Történelmi áttekintés, és a Ráckevei (Soroksári)-Duna kialakulása (készült a Vízügyi Közleményekben megjelent korabeli archív leírások felhasználásával)
A budapesti Duna-szakasz jobbpartján hegyek, a baloldalon síkság terül el. A hegyek nyúlványai azonban a meder alatt átérnek a balpartra is. De különösen is a partok és a meder a baloldalon nagyobbára kék agyagból és ellenálló anyagokból állnak. Ez a magyarázata annak, hogy Budapest mentén a Duna a síkság felé nem kalandozhatott szabadon, hanem a főváros közepe táján erősen összeszorult. E szorulat a legkeskenyebb a Gellért-hegy fölött, ahol a folyam mintegy 300 méterre szűkül össze. Ennek megfelelően itt 10—15 méteres mélységek is előfordulnak. A Gellért-hegy alatt már a jobb-oldalon is síkság következik. Itt a meder akkortájt, úgyszólván minden átmenet nélkül, egyszerre mintegy 1000 méterre bővült ki és a kiszélesedés után még két ágra is szakadt, a közel 60 km. hosszú Csepel-szigetet alkotva. A meder kiszélesedése következtében a víz sebessége lecsökkent, a magával hozott kavics-hordalékot a folyó lerakta és zátonyokat alkotott.
A hóolvadás — az esőt hozó nyugati szelek hatása alatt — Bajorországban és Ausztriában már gyakran megkezdődik akkor, mikor Közép-Magyarországon még mínusz 10-15 fokos hidegek vannak. Ennek az a következménye, hogy a Duna Budapest feletti részén már zajlik a jég, mikor a Budapest alatti szakaszon még szilárdul áll. A felülről jövő jégzajlás a Budapest alatti jégpáncélt csak fokozatosan és nehezen szakíthatta föl. Ezért főképp a múltban jégtorlódások keletkeztek, amelyek felett a víz felduzzadt és olyan magasra emelkedett, hogy végre is megbontotta a torlaszt, lejjebb vitte, míg egy zátonyos helyen újból megállt és az előbbi folyamat megismétlődött.
Ilyen jégtorlódások ismételt előállására nagyon alkalmas hely volt közvetlen a Gellért-hegy alatti széles, zátonyos mederszakasz, ahol a jég megakadt és a víznek 2 ágban való megoszlása következtében nem volt elég ereje a torlasz megbontására. A Gellért-hely alatti, kiszélesedő zátonyos szakasz a XIX. század végéig jelentős árvízveszélyt jelentett a térségben. Megjegyezzük, hogy ez a zátony két nagyobb mederalakzatot foglalt magába, a Kopaszi zátonyt és a Nyúlfutási zátonyt.
Ez a körülmény nagy árvízi katasztrófákat idézett elő. Így csupán 1730-tól 1830-ig terjedő évszázad alatt 12 nagy árvíz pusztította a város alacsonyabb részeit. Ezért, mint az alacsonyabb területek is kezdtek beépülni, a partokat is fokozatosan feltöltötték. Azonban alig lettek ezzel a munkával készen, az eddigieket messze túlhaladó árvíz végzetes katasztrófát mért a szépen fejlődő városra. A felső szakaszon korán megkezdődött erős olvadás, jégzajlás és vele kapcsolatban a Csepel-sziget felső csúcsán keletkezett rendkívül erős jégtorlódás következtében 1838. évi március hó 15-én a Duna vízállása +9,27 métert ért el, vagyis az összes eddigi árvizeket mintegy 2 méterrel meghaladta. Ez az árvíz az utcákat 2—3, sőt helyenként 4 m magasan árasztotta el. Ennek következtében a visszaduzzadt víztömeg délről észak felé áramolva kilépett medréből és elöntötte el az akkori Pest, Buda, Óbuda, Budafok városokat és más kisebb településeket. Víz alá került a város túlnyomó része, 2281 ház teljesen összeomlott, 827 pedig erősen megrongálódott. Az épületekben és árukban okozott kár az akkori árakon számítva is több, mint 140 millió koronára rúgott.
Ezen az óriási szerencsétlenség után rögtön hozzáláttak a lehető legnagyobb biztonsággal tervezett munkálatok fokozatos végrehajtásához. Az árvizet követően Lechner József és az olasz származású Pietro Paleocapa jóvoltából korszerű tervek születtek az érintett Duna szakasz rendezésére, de a tényleges munkálatok elvégzésére csak a kiegyezést követően nyílott lehetőség. Elsősorban is magas gátakat emeltek és az alacsonyabb területeket feltöltötték, a házak padlószintjét magasabbra emelték. A bekövetkezett politikai zavarok miatt azonban a munkák túlnyomó része csak az 1870. évi X. törvénycikk alapján kerülhetett kivitelre, mintegy 48 millió ? költséggel.
Az 1870. évi X. Törvénycikk alapján került sor a mederrendezésre, melynek eredményeképpen lezárták a Csepel-sziget baloldalán lévő ágat, az akkori Soroksári ágat, hogy a Budafoki főág hidraulikai viszonyai javuljanak.
E törvény alapján a főváros mentén mindkét oldalon partfalakat, illetőleg a forgalom céljaira is alkalmas lépcsős és +5,60 m magasságban 18—27 m széles padkával ellátott rakodópartokat építettek. A Gellérthegy alatti széles, zátonyos szakaszon a medret gátakkal erősen összeszűkítették.
A szabályozó tervnek azonban egyik legfontosabb, sarkalatos része a Csepel-sziget baloldalán haladó Duna-ágnak (az úgynevezett soroksári ágnak) elzárása. Ennek az intézkedésnek az volt a célja, hogy a folyam egy ágban, a budafoki főágban kerüljön levezetésre és ezáltal elragadó ereje ne osszon meg.
A soroksári gátat nem a felső torkolatánál, hanem ?,5 km-rel lejjebb zárták el, mivel ott a meder kevésbé mély és ellenállóbb anyagú (sziklás) volt. Maga az elzárás kőhányással és burkolatokkal biztosított +8,50 m magas és 8,00 m koronaszélességű földgát. Hogy az elzárt, mintegy 60 km. hosszú soroksári ág legalább bizonyos mennyiségű vízzel legyen táplálható, az elzáró gátba zsilipet építettek be, melyen át a vízállások szerint 40-70 m3 vizet lehetett az ág alsó részébe bocsátani.
E munkálatok kiegészítő része a soroksári Dunaág felső torkolatánál erős vezérgát (árvíz színe fölé érő párhuzamos művek) építése, melyen csak egy olyan széles nyílás maradt, hogy rajta a táplálásra szükséges vízmennyiség átfolyhasson. Ez az árvíz fölé érő vezérgát a Csepel-sziget csúcsától lefelé mintegy 2,0 km-nyire volt kiépítve és ott csatlakozott az egyéb szabályozó művekhez. E műveket lefelé mind tovább és tovább kellett folytatni, mert az alább beálló jégtorlódások még mindig veszélyeztették a főváros biztonságát. Akkor a Duna Budapest alatt teljesen összefüggően száz kilométert meghaladó hosszúságban került rendezésre és folyamatban volt az ág egészen Bajáig való szabályozása úgy, hogy az addig szerzett tapasztalatok alapján a főváros az alsóbb jégtorlaszok veszélyétől megmenekült. Megépült ugyanakkor az RSD torkolatával szemben az un. Kopaszi gát, mely a korábban hivatkozott zátonyos mederszakasz szabályozását, azaz 450 m szélességre történő szűkítését jelentette.
A végrehajtott munkálatokkal a hajóút mélysége is javult. A meder összeszorítása, a zátonyos helyek szabályozása és kikotrása a vízmélységeket is növelte úgy, hogy a hajók a budapesti és Budapest alatti szakaszon még kisvízkor is legalább 2,0 m merüléssel közlekedhettek.
Amíg a fentiekben vázolt szabályozó munkálatok az főmederre kitűnő hatással voltak, addig a soroksári mellékág természetesen erősen megsínylette az elzárást.
A soroksári ágnak az elzárástól fölfelé terjedő 3,5 km-es szakaszán az annak idején 3-400 méter széles mederben az akkori 40-70 m3-es vízfolyás csak 30—40 m széles árkot volt képes fenntartani. Az árok partjai mintegy a +3,5 m magasságig, a régi meder többi részei pedig körülbelül a +2,0 m magasságig voltak feliszapolva. Az iszapolás az elzárás feletti részen azért volt ilyen nagyméretű, mert a Duna iszapos árvize ezt a területet minden évben többször is elborította.
Az elzárás alatti mintegy 55,0 km hosszú szakaszon az iszapolás természetesen már aránylag csekély volt, inkább csak közvetlenül az elzárás alatt jelentkezett. A feliszapolást itt már nem az árvizek, - melyek csak alulról torlódhattak fel - hanem a rendes táplálóvíz hordaléka idézte elő. Ennek a lerakódásnak a tömege a széles és hosszú mederhez képest aránylag csekély volt. Nagyobb iszapolás lefelé azután csak közvetetten az ág alsó torkolatánál mutatkozott, ahol a visszatorlódó árvizek a hordalékukat lerakták.
A soroksári ág elzárását főképpen a zárógát alatt mintegy 30,0 km távolságig (Ráckevéig) terjedő vidék sínylette meg. Az aránylag kis mennyiségű táplálóvíz a régi 4-500 m széles medernek csak a legfenekét töltötte meg, s úgyszólván elveszett benne.
Ez azonban még nem volna baj, ha a meder többi része az egész évben szárazon állna és így művelésre lett volna felhasználható. De az alulról visszatorlódó árvizek a régi medret évenként 1-2 alkalommal elborították.
A Duna bal partján Budapesttől egészen Bajáig, mintegy 200,0 km hosszban, közel 150.000 kat. hold nagyságú és nedves esztendőkben a belvizek elárasztásának kitett terület húzódott. Ennek a medencének rendszeres lecsapolása volt akkoriban folyamatban.
Az érdekeltek hosszú ideig ellenezték a lecsapoló-társulat megalakítását, mert attól tartottak, hogy száraz években a lecsapoló csatornák az egész vidéket túlságosan ki fogják szárítani. Ez az aggodalom volt a kiinduló pontja annak a tervnek, hogy a Duna bal-partján, Budapesttől lefelé eső területek egy részét öntözésre rendezzék be.
Az öntözővizet, "hogy eléggé uralkodjék a területen", lehetőleg magasan kellett kivenni a Dunából. A helyi viszonyok azonban olyanok voltak, hogy az öntöző csatornát nem lehetett Budapest felett kivezetni, hanem csakis Budapest alatt és pedig a soroksári Duna ágból.
Ebben a tekintetben a helyzet igen kedvezően alakult. Ha a soroksári Dunaág csak egy bögét alkot, vagyis csak közvetlenül az alsó torkolatánál duzzasztómű épül, a Duna budapesti vízszínét egészen a Csepel-sziget alsó csúcsáig, vagyis mintegy 60,0 km távolságra esésveszteség nélkül (csak néhány deciméter veszteséggel) vezethetik el. Vagyis a soroksári Dunaág vizével a balparti területek jelentékeny részét öntözni lehet. De a duzzasztott víz nemcsak a balparti, hanem a jobbparti területek, a Csepel-sziget alsó része fölé is emelkedik.
Vagyis mindkét parton aránylag olcsón lehet öntözéseket berendezni, mert nem kell hosszú és költséges csatornát építeni az öntözővizeknek a területig való vezetésére, hanem meg lehet csapolni a soroksári Dunaág felduzzasztott vizét, más szóval aránylag rövid csatornákkal lehet az öntözendő területekre vezetni.
A nagy Duna esése a Csepel-sziget felső csúcsától alsó csúcsáig terjedő, közel 60,0 km hosszú szakaszán kisvízkor mintegy 4,00 m, árvízkor pedig 4,50 m. Ez az esés a mellékágon is hasznosítható és akkoriban egy vagy több lépcsőben gondolták mindezt.
Tehát állandó és igen nagy vízmennyiségek álltak rendelkezésre. A soroksári ág medre az elzárás óta feliszapolt rövid szakaszok kivételével 3-500 méter széles, hiszen az elzárás előtt mintegy 1700 m3-ig terjedő árvízi tömegek kerültek benne levezetésre. Vagyis a létesítendő vízierő részére már kész és pedig rendkívül tágas alsó és felső műcsatorna állt rendelkezésre, mely mintegy 15 millió m2 felszínénél fogva bizonyos mértékű víztárolást is lehetővé tett és így a vízierő rugalmasságát emelte. A meder óriási szelvénye következtében az esésveszteség aránylag csekély.
A rendezőterv:
Az illetékes körök általánosságban már régebben foglalkoztak a soroksári Dunaág rendezésének kérdésével és rá vonatkozóan több megoldást is vetettek fel.
Mint ismeretes, az 1904. évi XIV. törvénycikk a soroksári Duna-ágnak csatornázással való hajózhatóvá tételét mondja ki.
Az akkor 3-400 m szélességű mederbe, mely az 1873-ban épült gubacsi elzárás előtt a Duna víztömegének egy részét levezette, újra igen nagy, közel 1000 m3/s vízmennyiséget kellett volna bevezetni, hogy ott a megszabott 2,0 m hajózó mélység előálljon. Ha pedig kisebb vízmennyiséget bocsátanak be, a széles medret töltésekkel kellett volna összeszűkíteni. Ebben az esetben a töltések mögött mocsaras, nádas lagúnák alakultak volna ki, vagyis az akkori állapot közegészségügyi szempontból aligha javult volna.
Ezért a soroksári Duna-ág gyökeres rendezése céljából a következő megoldást választották:
Az ágat az alsó szakaszán, Ráckeve körül, vagy Ráckeve alatt duzzasztóművel zárják el és mesterséges tóvá, vízmedencévé alakítják. E medence vízszíne kisebb vízálláskor körülbelül összeesik a Dunának a budapesti vízszintjével. Mivel azonban a soroksári ág medencéjét a felső végén, a jelenlegi betorkolásnál létesítendő töltés zárja el a Dunától, a medence vízszíne nem követi a Duna áradását, hanem körülbelül állandó magasságban marad. És így, amint a Duna árad, a felső torkolatnál lévő vízszínt különbség, vízlépcső folyton nagyobb lesz és maximális értékét, 4,62 m-t a Duna legnagyobb árvízkor éri el. Amint a felső vízlépcső növekszik, ennek megfelelően a ráckevei vízlépcső az árvíznek az alsó torkolattól való visszaduzzadása következtében folyton csökken és nagyobb árvízkor 0 értékre csökken.
Vagyis a Dunának a Csepel-sziget felső csúcsától alsó csúcsáig terjedő 4-4,5 m esése árvízkor a felső torkolatnál, kisvízkor pedig az alsó duzzasztóműnél színel, közepes vízálláskor pedig a két vízlépcső közt megoszlik. E két lépcsőnél tetemes energiát kívántak nyerni.
A régebbi tervezeteknek az alapgondolata az volt, hogy a felső torkolatnál hajózó csege (hajózsilip) épül és a Soroksári Dunaágba, táplálózsilipen a nagyobb vízmennyiséget bocsátanak be és szabadon, duzzasztás nélkül vezetik le. A meder azonban olyan széles, hogy a bebocsátandó maximális 100-120 m3/s víztömeg önmagában véve nem lett volna képes a célul kitűzött 2,0 m hajózómélységet előállítani. Azért azt tervezték, hogy a medret kisebb gátakkal 120-150 méterre összeszűkítik. De a meglevő eséssel és a rendelkezésre álló víztömeggel még ez az összeszűkítés sem lett volna elégséges a kellő hajózóútbeli vízmélység előállítására. Másrészt a szélességet nem lehetett 120 méternél kisebbre venni, mert akkor a gátak nagyon mély vízbe kerültek volna és így megépítésük igen költséges lett volna. Ezért ebben a tervmódozatban az összeszorításnak kiegészítő része lett volna a meder közepén 30-40 m széles, mélyebb hajóútnak kikotrása. A szorítóművek a kikotrással kikerülő anyagból épültek volna.
Akkortájt, 15 évvel ezelőtt az ág közepe táján (Ráckeve felett) mintegy 10,0 km hosszú szakaszt kísérletképen tényleg ezen a módon szabályoztak. Az eredmény azonban nem volt megfelelő. Az adott viszonyok közt az összeszorítással való szabályozásnak igen sok baja volt éspedig:
A meder az ág felső, 30-40 km-es részén mélyebben volt beágyazva, mint az alsó szakaszon, ahol már kisebb árvizek is elöntötték a partokat. Ezért először az a gondolat merült fel, hogy a vízierőt csak egyetlenegy lépcsővel használják ki, illetőleg csak egy telepre központosítsák.
A részletesebb tanulmányok során azonban aggodalom merült fel, hogy a 15-34 km közti szakaszon, ahol közvetlen a partok mögött elterülő térszín jóval alacsonyabb a tervezett duzzasztásnál, a tervezett +3,0 m-es vízszín miatt igen nagy kártalanítást kellett volna fizetni.
Ezért az akkori Földmívelésügyi Minisztérium elhatározta, hogy a potenciális vízierőt 2 részre osztja, illetőleg 2 teleppel fogja kihasználni. Egyik vízlépcső közvetlenül az ág-felső torkolatánál, a másik lent, az alsó torkolatnál épül ki. Ilyen módon semmi energia sem vész kárba, hanem a két telep képes a rendelkezésre álló vízenergiát teljes egészében - mind árvízkor, mind kisvízkor - kihasználni. Az energia kihasználása akkoriban nagy haszon volt, mert a magas vezetésű Duna-Tisza-csatorna tervei mellett, a szivattyúzás üzeme (50 cm-es duzzasztással több hétre elégséges táplálóvizet tározva) kihasználhatná a termelt energiának fennmaradó részét.
Árvízkor csak a felső telep, kisvízkor csak az alsó telep, középvízálláskor pedig mind a 2 vízierőmű tud dolgozni. A duzzasztott vízszín felső határának megállapítására részletes tanulmányokat készítettek. A felső határ a budapesti mérceállás +1-0 méterének felelt meg. Az alsó határt megszabta a legkisebb dunai vízállás, amely néhány napi alacsonyabb vízállást nem tekintve, 0-nak vettek. E határok közt a vízállás a vízierő kihasználás érdekeinek megfelelően változtathatnak tervezték.
A tervezett vízszín az ág alsó részén magasabb volt a partoknál, még inkább a mögöttük lévő alacsonyabb területeknél, de itt a helyi viszonyok olyanok, hogy párhuzamos lecsapoló árkokkal elejét lehetett venni a szivárgó vizek káros hatásainak. Másrészt azonban ez a víz elég magas volt, hogy az öntöző és a közegészségügyi érdekeknek is megfeleljen.
Ahol a duzzasztott víz magasabb volt a partoknál, töltések épültek, melyeknek anyaga a mögöttük haladó vonalas lecsapoló árkok kiemeléséből került ki. Kotrást csupán az ág legfelső 15 km-es szakaszán végeztek.
Felső torkolati művek kialakítása:
A soroksári ág rendezése céljából tervezett munkák túlnyomó része az ág felső torkolatánál és a tőle lefelé mintegy 3,5 km-re terjedő szakaszon került kivitelre. Ezeknek a munkáknak az alapgondolata a régi elzárás áthelyezése a 3,5 km-ről az ág felső torkolatánál lévő 0 km-re. (Megjegyezzük, hogy ekkor a Duna-ág legfelső végétől számozták a folyamkilométereket)
Ennek az áthelyezésnek kettős oka is volt. Az első ok az, hogy a 0-3,5 km közt létesítendő kikötő és a kikötő gyanánt akkoriban kiépítendő egész szigetcsúcs ne legyen kitéve az árvizeknek úgy, mint addig. A második ok pedig az, hogy a fővárosnak összesen várt 81 m3/s-re rúgó záporvize részére a fő-vészkiömlőt ne kelljen 3,5 km-ig levinni, hanem már a 0 km-nél az ág alacsonyabb vizébe lehessen torkoltatni. Ezáltal a fő-vészkiömlő költségében elérhető megtakarítás több millióra rúgott. A másik terv, a felső torkolathoz áthelyezett elzárás meghosszabbítása volt fölfelé a (mai Déli-összekötő) vasúti hídig (vagyis a fővárosi árvízmentes rakodópartok alsó végpontjáig), lefelé pedig Csepel községig, vagyis a Csepel-sziget jobb oldalán húzódó nagy ármentesítő töltés felső végpontjáig. Az elrendezés következtében a budapesti balparti kőpartok árvízi védvonala megszakítás nélkül folytatódhatott a Csepel-sziget alsó végéig. A közbeiktatott új védővonal hossza mintegy 3 km volt.
A közbeiktatott árvízgátban 2 nyílást terveztek. Egyet a turbinatelep részére, mely egyúttal táplálózsilip gyanánt is szolgálná a soroksári Duna-ág 70 m3/s friss vízzel való ellátására és közvetlenül mellette egy csege, mely a hajóknak a nagy Duna vízszínéről a soroksári Duna-ág alacsonyabb vízszínére, vagy viszont való átjutását közvetíti.
Feladat volt az új és a régi elzárás közti 3,5 km-es szakasz kikotrása szabályos vonalban 50 m szélesre és -2,0 m mélységűre és kikötővé átalakítása. A régi elzárás átvágása és benne híd építése. A híd nyílása, mivel a kikötő a vízierő miatt a jövőben valószínűen kiszélesül, mintegy 120 m lesz. Az átvágás következtében a régi zárógátnál már nem keletkezik vízszintkülönbség és így a benne elhelyezett régi táplálózsilip üzemen kívül marad. A budapesti balparti szennyvizek elvezetése bújtatóval a csege és a táplálózsilip közös élőcsatornája alatt, és tőle mintegy 300 m-rel délre a nagy Dunába bocsátása.
A felső torkolatnak ilyen módon való rendezése tág perspektívát nyitott a fejlődés részére. A székesfővárosba benyúló, eddig árvizeknek kitett 800 kat. hold terjedelmű puszta szigetcsúcs védelmet kapott az árvizek ellen és művelhetővé vált. Hogy ezt a nagy és értékes területet nagyobb szabású tervek megvalósítására lehessen felhasználni, az állam közcélokra foglalta le és az egész területet kisajátította.
A 3,0 km hosszú új kikötő lehetővé tette, hogy a budapesti rakodópartok szűk voltán segítsen. Itt már a partokat vágányokkal lehetett ellátni és így a vasúti és a vízi forgalom szoros kapcsolatba volt hozható. A malmok és egyéb, nagy tömegekkel dolgozó és így nemcsak vasúti, hanem vízi összeköttetést is igénylő ipartelepek részére nagy területek álltak rendelkezésre. A szigetcsúcsba vágandó kikötőmedencék és az ott berendezett vasúti összeköttetés segítségével nagyarányú kereskedelmi és ipari kikötő alapját vetették meg.
1910-re a Kvassay hajózsilip megvalósításának megkezdésével elindult a soroksári ág tényleges leválasztása a főágtól, vízutánpótlása a több ütemben megvalósuló nagyműtárgyak üzemeltetése által szabályozottá vált, mesterséges, állóvíz jellegű víztestté történő formálódása az elmúlt évtizedek alatt végbement.
- 1910-14 évek között épült a Duna 1642,3 fkm szelvényében a Kvassay hajózsilip.
- 1924-26 között a vízbeeresztő, azaz a tápzsilip.
- 1926-29 években Tassnál hajózsilip, vízleeresztő zsilip és erőmű, üzembe helyezése 1930-ban történt.
- 1954-61-es években felépült a Kvassay szivattyútelep és erőmű, melyet 1962-ben helyeztek üzembe.
Alsó torkolati művek kialakítása:
Az alsó vízlépcső közvetlenül a mellékág alsó torkolatánál épült ki. Ebben az elzárásban 3 építményt terveztek: turbinatelep, hajózó csege (hajózsilip) és fenékkibocsátó és árapasztó zsilip.
Ez utóbbi zsilipnek az a célja, hogy ha magasabb árvíz a soroksári ágban alulról a maximális duzzasztás síkja fölé emelné a vizet, akkor is aránylag gyorsan le lehessen bocsátani, ha a turbinák bármi okból nem emészthetnek. Másik feladata volt a zsilipnek, hogy az ágat szükség esetén (télen, javítások céljából stb.) teljesen is le lehessen csapolni, azaz a felső nagyműtárgyon keresztül bebocsátott vizet leengedni.
Mindezek a művek olyan magas falakkal és elrendezéssel épültek, hogy a maximális duzzasztást a vízerőre való tekintettel később esetleg még mintegy 0,5 méterrel emelni tudják. A vártak szerint, amennyiben a tapasztalatok azt mutatják, hogy rövidebb időre a rendes vízszintmagasságot is túlhaladó duzzasztás nem okoz nagyobb kártalanító költségeket és nehézségeket, ez az újabb tározott vízmennyiség még inkább növeli a vízerőtelep használhatóságát és így számba vehető haszonnal jár. A turbinatelepet akkor mintegy 100 m3/s emésztésre tervezték, de olyan módon, hogy kisebb nehézség nélkül bővíteni lehessen.
A hajózó csegét ugyanolyan méretűre tervezték, mint a felső torkolatnál, vagyis 75,0 m hasznos hosszal és 10,0 m szélességgel. Mivel az alsó torkolatnál csak mérsékelt forgalmat vártak, a csege villamos berendezés nélkül lehetőleg egyszerűen és olcsón épülhetett meg.
Mivel a duzzasztott víz az ág alsó részén a párhuzamos lecsapoló árkok és egyéb berendezések (a mai szivattyútelepek) ellenére is emelni fogja a talajvizek szintjét, a felmerülő károk tárgyilagos elbírálása céljából a duzzasztást megelőzően terjedelmes talajvíz-észleléseket és adatbeszerzéseket hajtottak végre.
A műtárgyak koncepciós terveit, gazdaságossági számításait 1911-1913 években elkészítették. Számítások szerint a mellékág esése kisvízkor 4,0 m, árvízkor 4,5 m. Ebből következően a Tassi-zsilipnél közép- és kisvizes időszakban üzemelő erőművet, a Kvassay nagyműtárgyba nagyvizes időszakban üzemelő turbinákat tervezetek részletes gazdaságossági számítások alapján. A műtárgyak közül a Tassi vízleeresztő zsilip és erőmű 1956. évi dunai jeges árvíz következtében mára elpusztult.
A kényesebb, kockázatos és még változásnak kitett munkákat házi kezelésben a soroksári Dunaág rendezési munkálatait a magyar királyi kirendeltség végezte. A határozott, előre pontosan körülírható, kockázattal nem járó munkákat vállalkozók végezték.
1914-ben már a felső torkolati csegét és a mellé tervezett turbinatelepet építették. Folyamatban volt az ág felső részén a medernek 50,0 m szélesre való kikotrása és egyéb földmunkák. A felső torkolati művek befejezését akkoriban 1915-re irányozták elő, vagyis 1916-ban az új kikötő már a hajózás és a kereskedelem rendelkezésére állt volna. Az ág alsó részén végrehajtandó munkálatokat még csak tervezték és 1914-17. évek között kivitelezték volna. A Földmívelésügyi Minisztérium terhére a felső torkolati munkákat 7,630.000 korona, az alsó torkolati munkákat 5270 korona bekerülési költséggel számolták. A székesfőváros készítette tervezet és előirányzat szerint a soroksári Duna-ágon rendelkezésre álló vízierőnek teljes kihasználása az elosztó hálózattal együtt 28900 koronát szükségel. E nagy terv végrehajtását azonban különböző nehézségek miatt elodázták.
A vízszintcsökkentés, feliszapolódási problémák, a hajózhatóság megszűnése a régióban komoly problémát jelentett. Ennek az állapotnak megszüntetésére, a Duna-ág rendezésére és hajózhatóvá tételére, mint fent említettük, 1904. évben a törvényhozás intézkedett.
Az ebben az évben hozott törvény alapján épültek meg a torkolati műtárgy-együttesek. Nevezetesen a Kvassay és Tassi vízlépcső, és került kiválasztásraa Duna, mint főág és a Ráckevei (Soroksári)-Duna, mint szabályozott üzemi vízszintű, csatornázott folyószakasz.
A torkolati főművek jellemző műszaki adatai
- A Kvassay Vízlépcső
Helye: A műtárgycsoport a Duna 1642,30 fkm szelvényében épült a Ráckevei (Soroksári) Duna-ág (RSD) kiágazásában.
Rendeltetése: A folyócsatornázott Duna-ág felső vízbeeresztő és vízszintszabályozó, hajózsilipi
műtárgya.
Üzemeltetője: Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság
Fő feladata: Az RSD vízutánpótlásának, üzemvízszintjének biztosítása, a nagy dunai árvizek kizárása és a víziközlekedés biztosítása.
A műtárgycsoport kizárólagos állami tulajdonban van, hasonlatosan a Ráckevei (Soroksári) – Duna-ághoz.
A műtárgycsoport 1910-1962. között több ütemben létesült, három részből áll. A jobbparthoz csatlakozik a hajózsilip, a bal parthoz a beeresztőzsilip és a kettő között helyezkedik el a vízierőtelep. Az RSD-be való vízbetáplálás - tekintettel az engedélyezett ipari és öntözővíz kivételekre, illetve a rendszer élővilágára - folyamatos. A vízbetáplálás nagyvizes és jeges időszakban is biztosított, melynek mennyiségét az RSD-n belüli vízfelhasználás, illetve a tovább vezethetőség (DTCs-DVCs, KÖF) együttesen szabják meg. Jégbeállás esetén, az erőmű és a tápzsilip közös előcsatornában, a tápzsilip zsiliptábla alsó nyitásával, felhúzásával lehet biztosítani a szükséges vízmennyiség beengedését.
A zsilipkamrának a felvízi oldalon vasbeton fallal elkülönített előcsatornája van, hogy a vízbeeresztő zsilip felé áramló vízfolyás ne zavarja a hajók mozgását.
A Budapest, Vigadó téri vízmércén mért 200 cm-nél alacsonyabb vízállástartományokban az RSD rendszerbe a gravitációs vízpótlás lehetősége megszűnik. A Duna-ág üzemvízszintje – vegetációs időszakban - színel a felvízi Dunai vízállással. A hajózsilip felső főt – a várható hidrológiai helyzet mérlegelése alapján - ugyancsak betétgerendázni szükséges, hiszen a tiltók egyirányú víznyomásra (magasabb dunai, alacsonyabb RSD üzemvízszint) vannak méretezve és ilyenkor, zárás hiányában, a magasabb vízszintű RSD felől vízáramlás indulna meg az alacsonyabb Duna felé.
Műszaki adatok:
A zsilip hasznos hossza: 75 m
Szélessége 10 m
Legnagyobb átzsilipelhető hajó: 1000 tonnás uszály
Töltőrendszer: körülfutó csatornák, oldaltöltéssel
Kapurendszer: elektro-olajhidraulikus mozgatású támkapuk
A felső fő hossza: 20 m
Kamra hossza: 59,3 m
Alsó fő hossza: 19,1 m
Felső fő kezelő szintje: 104,32 mBf
Alsófő és kamra kezelőszintje: 102,32 mBf
Töltő-ürítő csatorna szélessége: 1,00 m
Töltő-ürítő csatorna magassága. 2,00 m
A vízbeeresztő zsilip célja az, hogy a Ráckevei (Soroksári) Duna-ágba vízfrissítés és öntözés céljából szükséges vízmennyiség gravitációs módon beereszthető legyen.
A beeresztő zsilip háromnyílású, táblái kétrészesek és egymástól függetlenül, táblánként két fogasléc segítségével mozgathatóak. A beeresztő zsilip tehát az RSD rendszer gravitációs vízpótlás műtárgya. Kapacitása a 0-100 m3/s elméleti vízhozam tartomány. A vízbeeresztés mértékét elsődlegesen a felvíz-alvíz közötti magasságkülönbség (?H) határozza meg, de természetszerűleg a gerebrácsok tisztasága, a szélirány, stb. befolyásolja a ténylegesen bevezethető vízhozam értékét.
A vízbebocsátást a rendszer vízfelhasználása, illetve a Duna-ági meder vízszállító képessége, valamint a Tassi műtárgyak kapacitása korlátozza.
Műszaki adatok:
Nyílások száma: 3 db
Nyílásszélesség: 3200 mm
Ideiglenes elzárás kezelőszint: 104,32 mBf
Főelzárás nyílásmagasság: 3300 mm
Főelzárás alsó tábla: 3940 x 2090 mm
Főelzárás felső tábla: 3540 x 1500 mm
Az erőmű feladata a különböző dunai vízállások mellett az RSD üzemvízszintjének biztosítása, a mindenkori igényeknek megfelelő vízmennyiség beemelése. Ezt az utóbbi feladatot a vízerőmű megépítése előtt teljes egészében a beeresztőzsilip látta el. A Kvassay vízerőmű egyik feladata az RSD számára beeresztendő vízmennyiség biztosítása, és az előálló vízszintkülönbség hasznosítása energiatermelés céljára (turbina-üzem).
A másik feladata, hogy alacsony dunai vízállások idején, amikor gravitációsan nem lehet vizet az RSD-be beengedni, a turbinákat szivattyúként járatva biztosítsa az élővíz forgalmat (szivattyúüzem).
Az erőműbe két teljesen azonos szerkezetű (függőleges tengelyű, Kaplan rendszerű, szárnylapátos turbinájú) gépegységet építettek be.
Elméleti teljesítményük egységenként 25 m3/s turbinaüzemben, szivattyúüzemben max. 10-15 m3/s. A teljesítmény természetesen függvénye a pozitív és negatív vízszintkülönbségnek.
Technikai adatok:
A reverzibilis Kaplan turbinák fő jellemzői (egy gépegységre vonatkoztatva):
- névleges teljesítmény: 920 kW
- fordulatszám: 65 1/perc
- névleges esés (turbina): 4,0 m
- névleges víznyelés (turbina üzemmódban): 25 m3/s
- névleges vízszállítás (szivattyú üzemmódban): 15 m3/s (?H=10 cm esetén)
- járókerék átmérő: 3150 mm
- járólapátok száma: 4 db
A vízierőtelep turbináinak elinduláshoz hozzávetőlegesen 2,0 m nagyságú vízszintkülönbség előállása szükséges, de a turbinaüzem ?H=1,5 m-g folytatható.
2 Tassi Hajózsilip és Duzzasztómű
Helye: A Tassi duzzasztómű és hajózsilip a Duna 1586,00 fkm szelvényében, a bal parton betorkolló RSD 0,68 fkm szelvényében helyezkedik el.
Rendeltetése: Az RSD duzzasztó, eseti vízleeresztő és vízszintszabályozó, ugyanakkor a hajózást biztosító nagyműtárgya.
Üzemeltetője: Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság
Fő feladata: Az RSD üzemvízszintjének biztosítása a vízleeresztés szabályozásával, a nagy dunai árvizek kizárása és a víziközlekedés biztosítása.
A műtárgycsoport kizárólagos állami tulajdonban van, hasonlatosan a Ráckevei (Soroksári) Dunához.
2.1. Tassi duzzasztómű és hajózsilip műszaki adatai:
A zsilip teljes hossza: 114,0 m
A zsilip hasznos hossza: 85,0 m
A zsilip szélessége: 12,0 m
Legnagyobb átzsilipelhető hajó: 1300 tonnás uszály
Minimális vízmélység: 2,50 m
Töltőrendszer: körülfutó oldalcsatornás, síktáblás elzárásokkal
Felső fő elzáróberendezés: acél billenőtábla (halhas alakú) elektromechanikus
láncos emelőművel
Alsó fő elzáróberendezés: acél támkapu elektromechanikus
mozgató berendezéssel
Alsó fő és kamra tetőszint: 97,42 mBf
Felső fő tetőszint: 98,82 mBf
A Tassi vízlépcső a Ráckevei (Soroksári)-Duna-ág (RSD) alsó vízleeresztő, és vízszintszabályozó műtárgya, helye a Duna 1586,0 fkm szelvény magassága, az RSD 0+680 km szelvénye. A Kvassay hajózsilip már elkészült (1910-1913.) és a Tassi műtárgycsoporttal gyakorlatilag egyidejűleg épült fel a Kvassay tápzsilip.
Az eredetileg tehát három részből álló (hajózsilip, vízierőmű, vízbeeresztő zsilip) műtárgycsoport 1956-ig működött. Az 1956-os jeges árvíz alkalmával az árvízvédelmi parapetfal tönkrement és az átzúduló víz tönkretette az erőművet és a vízleeresztő zsilipet. Az erőmű félig megdőlt betonépülete még néhány évig szomorú mementóként használaton kívül állt a Csepel-sziget déli csücskében, majd műszaki-gazdaságossági számítást követően, a tápzsilipet és a vízerőművet lebontották. A Ráckevei-Soroksári Dunából (RSD) történő vízlevezetésre a Tassi-hajózsilipet is átalakították. Először fix zsilipküszöbbel (az ideiglenes zárásra használt betétgerendákkal) építették ki, majd később a megváltozott körülményeknek jobban megfelelő billenő-táblás megoldást építettek ki és ezt követően alkalmaztak. Azóta a vízleeresztés is 2021-ig, ill. a hajózás továbbra is (vagyis a hajók átzsilipelése) az átalakított hajózsilipen történt, ill. történik. A víz levezetése a felső főben kiépített acél halhas alakú billenőtáblán keresztül, szabad átbukással történhet. A műtárgy a Duna bal parti árvízvédelmi fővédvonalban, a 02.02 sz. Tass-szigetújfalui árvízvédelmi szakaszban helyezkedik el és kizárólagos állami tulajdon. A 02.02. számú árvízvédelmi szakasz az 1.49. Számú Budapest-bajai ártéri öblözet mentesítését szolgálja, teljes hossza összesen 20,417 km.
A létesítmény főbb feladatai:
- Eseti gravitációs vízleeresztés az RSD-ből a Dunába.
- A felsőfő billenőtáblás elzárásával a leereszteni kívánt vízhozam szabályozása, ami közvetve az RSD alsó végpontjának vízszintszabályozását is jelenti.
- Hajók átzsilipelése az RSD és Duna között.
- Dunai árvíz esetén az alsófő betétgerendás ideiglenes elzárás beépítésével árvízi zárás létrehozása, a dunai árvíz kizárása az RSD-ből. Árvizes időszakban a kamrában osztott víz tartását kell biztosítani.
- Dunai árvíz esetén a beépített zárás miatt nincs mód az RSD érkező vizének gravitációs átvezetésére a Dunába.
2.2. Sajó Elemér többfunkciójú vízleeresztő műtárgy
Helye: A Sajó Elemér többfunkciójú vízleeresztő műtárgy a Duna 1586,00 fkm szelvényében, a bal parton. Az RSD 0,68 fkm szelvényében helyezkedik el.
Rendeltetése: Az RSD duzzasztó, vízleeresztő, vízpótló és vízszintszabályozó nagyműtárgya.
Üzemeltetője: Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság
Fő feladata: Az RSD üzemvízszintjének biztosítása a vízleeresztés, illetve szükség esetén a vízbevezetés szabályozásával, továbbá a nagy dunai árvizek kizárása.
A Sajó Elemér többfunkciójú vízleeresztő műtárgy műszaki adatai:
Vasbeton műtárgy
Hosszúság: 52,00 m
Szélesség: 16,30 m
Nyomócsatorna: 2 db 5,66/5,00 × 5,50 m
Vízgépészeti berendezések (szivattyú-turbinák)
2 db „Bulb” típusú, kettős szabályozású, vízszintes tengelyű, reverzibilis, Kaplan (propeller alakú, állítható lapátszögű) turbina, kétirányú szivattyúzási és üresjárási üzemmódra (energiatermelés-mentes vízleeresztés) is alkalmas kivitelben, változtatható forgásiránnyal.
Járókerék átmérő: 2240 mm
Beépített teljesítmény: ~1,4 MW
A létesítmény főbb feladatai:
- Vízleeresztés az RSD-ből a Dunába gravitációsan áramtermeléssel vagy a nélkül. üresjárati üzemmódban.
- Dunai kisvizes időszakban az RSD vízpótlása szivattyúüzemben, elsősorban a KÖF aktuális vízigényéhez igazított mértékben.
- A Duna-ág vízforgalmának és vízszintjének szabályozása, továbbá az üzemvízszint tartása.
- A vízszintszabályozás, illetve a vízleeresztés átvételével a duzzasztómű és hajózsilip tehermentesítése.
- Dunai árvíz esetén a 02.02. Tass-szigetújfalui árvízvédelmi fővédvonal részeként a felvízi és alvízi főelzárások zárásával árvízi zárás létrehozása, a dunai árvíz kizárása az RSD-ből.
- Dunai árvíz (vagy az RSD aktuális vízszintjénél magasabb vízállás) esetén az RSD érkező vizének levezetése, azaz átemelése szivattyúüzemben.
Üzemállapotok:
Vízátvezetés az RSD-ből a Dunába:
Gravitációs vízleeresztés vízenergia hasznosítás mellett
Fő funkciója az RSD szabályozott üzemvízszintjeinek a tartása, valamint a meglévő hajózsilip tehermentesítése. Az energiatermelés nem tartozik a kiemelt célok közé. Az RSD két torkolati műtárgy együttese így végre a korábbi tervekkel összhangban egy energetikai rendszert fog alkotni. Megjegyezzük, hogy az új műtárgyon a vízszinttartás kötelezettsége mellett csak a vízigények kielégítése után fennmaradó volumen engedhető le.
Gravitációs vízleeresztés vízenergia hasznosítás nélkül
Ez az üzemállapot elsősorban a kis eséstartományokban indul el, amikor nincs elég energia a turbinák megforgatásához, vagy kevés ehhez az aktuálisan leengedhető vízhozam.
Szivattyús vízlevezetés
Magas dunai vízállással egybeeső belvízhelyzet esetén, amikor is a belvizek befogadása miatt a lehetőséghez és az üzemeltetési szabályzatban jóváhagyott minimális üzemvízszinten tartott RSD vízszintje alacsonyabb a Duna vízszintjénél, így a gravitációs vízleeresztés lehetősége megszűnik. Az RSD-be érkező belvizek levezetése, azaz a duzzasztott víztérből (böge) szükséges mértékű folyamatos ürítése szivattyúkkal, ezzel is biztosítva a kettős működtetésű csatornákon keresztül a Duna-ág melletti területeken lévő víztömeg gyors levezethetőségét.
Vízátvezetés a Dunából az RSD-be – Vízpótlási üzemmód
Szivattyús vízátemelés
RSD vízpótlása szivattyúüzemben szélsőségesen alacsony dunai vízállásoknál, amikor a Kvassay vízlépcsőn a tápvíz beemelése mennyiségileg korlátozódik, vagy ellehetetlenül. Ez hozzávetőlegesen - 45 cm negatív vízlépcsőnél, tehát nagyjából a Budapest, Vigadó téri vízmércén mért 100 cm-nél alacsonyabb vízállás esetén áll elő. Ennél a negatív vízszintkülönbségnél a reverzibilis turbinák vízszállító-vízátemelő képessége megszűnik, a gépek kavitálni kezdenek. A Tassi többfeladatú vízleeresztő műtárgy szivattyús vízbetáplálásának célja a vízminőség javítása, valamint öntözővíz biztosítása, elsősorban Kiskunsági Öntöző Főcsatornát illetően. Ilyen esetekben mintegy 15 m3/s vízmennyiség alulról táplálható be a Duna-ágba. Ez az érték biztosítja a Kiskunsági Öntöző Főcsatorna vegetációs időszakbeli jelenlegi teljes vízigényét.