Hogyan működik egy földből készült töltés, és miért szélesedik lefelé? És a mobilgát viszont miért nem? Mitől függ melyik mennyi terhelést bír? Melyik a jobb megoldás, a töltés vagy a mobilgát? És még jobb-e a homokzsák? És minek árasztották e la Kossuth téri munkagödröt? Védekezési körkép.
A gátakra nehezedő terhelést a vízmagasság, és az ebből következő hidrosztatikus nyomás határozza meg. A víz folyásának sebessége nem is csökkenti, nem is növeli a gátakra nehezedő nyomást, ilyen értelemben a gátakra ható terhelésnek nincs dinamikus összetevője. Az áramlásnak másfajta, nem a terhelésre vonatkozó hatása viszont van: például, ha egy újonnan épült töltésen nincs gyeptakaró, akkor elsodorhat talajszemcséket, ezzel gyengítheti a gátat.
A gátak, töltések lefelé haladva egyre szélesednek. „Van egy úgynevezett koronaszint, töltéskorona. Ennek a szélességénél a mai körülmények között már az alapvető szempont a közlekedés. Kerül-e rá burkolt út, stabilizált földút vagy nem, illetve, ha nem is kerül rá, akkor is előfordulhat, hogy a szembejövő forgalom elől ki kell térni. Ez száz évvel ezelőtt kevésbé volt szempont” – mondta el kérdésünkre Szlávik Lajos, a Magyar Hidrológiai Társaság elnöke.
A koronaszélesség után három ok miatt szélesednek lefelé a töltések. Ahhoz, hogy megálljon a viszonylag magas (például 6-8 méteres) töltés, nem lehet egészen kúp alakút csinálni, mert nem fog megállni, saját súlyuknál fogva legördülnek a talajszemcsék. A szélesedés szöge függ attól, hogy milyen összetételű talajról van szó.
A gátra nemcsak a hidrosztatikus nyomás hat, hanem a víz átszivárog a gáttesten, töltéstesten keresztül, ezért nem mindegy, milyen szélességű a gát. Hiába burkolják le, valamennyit akkor is szivárog. A lefele szélesedésben nagy szerepe van annak, hogy milyen összetételű talaj és mennyire vízáteresztő, milyen tartós vízborítással kell számolni. „Nem szabad megengedni, hogy a mentett oldali rézsűn, vagyis azon a ferde felületen megjelenjen a víz, és megjelenjen a szivárgási folt” – mondta a szakember.
Fontos még, hogy a víz felőli ferde felületet, az úgynevezett rézsűt karban kell tartani, kaszálni kell, hogy az azon lévő gyeptakaró erős gyökérzetű legyen, és ellenálljon a hullámoknak. „Ma ezt a karbantartást már kézi erővel nem lehetne végrehajtani, gépekkel kell. Azokkal pedig a nagyon meredek rézsün nem lehet mozogni, mert saját súlypontjukon átesnek”.
Más felépítést követnek a mobilgátak: ez olyan szerkezet, amelynek van külön tartószerkezete. A szentendrein is látszik, hogy fix tartóoszlopai vannak, amiket hozzárögzítenek ahhoz a betoncsatornához, alaptesthez, ahol a rögzítő fémszerkezetet elhelyezték. Ez terhelésre van méretezve.
„Ezt úgy képzeljék el, mint ahogy az erkélyünk lemeze kinyúlik, és egyik vége van – szakmai szóval – befogva. A mobilgátnál is egy oldalról befogott tartóról beszélünk, csak nem vízszintesen van befogva, mint az erkélynél, hanem ferdén vagy éppen függőlegesen, ez már kiképzés kérdése” – fogalmaz Szlávik.
A hidrosztatikus nyomást, ami az oszlopok közötti pallókra nehezedik a mobilgátaknál, átadja a szerkezet az oszlopoknak, ezek az oszlopok pedig úgy vannak méretezve, hogy nem hajlanak el: megengedett elhajlásuk legfeljebb tizedmilliméteres. Az oszlopok pedig anyagukból, szerkezetükből adódóan át tudják adni az altalajban lévő rögzítőszerkezetnek a terhelést.
Azért lehet keskeny mobilgátat építeni, mert itt az átadás mechanizmusa más a töltésekhez képest: a talajból készült gátaknál a talajon lévő test csak önsúlyával tud ellenállni, nincs hozzárögzítve az alaphoz, egyéb terhelésátadó mechanizmusa nincsen.
A most készülő, ideiglenes, javarészt homokzsákokból álló védművek működésükben nem a mobilgátakhoz, hanem a földgátakhoz hasonlítanak: saját súlyukkal ellensúlyozzák az oldalról rájuk nehezedő hidrosztatikus nyomást. Szerencsére Magyarország folyóin nincs olyan vízsebesség, hogy el tudna sodorni egy homokzsáksort.
„Régi módszer, de ez a leghatékonyabb, mert kis, rugalmas elemekből építhető, igazítható. Mozgatni tudja egy ember, úgy tudják rakni, mint a falazásnál a téglát, akármilyen irányba tud fordulni, kerüli: például, ha buzgár elleni védekezésnél ellennyomó körgátat kell csinálni, akkor lehet egy körszelvényt kiképezni” – mondja a szakember.
Mindenre azonban nem tökéletes: a homokzsáksoroknak megvan a gyakorlatban megengedett magassága, nyolcvan centiméternél, szélső esetben egy méternél magasabb ideiglenes védművet homokzsákból nem igazán lehet építeni. Nem lesz állékony, mert ahhoz már olyan széles alapokat kellene rakni, hogy valamilyen más megoldás sokkal értelmesebb.
A homokzsákos megoldásoknál terhelést tekintve nincs időkorlát: igaz, hogy a benne lévő homok elázott, de a homokzsák anyaga megakadályozza, hogy a homok kifolyjon. Tartós terhelésnél nemcsak az ideiglenes gátaknál, hanem a töltéstesteknél is az a probléma, hogy milyen időtartamú szivárgásra vannak méretezve. „Az Alsó-Tiszán például akár 120 napig is lehet terhelés a töltésen, ott jóval nagyobb alapszélességű töltéseket építenek, mint mondjuk a Túr felső szakaszán vagy a Fekete-Körösön, ahol egy nap alatt leszalad az árvíz, és át sem tud nedvesedni a töltéstest, mire már elkezd apadni” – mondja Szlávik.
A hosszan tartó ár problémája az átnedvesedés, szivárgás, ezzel együtt járnak szakszóval úgynevezett árvízi jelenségek, például a csurgás. Csurgás ott jelentkezik, ahol valamilyen féregjárat, elkorhadt gyökér az altalajban vagy a töltéstestben volt, ezen keresztül koncentráltan kifolyik.
Van még egy probléma: „2006-ban tucatnyi helyen rendkívüli munkával támasztották meg a töltést, homokzsákbordákkal, kőbordákkal. Ennek az volt az oka, hogy átnedvesedett, és a nedves talajnak más a teherbíró képessége, állékonysága. A töltés helyenként elkezdett a saját súlyánál fogva lefolyni, lecsúszni. Ezért oldalról meg kellett támasztani”.
Nem véletlen az sem, hogy feltöltik a parlament melletti, Kossuth téri munkagödröt: a szakember szerint ez egy szakszerű, ilyenkor szokásos eljárás, arra, hogy ne legyen túl nagy nyomáskülönbség, és azt ne a Duna és a kinyitott munkaréteg közötti talajréteg és a megépített fal tartsa.