Duzzasztó gát
Duzzasztó gát valamely folyóviz medrében azon célból beépített mű, hogy vele alacsony vizálláskor ennek szintjét felemeljük. Ez többféle célból történhet. A régi és a duzzasztott vizszin közti különbséget leggyakrabban ipari célokra, valamely malom- v. vizikerék hajtására használják föl. Némely esetben a hajózáshoz szükséges nagyobb vizmélységet állítják a D. által elő; néha pedig mezőgazdasági célokra: a folyóviz két partjának v. más, alantabb fekvő területnek elárasztása, illetőleg öntözése végett emelik a vizszint. Végre ritkábban egyéb célból is, mint p. csatornák öblítése, vizgyüjtő tavak létesítése, stb. A D. helyén ennek beépítése előtt létezett vizszint réginek v. duzzasztás előttinek mondjuk s egyuttal a D.-hoz viszonyítva alsónak is, minthogy annak hatása csak fölfelé terjed s lefelé nem változtatja meg a vizszint. A D. fölött létrejövő vizszint duzzasztott-nak, s közvetetlen a gát fölött felső-nek nevezzük. A régi és a duzzasztott vizszin közti különbség a duzzasztás magassága. Ez legnagyobb közvetlenül a gát fölött s távolabb mindig csökken, mig végre végtelen kicsinynyé válik. Ama pont, hol ez bekövetkezik, a duzzasztás határa; s ennek a D.-tól való távolsága a visszahatás hossza. Mindig meg kell jelölni, hogy ez adatokat a kis-, közép- vagy nagyvizre vonatkoztatva értjük-e; minthogy a különböző vizállásokkal mindegyiknek megváltozik az értéke. Ugy a duzzadás magassága, mint határa legnagyobb szokott lenni kisviznél s értékök a növekedő vizállással fogy. minél magasabbra vagyunk képesek a D.-tól a vizszint fölemelni, annál előnyösebb; de ha a duzzasztás messzire hat vissza, az csak a hajózás céljaira előnyös, vagy ha a duzzasztott vizzel közvetlen a meder mellett fekvő földeket akarjuk öntözni; máskülönben jobb, ha a duzzadás csak rövid távolságra terjed. A D. hátrányos oldala főleg két irányban nyilvánul. Egyik, hogy a viz lefolyási szelvényét megkisebbítvén, nemcsak a kis-, hanem az árvizek szinét is emeli és ez által növeli a fölötte fekvő partmenti birtokok elárasztásának veszélyét; másik, hogy a földuzzasztott viz folyása meglassulván, hordalékát, iszapját nem képes mind magával vinni és igy a medret feltölti. A D. berendezése, a költségesség szempontjától eltekintve, annál jobb, minél csekélyebb mértékben nyilvánulnak eme hátrányok.
A D.-ak általában kétfélék; szilárdak és mozgák s berendezésük különbözősége szerint különböző elnevezésüek. A szilárd jelző nem a gát anyagára vonatkozik, hanem azt értjük alatta, hogy az egyszer fölépített gát magassága változatlan marad. Ha teteje nem emelkedik a beépítés előtti vizszin fölé, ugy hogy az átfolyó viz fölötte csak sellőt képez, nem pedig vizesést, akkor fenékgát a neve; ha pedig magassága nagyobb az eredeti vizszinénél, akkor bukógát, (l. o.). Mindkettő teljes mértékben szenved az előbb említett hátrányokban; mért is ezeket csak alárendeltebb fontosságu esetekben alkalmazzák: kisebb patakoknál, melyeknek partjai nincsenek magasabb mezőgazdasági és egyéb kultura alá fogva, ahol tehát a meder és az árvizszin emelkedése kevésbbé káros. Ha sem a meder eliszaposodását, sem az árviz jelentékenyebb földuzzadását nem szabad előidéznünk: akkor mozgógátat alkalmazunk, mely ismét többféle lehet. Közülük zúgókat szintén csak patakoknál szoktak gyakran bukógáttal kapcsolatban alkalmazni; minthogy több tiltó fölhuzása és leeresztése jelentékeny időbe kerül s igy nagyobb folyó hirtelen jövő árvizét baj nélkül átereszteni, illetőleg a kapukat idejekorán felhuzni nehéz föladat. Nagyobb, hajózásra szolgáló folyóknál csaknem kizárólag a fésüs vagy csapóajtós gátakat használják; melyeket teljesen el elehet a vizfolyás utjából távolítani, vagy melyek önműködőleg utat nyitnak a növekvő vizfolyásnak. Különösen jégzajlás alkalmával tünik ki azon szerkezetnek rendkivüli előnyös volta, melyeket a meder fenekére le lehet fektetni.
Hogy a D. mérteit meghatározhassuk, ismernünk kell a lefolyó viztömeget és ama magasságot, melyre a kis viz szinét duzzasztani akarjuk; illetőleg ameddig, tekintettel a partok magasságára,
az árvizet duzzasztani szabad. A mozgógátaknál csakis az első esetet kell figyelembe vennünk, minthogy ezeket igyekszünk árvizkor a folyás utjából eltüntetni s igy csak igen csekély akadályt képeznek. Ezeknél tehát a kis viz földuzzasztásában szabad kezünk van: csak ama követelmény szab korlátokat, hogy a gát egyes részeinek könynyen kezelhetőknek kell lenniök. Az állandó gátaknál azonban mindig tekintettel kell lennünk arra is, hogy az árvizszin földuzzasztása a szomszéd birtokosoknak esetleg kártérítési pörökre adhat alkalmat. Amihez még ama nehézség is járul, hogy mig a kis viztömeget legtöbbször elegendő pontossággal meg lehet határozni: addig a legnagyobb levezetendő viztömeg rendesen ismeretlen; illetőleg ritkán rendelkezünk kellő pontosságu adatokkal meghatározásához. Egy, már létező bukógát fölött átfolyó viztömeg mennyiségét a következő képletből lehet kiszámítani:
hol a a kisérletek által meghatározandó gyakorlati tényező, g a szabadesés gyorsulása, h a D. hosszu, m a felső vizszin magassága ennek teteje fölött (kissé a gáttól fölfelé mérve, hol a vizszin bukása még nem kezdődik); végre s és s, a vizszin és a gát teteje iránt föllépő erők, melyek meghatározására a következő képletek szolgálnak
hol H a gát fölött levő mederrész középszélessége k és D. magassága a fenék fölött, ϕ ama szög, melyet a viz fölé érő szárnyak képeznek a folyásiránynyal; (ha a szárnyak hiányzanak, akkor a cos. ϕ-t magában foglaló tag kiesik a képletből); Ψ pedig ama szög, melyet a D.-nak a felső viz felőli falazata vagy rézsüje képez a fenékkel.
Ugyanezen képletet használjuk akkor is, ha egy uj D.-at akarunk építeni. Ha ugyanis adva a legnagyobb vizmagasság (k + m), melyre a vizszint Q tömeg lefolyása mellett duzzasztani lehet, akkor meghatározhatjuk a bukógát magasságát (k) és hosszát (h), még pedig legcélszerübb az u. n. regula falsi segítségével. Előbb ugyanis csak gondolom szerinti közelítő értékeket helyettesítünk a föntebbi egyenletekbe, melyeket azután addig változtatunk, míg a belőlük kiszámított érték az adott Q összeggel egyenlő leend.
Ujabb időben e kérdés sokat veszített fontosságából, minthogy a vasgyártás rendkivüli fejlődése következtében (melynek föllendülésével esik össze a lefektethető mozgógátak föltalálása) ezek készítése mindinkább könnyebbé és olcsóbbá válik: ahol tehát az árviz puszításaitól lehet tartani, ott bukógát helyett mozgó alkalmazható.
Az árviz magassága még olyképen is csökkenthető, hogy a D.-at a folyás irányához, illetve a partokhoz rézsutosan építjük, mint az első ábrában A B-nél. Ezen építési mód azonban a költségeket jelentékenyen emeli: egyrészt mert igy hosszabb D.-t kell építeni, másrészt mert az átbukó viztömeg erősen megtámadván az A alatti mederrészt, ezt biztosítani kell az alámosás ellen. Célszerübb tehát a C D E alak, mert ennél a viz sodra a középen marad s ezenfölül a kétoldalt átbukó viz hatása egymást részben megsemmisíti. Hasonló előnyei vannak a két végén lefelé hajló köriv alaknak, (a pontozott C E vonal). Leghatásosabb, amennyiben az árviz duzzadása általa majdnem felényire csökkenthető, az F G H I alak, de egyuttal legköltségesebb is.
