A SZITE-Rácz- Lisickỳ javaslat zárójelentése a Duna fkm szakaszán

Átírás

1 Duna fkm szakasz Dunaremete- Medve Fizikai kisminta-kísérleti vizsgálat 2007 A SZITE-Rácz- Lisickỳ javaslat zárójelentése a Duna fkm szakaszán

2 A SZITE-Rácz- Lisickỳ javaslat zárójelentése a Duna fkm szakaszán Előzmények: A Duna 1992-ben bekövetkezett elterelése óta a Szigetköz tartós vízhiánnyal küzd. Az ben elkészült fenékküszöb (1843 fkm szelvény) a Felső- és Középső-szigetköz gondjain enyhített, mert a megemelt vízszint már lehetőséget biztosított a hullámtéri vízpótló-rendszer üzemeltetésére, így a mellékágrendszerben e műtárgy segítségével a referencia-időszaknak megfelelő vízszintek alakíthatók ki. Ugyanakkor a főmederben kialakult vízszintek messze elmaradnak a kívánatostól. A növényzet gyorsan követte az élőhelyben bekövetkezett változásokat, ma a korábbi kavicszátonyokon sűrű erdők találhatóak, melyek az árvizek levonulását gátolják. Nem megoldott továbbá az Alsó-szigetköz hullámtéri vízpótlása sem, az Ásványi ágrendszer alsó szakasza, a Bagaméri és Patkányos ágrendszer, az fkm szelvények között található bal parti ágrendszer tartós vízhiánnyal küzd. Vízhiány miatt nem rehabilitálható Alsó-szigetközben a mentett oldal sem. A tartós vízhiány miatt megváltozott a táj ökológiai körülményeit, a korábban a szigeteket jellemző vízkedvelő társulások a korábbi medrek fenekén alakulnak ki, míg eredeti helyükön már csak a szárazságtűrőbb fajok életképesek. A jelenleg kialakult állapot azonban e társulásoknak sem kedvez, mivel egy-egy árhullám esetén tartósan víz borít mindent. A főmeder kisvízszint süllyedése egyre gyorsabb, és az előzetes kutatások szerint még további 1,5-2,3 m-es kisvízszint süllyedés várható a szapi torokban, melynek időbeli lefolyása a vízjárástól függ. mbf A szapi hajózási kisvízszintek alakulása között Medvei vízhozamok: m3/s év Aktuális kisvízszinthez tartozó hozammal redukált Q=930 m3/s A kedvezőtlen folyamatok tehát felgyorsultak, az idő múlásával csak egyre nagyobb költséggel, egyre nagyobb áldozatok árán lehet elérni a térség jó ökológiai állapotát. C1 változat / 2. oldal

3 A javaslat Lényege, hogy egy szabályozható, árvízkapuval és kishajó-zsilippel rendelkező, a főmeder 1814,9 fkm szelvényében elhelyezett műtárgy segítségével és a Bagaméri ágvég lezárásával úgy megemeljék a vízszintet, hogy az kisvizes időszakban is közelítse a DB 57-es referencia vízszinteket a főmederben. Ezzel a művel lehetővé válna a szlovák oldalon az fkm szelvények között található mellékágrendszernek, az Ásványi ágrendszer alsó szakaszának, a Bagaméri és Patkányosi ágrendszernek, a további főmedri kisvízszint süllyedés esetén a Nagybajcsi mellékágrendszernek a rehabilitációja, valamint megteremtődne a lehetőség Alsószigetköz mentett oldali területeinek vízpótlására is. Az 1821 fkm szelvényig a zátonyokat víz borítaná, amely megakadályozná a fás szárú növényzet megtelepedését. Emlékeztetőül: a 2002 évi augusztusi árhullám tetőző vízszintjei az 1820 fkm szelvény alatt haladták meg Szigetközben a mértékadó árvízszintet és ebben jelentős szerepe volt a főmederi zátonyok benőttségének. A tervezet szerint a főmeder vízszállító képességét lerontó műtárgy ellensúlyozását a hullámtéri mellékágak vízszállító képességének növelése valamint a főmederben található növényzet eltávolítása ellensúlyozná. A Szigetközi Természetvédelmi egyesület kompromisszumos tervezete összeállításakor felhívta a figyelmet arra, hogy az jelentős beavatkozásokkal jár, de ezek egyszeri beavatkozások, melyeket a várható vízszintek és a teljes rehabilitáció után kialakult állapotok ellensúlyoznak. A terv előzetes egyeztetése során az alábbi beavatkozásokat rögzítő létesítményjegyzék készült, mely a modellbe beépítésre került. A Bagaméri fenékküszöbhöz csatlakozó járulékos beavatkozások Főmeder 1. A zátonyokról a növényzet letisztítása, 40 m széles jégsáv kialakítása fkm szelvényben kotrás a sziget körül, sarkantyúk maradnak, kotrási szint a kisvizes időszakban kialakult felszíngörbe alapján határozható meg: -1.5 m. (112.7 mbf -1.2m = mbf) A szigeten a fák meghagyhatók. A művek bent maradnak. 3. Fenékküszöb kialakítása az fkm szelvényben a mellékelt excel fájl sematikus ábrája szerint a zátony a megfelelő rá és a levezetés érdekében110,1 mbf szinten kotrásra került. Magyar hullámtér beavatkozások 1. Mellékági bukók alatt a kimosódás megakadályozására ki kell alakítani a megfelelő biztonságú utófeneket 2. A mellékági bukók alatt a szigeteket az akadálytalan árvízi lefolyás miatt el kell távolítani: Gombócosi zárás alatt Halrekesztői híd alatt Farkaslyuki zárás alatt Gatyai híd és fenékgát környezetében Öntési sziget kifolyással szemben 3. Az ásványi kikötő további parteróziójának megakadályozása miatt a kikötő feletti átvezetés felújítása, (Morvasziget csatorna) nyomvonal-módosítással 111,5 mbf szintre 6 m-es fenékszélességgel. C1 változat / 3. oldal

4 4. Az Ásványi rét végén árvízi levezetősáv kialakítása a Bagaméri mellékág felé 5. Árvai zárás lesüllyesztése mbf szintre, 4*2,74 m-es nyílással (modellben 11 m egyben, 2,2 cm-es nyílás) ezt az SBG-66 hídgerendák határozzák meg, mert a közlekedést biztosítani kell. ( korábbi elvi engedélyes tervben meghatározott 4 nyílás.) A híd koronaszintje a tervnek megfelelően 115,05 mbf, mellette árapasztó bukó kialakítása miatt célszerű meghagyni a koronamagasságú bukót. 6. Bagaméri mellékág kotrása 40 m szélességben 110,0 mbf szintre. (nem volt felmérés a felső szakaszról!!! A modellben fiktív adatok állnak rendelkezésre) 7. Aprókövesi zárás kialakítása 113,4 mbf szintre, 20 m-es beszűkítés 110,0 mbf szintre 8. Bagaméri dunaág torkolati fenékküszöbjének kialakítása 15 m szélességben 111,0 mbf szintre, jp felé 90, bal part felé 160 m szélességben 112,8 mbf szinten bukókorona (ez gyakorlatilag DB m szint, tehát elárasztás), partok mellett bp 113,8 mbf, jobb part 115,0 mbf szintre kialakítva. 9. Patkányosi ágrendszer fő ágainak kotrása 110,0 mbf szintre 6 m szélességben, a végén 111,0 mbf szintű bukó kialakítása 10. Pulai és Kalacsi mellékág összekötése 109,5 mbf szinten a főmederrel párhuzamosan 11. A Gyalapi rét végén a laposban meder kialakítás 6 m fenékszélességgel mbf szinten bekötve a Pulai ágba Szlovák hullámtéri beavatkozások 1. Az 1818 fkm szelvényben kilépő alsó (töltéstől távolabbi) mellékág kotrása 30m szélességben 111,0 mbf szintre 2. Átkotrás az Ispánki dunaág felé 30 m szélességben 110,5 mbf szinten 3. Ha kell az Ispánki ágban 30 m széles 110,0 mbf szintű kotrás (nincs felmérés, csak a légifotón egy széles ág látszik) 4. Tovább kotrás a főmeder felé 110,0 mbf szinten 20 m szélességben 5. Töltőbukó kialakítása mbf (téli kisvíz -0.2 m) szintre, alatta a zárások sorban: első zárás 12 m széles 111,0 mbf szinten és 115,0 mbf maga a zárás koronaszint (árasztási szint) második nyílás egyezik az előzővel, de a zárás koronaszint 114,6 mbf a harmadik 12 m széles, de küszöbszintje 110,5 mbf, koronaszint 114,3 mbf negyedik egyezik az előzővel (zárás koroaszintet nem célszerű csökkenteni, hogy az alvízcsatorna felé bukjon) Zárás : egyezik a Bagaméri ággal, csak 60 cm-el feljebb van. (fenékbiztosítás, bukónál 1:10 rézsű) Hallépcső szint mbf, árvízi bukó 113,4 mbf és bezár a partélbe m széles bukó kialakítása az alvízcsatorna felé mbf szintre (árasztási szint a légvonalban lévő 1515 fkm szelvényben +0,5 m) 7. Foki zárás lesüllyesztése mbf, a zárás alatti feltöltődés eltávolítása 8. Foki meder kotrása 40 m fenékszélesség 110 mbf szint m széles híd beépítése 17 VO szelvény alá 110 mbf fenékszinttel 114,0 koronaszinttel (árasztási szint+0,5 m) 10. Ágvéglezárás készítése mbf koronaszinttel és 15 m-es nyílással mbf szintre (árasztási szint+0,5 m) 11. Lisicky féle mellékág kotrása 15 m szélességben 111,0 mbf szintre A tervről készült AutoCAD rajz, valamint a modellkísérletek során készített fényképfelvételek a mellékletekben megtalálhatók. C1 változat / 4. oldal

5 Modelleredmények A javaslat létesítményjegyzéke alapján kialakításra került a modell. Elkészültek a szükséges kotrások, a mederfenekekről a növényzet eltávolításra került és kialakítottuk a műtárgyakat is. A műtárgyak csak sematikusan került beépítésre, hiszen a méretarány nem tette lehetővé a tervezett műtárgyak részletes ellenőrző vizsgálatát. A fenékküszöb fő elemei: 3*24 m széles szabályozható árvízkapu 110,10 mbf fenékszinten 20 m széles hallépcső 111,80 mbf fenékszinttel Fenékküszöb 112,8 mbf magasságban mbf 118 A fenékküszöb modellbe beépített sémája az 1814,9 fkm (20 meder) szelvénybe Mederterület MÁSz alatt keresztszelvény 1992,9 m2 Fenékküszöb 1501 m2 Különbség: 492 m m fkm Fenékküszöb sémája 1814,9 Mederkotrás a mű előtt és alatt MÁSz Mivel ebben a méretarányban a szabályozhatóságot nem állt módunkban vizsgálni, a kisvizes állapot modellezésekor az árvízkapukat teljesen zárva, árvizek modellezésekor pedig nyitva tartottuk. C1 változat / 5. oldal

6 Az Árvai zárás átjárhatóságát egy híddal biztosítottuk, míg a Bagaméri ág lezárását egy hallépcsővel tettük átjárhatóvá.(ágvéglezárás 112,8 mbf) Az árvai zárás átalakítása A Bagaméri ág lezárása a modellben Mint az a fényképfelvételeken is látható, a fenékküszöb beváltotta a hozzá fűzött reményeket, a kisvízszintek megemelésével lehetővé vált a korábban száraz mellékágak vízpótlása. A én végzett rendszermérés adatait nyitó és záró peremfeltételként beállítva az alábbi felszíngörbét mértük: mbf Duna állapot modellezése A SZITE javaslatára kialakult kisvízszintek Dunaremete érkező: 407 m3/s Doborgaz: 30 m3/s Sorjás bukó : 46,7 m3/s Alvízcsatorna: 546 m3/s Medvei vízhozam: 1030 m3/s állapot (vízszintrögzítés és fkm Kisvíz JÚLIUS 17. DB 1966 Az előállítható kisvízszintek zárt táblaállás mellett tehát meghaladják a térséget jellemző eddigi legmagasabb hajózási kisvízszintet (1966), a vízszintek pontos beállítását a mozgatható szerkezet teszi lehetővé. A műtárgy felett kialakuló főmedri vízszintek az 1821 fkm szelvényig a jelenleg meglévő zátonyokat vízzel borítják, tehát a növényzet letermelése után a műtárgy üzembe helyezését követően az árvizek biztonságos levonulását gátló fás szárú növényzet várhatóan nem alakul ki újra. A duzzasztás hatására a ma utófenék-gondokkal küszködő műtárgyak (Halrekesztői híd, Pókmacskás) kellő megtámasztást kapnak, ezzel a műtárgyak alatti kimosódás megszűnik, az elragadott mederanyagból épített és mára beerdősült zátonyokat a meder fenekén ismét víz borítja. Az Ásványrárói kikötő kishajókkal megközelíthető maradt. C1 változat / 6. oldal

7 A jobb parti hullámtéri vízpótlón az alábbi vízszinteket mértük: Mérés helye modell SziTE mbf mbf eltérés m Halrekesztő felvíz Farkaslyuki felvíz Gatyaifelvíz Árvaifelvíz Bagamér torok A bal parti mellékágrendszer két ponton történő megtáplálása is lehetővé vált, az 1818 fkm szelvényben kialakított töltőbukóra szépen fordult rá a víz. Az ásványrárói kikötő árvízi rongálásainak elkerülése érdekében kialakított mederátvágást is elfogadta a víz. C1 változat / 7. oldal

8 Az árvizek levonulását tehát ezek a mellékágak, valamint a bal parti mellékág árvízkapuval az alvízcsatornára történő rányitása segítette volna. Az árvízszintek kialakulását az alábbi peremfeltételek között vizsgáltuk: Vízszám megnevezés érkező vízhozamok m3/s Medvei híd főmeder alvízcsatorna mbf augusztus tetőző vízszint %-os valószínűségű vízhozam a jelenlegi állapotban %-os valószínűségű vízhozam a mértékadó árvízszinten A javasolt beavatkozások alacsonyabb árvízszintet eredményeztek azonos peremfeltételek mellett, mint a 2002 augusztusában kialakult vízszint és alacsonyabb vízszintek alakultak ki az 1%-os valószínűségű vízhozam mellett a jelenlegi állapotban kialakuló vízszinteknél is. Az 1%-os valószínűségű vízhozam azonban magasabb vízszintek mellett vonult le, mint a mértékadó árvízszint. A tervezett fenékküszöb árvízkor: az árvízkapu nyitva, de még így is visszaduzzaszt C1 változat / 8. oldal

9 mbf Duna fkm szakasz árvizes modell 2007 SZITE változat tkm /19 Tényleges Számított 1% Bőssel Mértékadó árvízszint 100 éves Bőssel jelenlegi állapotra MÁSZ Bőssel A Bagaméri kanyar visszaduzzasztása, ami a medvei hídszelvényben jelenlegi állapotban kialakult visszaduzzasztás miatt eddig nem érvényesült, a mértékadó árvízszintek helyreállítása után már jelentkezik. Mivel nem feltételezhető, hogy az árvízszintek csökkentése érdekében a medvei hídszelvény alatt nem történnek beavatkozások és mivel törvény írja elő az 1%-os valószínűségű vízhozam tervezett levezetési szintjét, ez az állapot nem volt elfogadható, további beavatkozásokat kellett végezni az árvízszintek további csökkentése érdekében. A beavatkozásokat a jelen lévő szakértők együtt dolgozták ki. Korábbi modellkísérletek már bizonyították, hogy kedvezőtlen kanyarulati sugarakat nehezen követ egy-egy árhullám. Ez esetben egy, a hullámtéren kialakított kedvezőbb kanyarulati paraméterekkel és megfelelő szélességgel rendelkező levonulási sáv hathatósan csökkentheti az árvízszinteket. Erre csak a bal parton volt mód. C1 változat / 9. oldal

10 Az fkm szakaszon, a Foki mellékág környezetében tehát művelési ág változtatás szükséges, a beerdősült területet át kell alakítani rét-legelővé. Mint később kiderült, korábban a hajózás megkönnyítése miatt (navigáció) is ez a művelési ág volt jellemző erre a területre. A zátonyon megtelepült növényzetet is teljesen el kellett távolítani a zátonyról. (Tehát a korábbi éveket jellemző partélig) A Gyalapi rét vízszállítása jó, de a víz továbbvezetése nem megoldott. A Gyalapi rét végén az árvízi levezetősávot be kell vezetni az ott található laposba. A lapos ökológiai és árvízvédelmi célú kotrása szükséges. A kotrást rá kell vezetni a laposra és alul be kell kötni a Hosszúkői, majd a Pulai ágba, amely az árvízi vízhozamokat hatékonyan továbbvezeti. A javasolt beavatkozás hatására az 1%-os valószínűségű vízhozam mellett kialakult árvízszintek a mértékadó árvízszint alatt maradtak án a SVP OZ Bratislava munkatársai tekintették meg a modellt. A szlovák fél jelezte, hogy az alvízcsatorna 1,750 fkm szelvényébe javasolt árapasztó üzembe helyezése vízszintemelkedést okozhat az alvízcsatorna erőmű alatti szelvényében és ezzel a műtárgy árvízi vízemésztő képessége romolhat. Ezért kéri annak vizsgálatát, hogy mértékadó árvíz esetén mekkora vízszintemelkedést okoz az árapasztó szelvényében a műtárgy üzembe helyezése. Javasolja továbbá, hogy az árvízi levonulási sáv, tekintettel az 1811 fkm szelvényben található kedvezőtlen paraméterű kanyarra és az alvízcsatorna torkolatára, kerüljön a szemközti oldalon kialakított szélességhez hasonlóan meghosszabbításra a Duna 1812,4 fkm szelvény jobb partján ívelve bekötve a Bagaméri ág torkolatáig. Ezzel egy időben kerüljön lezárásra a tervezett árapasztó műtárgy. C1 változat / 10. oldal

11 A kért vizsgálatokat elvégeztük. A szlovák fél által kért levonulási sávot az ökológus szakértők jelenlétében az árvízi áramlási viszonyok ismeretében határoztuk meg. Csak a modell leürítése után vált láthatóvá, hogy az így kialakított levonulási sáv egybe esik a korábbi partéllel. Ezen a szakaszon, csakúgy mint a szemközti parton az 1815 fkm szelvényben, a növényzet két lépcsőben foglalta el a főmedret, először a sarkantyúorrig, majd a sarkantyúorr előtt a meder középvonala felé mintegy m szélességben. A modellkísérletek során először csak ez utóbbiak kerültek eltávolításra, tekintettel arra, hogy a beljebb eső területeket az ökológus szakértők védelemre javasolták. Most bebizonyosodott, hogy a víznek korábbi mederterületeire maradéktalanul szüksége van. A továbbiakban már csak az 1%-os valószínűségű vízhozam mértékadó árvízszinten történő levezetését vizsgáltuk. A jobb parti levonulási sáv megnyitása és az árvízkapu lezárása meglepő eredményt hozott. Az várható volt, hogy az 1818 fkm szelvény felett az árvízszintek megemelkednek, de arra nem számítottunk, hogy a levonulási sáv megnyitása ellenére a szapi torokban vízszintemelkedés következik be.. A jobb parti töltés mellett végzett rögzítés szerint a Bagaméri kanyar környezetétől lefelé a vízszintek egyeztek, a főmederben pedig a szapi torokban az árvízkapu lezárása miatt a megnyitott levonulási sáv ellenére megemelkedtek a vízszintek. Ennek két oka lehet: Az árvízkapu lezárása miatt jelentősebb a főmeder vízszállítás, ennek a víztömegnek követnie kell a szapi kedvezőtlen kanyart. Az Ispánki mellékágból e szelvény felett tér vissza víz a főmederbe és azonnal belekényszerül egy kedvezőtlen kanyarba. Az árvízkapu ismételt megnyitása javított levonulási sáv mellett hozta a legkedvezőbb eredményt. Megmértük a az árvízkapu magasságában kialakult vízszinteket is, csak tájékoztató jelleggel, hiszen már nem állt mért szelvény a rendelkezésre. Azt tapasztaltuk, hogy a torokban kialakult visszaduzzasztás miatt lezárt árvízkapu mellett az utolsó mért szelvényben (210) magasabb vízszintek alakultak ki, mint nyitott árvízkapu mellett. Ennek a kérdésnek részletes vizsgálata még szükséges. C1 változat / 11. oldal

12 A felszíngörbén látható, hogy a jobb parti levonulási sáv a tervezett műtárgy alatt csökkenti a vízszinteket. mbf Duna fkm szakasz árvizes modell 2007 SZITE javított változat (03) tkm SZITE 1% +MÁSZ Bőssel bal parti levonulási sáv árvízkapuval Mértékadó árvízszint 51/1997 évi BM rendelet SziTE 1%+ MÁSz Bőssel árvízkapu nélkül jobb és bal partilevonulási sáv SZITE 1% +MÁSZ Bőssel jobb és bal parti levonulási sáv árvízkapuval mbf 120 Árvízszintek a modellben SZITE javított változat (03) Duna fkm szelvények között SZITE % +MÁSZ Bőssel bal parti levonulási sáv árvízkapuval fkm SziTE 1%+ MÁSz Bőssel árvízkapu nélkül jobb és bal partilevonulási sáv SZITE 1% +MÁSZ Bőssel jobb és bal parti levonulási sáv árvízkapuval Mértékadó árvízszint 51/1997 évi BM rendelet A modellvizsgálatok után leürített mederről készült felvételek rávilágítottak arra, hogy a zátonyok részleges kotrása a sarkantyúmezőkben nem ad kivitelezhető megoldást. Az érkező C1 változat / 12. oldal

13 hordalék az első két mezőt feltöltötte a zátony szélessége pedig a meder felé tovább növekedett. Ebben valószínűleg szerepet játszott a benn hagyott növényzet is. Kozák Miklós - Vízfolyások rendezése c. tankönyvének, 66. oldalán található, 2.20 ábrája a görgetett hordalék mozgását mutatja árhullámok idején. Mint az az ábrán is látható, árhullámok idején a görgetett hordalék a zátonyok teteje felett mozog. Mivel a hordalékelragadó erő a sebesség négyzetéve arányos, feltehetően a hordalék azért mozog ezen a pályán, mert itt a legnagyobb a keresztszelvényen belül a sebesség. A modellben nem sikerült ezt a pályát szabaddá tenni, feltehetően pont itt maradt benn a növényzet, ugyanakkor ez az ábra és a kísérlet is rámutatott arra, hogy mennyire fontos, hogy a zátonyok vízszállítóképességét megőrizzük. C1 változat / 13. oldal

14 A fenékgát vízszintemelő hatására a zátonyokat az 1821 fkm szelvényig víz borítja. A következő modellben vizsgálni kell, hogy a zátonyok kisvízszint alá történő kotrása azokon a szakaszokon, ahol a vízborítás nem biztosítható, mit eredményez. Az 1814,9 fkm szelvénybe tervezett fenékküszöb alvízi szelvényeibe is mederátrendeződést tapasztaltunk. A modell ebben a méretarányban nem ad korrekt javaslatot egy utófenékre, a műtárgy tervezése során, különös tekintettel a még várható medersüllyedésekre, a műtárgy utófenekének méretezését gondosan kell elvégezni. Mivel a modellkísérletek műtárgy felett a foki mellékág felé kilépő levonulási sáv szelvényében kimosódásokat mutattak, a kilépő szelvény biztosítását el kell végezni. Felhívom a figyelmet azonban arra, hogy a tervezett fenékküszöb csak a kiegészítő létesítményekkel együtt, azok folyamatos karbantartása mellett biztosítja az árvizek biztonságos levezetését. Jelezni szeretném továbbá, hogy az M=1:500/100 méretarányú modell nem alkalmas műtárgyvizsgálatokra, azt a tervezett műtárgy pontos méreteinek meghatározása érdekében a tervezés előtt el kell végeztetni (Üvegcsatornás vizsgálatok BME vagy VITUKI) C1 változat / 14. oldal