árvízi szükségtározás és az árvízi vésztározás fogalmát a szakirodalomban és a gyakorlatban egyaránt használják. Ezek a fogalmak azonban csak részben szinonimák. Mindkettő azt jelenti, hogy az árvízvédelmi töltésrendszer kiépítésére mértékadó árhullámot meghaladó árvíz levonulása, illetve a fővédvonal kritikus állapota esetén - nagyobb károk és árvízkatasztrófa elhárítása érdekében - a védelmi rendszer kiegészítő, illetve tartalék megoldásakérit a mentesített ártér egy erre előzetesen kiválasztott részére kieresztik a vizet. A tározásra kijelölt területen egyébként mező- vagy erdőgazdálkodást folytatnak. A tározás célja az árhullám szállította vízmennyiség egy részének átmeneti visszatartása, és ezzel az árhullám tetőzési magasságának csökkentése.

A szükségtározás és a vésztározás folyamatai, hatásmechanizmusának számítási megfontolásai azonosak. A két fogalom közötti megkülönböztetés azt jelenti, hogy az árvízi szükségtározás az árvízvédelemben jelenleg is hatályos jogi kategória. A szükségtározó egy olyan műszaki létesítményekkel időszakos tározásra alkalmassá tett kiépített vagy kijelölt terület, amelyet nem sajátítottak ki, azt az esetleges árvízi elöntés céljára jogi úton jelölték ki. Ennek következtében a területen bizonyos használati korlátozások vannak érvényben. A szükségtározók esetleges igénybevétele előzetesen elkészített és jóváhagyott üzemrend szerint történik. Jelenleg 11 árvízi szükségtározót építettek, illetve jelöltek ki (nyolcat a Tisza-, és hármat a Duna-völgy. ben). Ezzel szemben az árvízi vésztározásra szóba jöhető területeket műszakilag feltárják ugyan, de jogilag nem történik meg az esetleges árvíztározásra való kijelölésük. Az elárasztásukra irányuló döntés minden esetben egyedi mérlegelés eredménye. A lokalizálás a vésztározással együtt alkalmazandó aktív és hatékony árvízi lefolyás-szabályozó tevékenység. Ha rendkívüli árvízi terhelés súlyos veszélyének elhárítására van szükség, akkor a vésztározásra szóba jöhető terület megnyitásával a területen levő értékek lokálisan kialakított védelme mellett irányított kivezetést lehet végrehajtani. E lokális védelmet az előre kiépített, vagy előre megtervezett és a védekezés során kiépített létesítmények (például körtöltések) biztosítják. A szükséges műtárgyak előzetes kiépítése lehetővé teszi az aktív lokalizáció alkalmazását. 

Az árvízi szükségtározás legfontosabb módszertni és gyakorlati kérdései

Az árvízi szükségtározás szempontjából mértékadó helyzet

Az árvízi szükségetározás alkalmazására négy - egymástól lényegesen eltérő - helyzet miatt kerülhet sor, amelyek mindegyikére találunk példát az árvízvédekezés azai gyakorlatában

a)       az árvízvédelmi rendszer műveinek kiépítettségét, védőképességét meghaladó vízszinteknél a tetőzések csökkentésére

b)       a töltésszakadás veszélyével fenyegető jeges árvizek elleni védelem eszközeként

c)       az árvízvédelmi műveken a hosszantartó igénybevétel vagy műszaki hiba hatására kialakuló veszélyes töltésállapotbál eredő árvízkatasztrófa megelőzésére,

d)       a már bekövetkezett árvízkatasztrófa további következményeinek mérséklésére

A hazai gyakorlatban bekövetkezett esetek részletes vizsgálata alapján megállapíthatjuk, hogy az árvízi szükségtározóknál a méretezés szempontjából az (a) eset, a tetőzések csökkentése érdekében történő tározás tekinthető mértékadónak, amikor is a folyón levonuló árhullám tetőző vízszintje meghaladja az árvízvédelmi rendszer műveinek kiépítettségét, védőképességét, és a tározást a tetőzések csökkentése, árvízkatasztrófa elhárítása érdekében kell végrehajtani.

A másik három esetre [(b), (c), (d)] árvízi szükségtározók önálló tervezése nem indokolt, viszont egy bizonyos árvíztömeg visszatartására méretezett és kiépült szűkségtározók hatékony védelmi eszközként szolgálhatnak a jeges árvizek és a veszélyes töltésállapot esetén fenyegető kritikus helyzetben, illetve a hatásuk alatt álló folyószakaszon bekövetkezett töltésszakadás további hatásának mérséklésére is. A szűkségtározók helyének kiválasztásánál és kialakítási szempontjainak kidolgozásánál az igénybevétel e sajátos eseteit is figyelembe kell venni. 

A tározó feltöltésének legcélszerűbb időpontja

A szükségtározó megnyitásának "optimális" időpontja az, amikor az áradó folyó vízszintje a méretezési szintet megközelíti és az előrejelzések alapján várható, hogy a tetőző vízszint ezt az értéket eléri, vagy meghaladja. Az "optimális" időpont természetesen csak akkor értelmezhető, ha az igénybevételre rendeltetésszerűen, a folyón levonuló árhullám tetőzésének csökkentése érdekében kerül sor. Jeges árvizek, veszélyes töltésállapot miatti töltésszakadás megelőzése, vagy egy bekövetkezett töltésszakadás további kártételeinek mérséklése érdekében történő igénybevétel esetén a megnyitás általában haladéktalanul végrehajtandó.

Azt, hogy a méretezési vízszint alatt milyen vízállásnál kell a nyitást megkezdeni, a helyi körülmények döntik el. A mérlegelés szempontja lehet az áradás hevessége, vagy a víz kieresztésére, a töltés megnyitására választott műszaki megoldás eszközés szakember igénye. A tapasztalatok szerint a megnyitás kezdete általában az az időpont, amikor a folyó vízállása 0,1-O,3 m-rel kisebb, mint a méretezési vízszint.  

A szükségtározás árvízcsúcs-csökkentő hatása

A korábbi töltésszakadások és az eddigi szükségtározási töltésmegnyitások hidrológiai tapasztalatainak elemzéséből megállapítható volt: a szükségtározó hatékonysága szempontjából rendkívüli jelentőséggel bír az, hogy a töltésmegnyitás - a hatása alatt lévő folyószakaszon - a mederben tározódott vizet hirtelen leszívja. A vízkieresztés fölötti szelvényekben a töltésmegnyitások utáni néhány órában a vízhozam hirtelen megnő. Ez a jelenség a szükségtározás hidrológiája szempontjából rendkívüli jelentőséggel bír: a helyesen megválasztott nyitási időpontban viszonylag kis vízmennyiség kieresztése is biztosítja a kívánt árapasztó hatás elérését.

Az egyes vízkieresztésekre a kivezetett vízmennyiség [W] és az elért árapasztó hatás (vízszintcsökkenés) [L\h] közötti zh = f(W) összefüggések megszerkesztésével igazolható, hogy már viszonylag kis víztömeg tározásával is jelentős árvízcsúcs-csökkentő hatás érhető el. Ennek természetesen akkor van jelentősége, ha a töltésekre nehezedő árvízi terhelést a tározó közvetlen közelében akarjuk csökkenteni. Az árvíztömeg kivezetésére tehát olyan műszaki megoldást kell választani, hogy ez az árvízcsúcs-csökkentő hatás érvényesülhessen, majd a továbbiakban a megnyitás egy szerű túlfolyóként működjék. 

A szükségtározás hatása a vízrendszerben

A szükségtározásnak a vízrendszer különböző szakaszain kifejtett hatása attól függ, hogy a vizsgált folyószakaszok a megnyitáshoz viszonyítva hol helyezkednek el.

A szükségtározás hatása a vízrendszerben három csoportba sorolható:

• a megnyitási hely alatt (a vízrendszer adott ágán végighaladva) - a vízelvonás hatása érvényesül;
• a folyón a megnyitási hely fölött - intenzív leszívó hatás jelentkezik;
• a vízrendszernek vízelvonás hatásával érintett ágához tartozó mellékfolyókon - mérsékelt esésnövelő hatás lép fel. 

A szükségtározó helykiválasztásának és kialakításának hidrológiai szempontjai

Az árvízi szükségtározó elhelyezése szempontjából a mellékfolyók összefolyásának környéke igen előnyös: mindkét folyóból tölthető, a meglévő árvízvédelmi töltések határoló töltésként nagyobb mértékben felhasználhatók, a kiépítés költsége általában kisebb. Lényeges körülmény a tározó feltöltési helyének, a folyásirány szerinti felső, vagy alsó vízbeeresztési lehetőségének a vizsgálata. Itt - főleg a folyó mentén hosszan elnyúló tározó esetében - rendszerint azt kell mérlegelni, hogy hol várható súlyosabb helyzet: a tározó felett, vagy az alatta lévő folyószakaszon. Ennek megfelelően a leszívást vagy a vízelvonás hatásmechanizmusát helyezzük-e előtérbe. Az átfolyásos szükségtározás esete - vagyis egy felső beeresztés mellett folyamatos alsó ür tés - a tapasztalatok szerint általában elkerülendő.  Kis terepesésnél a tározóteret célszerű kazettázni, vagyis kereszttöltésekkel részekre osztani.

A szükségtározó feltöltésénél a műszaki megoldás olyan legyen, hogy:

• a legmegfelelőbb időpontban tegye lehetővé a szabályozott megnyitást, mert csak így biztosítható a szükséges vízmennyiség kivezetése, a kívánt árapasztó hatás elérése, valamint azt, hogy a rendelkezésre álló tározó térfogat elégséges legyen;
• kihasználhassa a hullámtérben tározódott víz leszívásával elérhető hatást, azaz az egyszerű túlfolyás helyett koncentrált kivezetést biztosítson és ezzel rövid idő alatt hirtelen árapasztás legyen elérhető. Ez az árvízvédelmi töltésekre nehezedő terhelés mielőbbi csökkentése szempontjából is lényeges követelmény;
• legyen "önszabályozó", azaz hidraulikai paraméterei és sajátosságai tegyék lehetővé, hogy egyszeri megnyitása után a töltésen kialakított nyitás vízszállító képességének növelése lehetőleg ne igényeljen újabb műszaki beavatkozást (például további zsilipnyitást, szelvénybővítést, stb.); az árhullám apadó ágán minden beavatkozás nélkül szűnjön meg a víz kieresztése; ha valamilyen okból a tervezett teljes megnyitás nem biztosítható, akkor az árapasztás - az önszabályozó hatás fokozottabb érvényesülése révén - megvalósítható legyen, sőt, ha egyáltalán nem nyitható meg, bizonyos árvízszint elérése után meghágással is kielégítő eredményt adjon;
• az esetleges jeges árhullámok kivezetését is biztosítsa, ha a jégtorlasz miatti visszaduzzasztás a tározó menti folyószakaszt is érinti.

Ha az adott vízrendszerben egy már bekövetkezett töltésszakadás következményeit kell mérsékelni, illetve a töltésszakadás közvetlen veszélyének elhárítása szükséges azokon a folyószakaszokon, amelyek vízjárását az adott szükségtározó lényegesen befolyásolja, - legyen lehetőség a szükségtározó haladéktalan feltöltésére; ez a feltöltési mód (helyileg és műszaki módszerében) a lehető legjobban illeszkedjen a normál üzemrend szerinti feltöltési módhoz.

A szükségtározó feltöltésével kapcsolatos követelmények és szempontok összetettek és egymásnak részben ellentmondóak. A szóba jövő műszaki megoldások is sokrétűek: zsilip (árvízkapu), túlfolyásos surrantó, szabályozható surrantó, töltésmegnyitás földmunkagéppel vagy robbantással stb. A lehetséges módozatokat mérlegelve a szükségtározó feltöltése szempontjából az a legdöntőbb, hogy egy megadott küszöbszint alatt kifolyás ne történhessen meg. Fontos, hogy a szükségtározó igénybevétele (a töltés megnyitása) a védekezés irányítóinak döntésétől függjön, és ne igényeljen ideiglenes elzárást.

Ha a kivezetendő csúcsvízhozam a néhány 10 m3/s-ot meghaladja, akkor célszerű egyesíteni a túlfolyásos surrantó és a robbantásos töltésmegnyitás előnyeit. Ekkor egy irányított robbantás eredményeként alakul ki és lép működésbe a túlfolyásos surrantó. Ilyen műtárgy épült egyébként a Mályvádi és a Kisdelta árvízi szükségtározóknál.

Kisebb vízfolyásoknál - korlátozottan - a földmunkagéppel történő töltésmegnyitás is szóba jöhet.

A szükségtározó leürítésénél fontos szempont, hogy:

• biztosítsa az elárasztott tározótér víztelenítése érdekében szükséges mentesítési idő alatt a kieresztett víz visszavezetését a folyóba,
• a leürítés műszaki megoldása csak olyan mértékig, és addig függjön össze a szükségtározó feltöltési helyével, ameddig ott az esetleg ismételten jelentkező
• árhullám ellen védő elzárási munkákat nem akadályozza (és megfordítva: az elzárási munkák se korlátozzák a víz visszavezetését),
• a tározó szükség esetén könnyen, egyszerű technikai eszközökkel elzárható legyen,
• a leürítés műszaki megoldása, kialakítása és mérete igazodjon a visszavezetést igénylő vízmennyiség időbeli csökkenéséhez (azaz legyen többlépcsős!).

A lehetséges megoldásokat mérlegelve arra a következtetésre jutottunk, hogy a szükségtározóban lévő víz visszavezetésénél olyan többlépcsős megoldás a legcélszerűbb, amelynél külön a vízvisszavezetés céljából átvágják a töltést és így vezetik vissza a víztömeg nagyobb részét; közben üzembe helyezik a vízvisszavezető műtárgyat (amennyiben ilyen kiépült); s a fenékvizeket - ha az már gravitációsan nem lehetséges - mobil szivattyúk telepítésével ürítik le.

Egy árvízi szükségtározó igénybevétele rendkívül összetett, hatásában, következményeiben szerteágazó védekezés-irányítási döntés eredménye. Egy ilyen döntés meghozatala - a jogszabályi előírásoknak megfelelően - miniszteri hatáskörbe tartozik, miután az csak az egész vízrendszer, vízgyűjtő terület hidrológiai állapotának a nagyobb térség árvízvédelmi helyzetének átfogó ismeretében, a várható műszaki hatás mellett a költségek és károk mérlegelésével együtt dönthető el. 

 Forrás: Árvízvédekezés a gyakorlatban - Részletek DR. SZLÁVIK LAJOS előadásábó

A cigándi víztározó

(2009.11.05.)