A júniusi árvíz tetızı értékeinek alakulása a magyar Alsó-Dunán

Átírás

1 Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyőlés - Szeged, július 2-4. A júniusi árvíz tetızı értékeinek alakulása a magyar Alsó-Dunán Dr. Goda László Alsó-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság 1. Bevezetés A júniusi, rendkívüli dunai árvíz tetızı vízállás értékei a magyar szakasz legdélebbi vízmércéinek kivételével meghaladták az eddig észlelt legmagasabb vízállásokat. A dolgozat a magyar Alsó-Dunán vizsgálja a levonulás körülményeit, összevetve azokat a korábbi nagy árvizek levonulási jellemzıivel, magyarázatot keresve a kialakuló csúcsvízállások és vízhozamok hosszmenti alakulására, illetve az abban tapasztalható eltérésekre az egyes árhullámok esetén. Érinti a fımeder és a hullámtér jellemzı idıbeli változásait és azok hatását a levezetı képesség alakulására. A dolgozat nem foglalkozik részletesen a évi árhullám hidrometeorológiai elızményeivel. E körülményekkel kapcsolatosan itt annyit tartunk érdemesnek megjegyezni, hogy az árhullám alapvetıen a május végén és június elején a nyugat- és közép-ausztriai vízgyőjtıkre lehullott, helyenként négy nap alatt 120 mm-t is meghaladó csapadékból keletkezett. A bajor és szlovákiai vízgyőjtıkre ebben az idıszakban ugyancsak jelentıs, de nem szélsıségesen nagy csapadék hullott. 2. Az árhullám levonulása A lehullott csapadék következtében a Duna bajor-, és osztrák szakaszán, valamint mellékvízfolyásain intenzív vízszint-emelkedés kezdıdött, amihez a cseh- és szlovák folyók számottevı vízhozamai adódtak. A bajor-dunán és az Innen lezúduló árhullám Passaunál az eddigi LNV-t több mint 2 m-rel meghaladó tetızést eredményezett. Az osztrák szakaszon LNV-t megközelítı tetızések voltak, Pozsonynál és alatta ismét jelentısen LNV felett voltak a legnagyobb vízállások. 1. táblázat. A Budapest Mohács Duna-szakasz vízállás tetızései és eddigi LNV értékek Állomás H max Eddigi LNV LNV meghaladás Fkm megnevezés cm Idıpont cm Dátum cm Budapest Adony Dunaújváros Dunaföldvár Paks :00-13: Dombori Baja : Dunaszekcsı Mohács

2 A rendkívüli áradás a folyó magyarországi szakaszát május végén érte el. A magyar Felsı- Dunán ugyancsak eddig nem tapasztalt magasságú vízállásokat észleltek, cm-rel a korábbi LNV értékek fölött. Lefelé haladva az árhullám fokozatosan lapult, de még így is LNV-t meghaladóan tetızött egészen Bajáig. A Budapest alatti mederszakasz fı vízmércéin a tetızések alakulását az 1. táblázat foglalja össze. A Dunaföldvár-déli országhatár közötti szakaszon a kezdeti állapotnak tekinthetı %-os mederteltségre érkezett az árhullám. A 16 napig tartó áradó ágat követıen Bajánál június 12-én tetızött a folyó. 3. Az árhullám tetızésének elemzése Baján és a fölötte lévı mércéken a korábbi, évi LNV-t meghaladóan tetızött az árvíz. Budapesten és fölötte és évi LNV-k dıltek meg ismét. Ugyanakkor Dunaszekcsın 15 cm-rel, Mohácson 20 cm-rel a régi (1965-évi) LNV alatt tetızött az árhullám. E jelenség okának vizsgálatához vessünk egy pillantást az elmúlt 60 év kiemelkedı árvizeire. Az 1. ábrán 1 éven belüli idıskálán, de azon belül a tényleges megjelenésük szerint ábrázoltuk a nagy árvizek Baján észlelt vízállás idısorait, között. Szembetőnı, hogy az évi árvíz szinte a teljes idıtartományt átfogja, láthatóan óriási tömege mellett karcsúnak tőnik a többi árhullám. Itt csak a csúcsát elemezve megállapíthatjuk, hogy bajai harmadfoknak megfelelı cm fölött 23 napig, cm fölött 10 napig, 970 cm fölött 5 napig tartózkodott a víz. (Hasonló idıtartamok a évi árvíznél rendre: 7,5; 4,5 és 3 nap). Még az ötnapos idıtartam is hosszabb annál, amennyi idı alatt szakaszunkon végighalad a víz. Az évi árhullámnál ez azzal járt, hogy a hullámtérnek volt ideje teljesen feltöltıdni és az árhullám további tározódására nem volt tér, tehát az elhúzódó tetızés idıszakában permanenshez közeli állapot alakult ki. Vagyis közel azonos vízhozamokat vitt a teljes szakasz. Az árvízi vízhozammérések tekintetében 1965-ben Baja kitüntetett helyzetben volt, nagy gyakorisággal számos mérést végeztek. A legnagyobb megmért vízhozam 8130 m 3 /s volt. A fentiek alapján azt feltételezhetjük, hogy ez a hozam a teljes Duna-szakaszunkon hasonló volt, számottevı csökkenés nélkül. Ezt a 2. táblázat adatai igazolják is, a Budapesten és Baján mért csúcshozam csaknem azonos volt. Kiemelkedı árhullámok összevetése ( ) Duna - Baja Vízállás, cm Idı 1. ábra. 6 évtized nagy árhullámainak alakulása a Duna bajai szelvényében.

3 Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyőlés - Szeged, július táblázat. A nagy árhullámok megmért tetızı vízhozamai a Dunán és egyidejő vízhozamok a Dráván Állomás június augusztus április június június. Q, m 3 /s Budapest Dunaújváros Dombori Baja Mohács Dunaszekcsı Drávaszabocs ~1350 (egyidejő) ~ (egyidejő) Ellapulás mértéke Budapest és Baja között, m 3 /s A 2013-as árhullámnál (és hasonlóképpen a korábbi, karcsú árhullámoknál) jobban érvényesülhetett úgy a fımeder, mint a hullámtér transzformáló hatása. Így ahhoz, hogy az árhullám Baján a korábbi LNV-t meghaladó értékkel vonuljon le, az évit számottevıen meghaladó csúcshozamokra volt szükség. Ez a 2. táblázat adatai alapján teljesült is. Szakaszunk felsı határához 600- m 3 /s-mal magasabb tetızı vízhozam érkezett, mint 1965-ben. Abban, hogy az LNV meghaladása Bajánál csak 13 cm volt, annak is szerepe lehetett, hogy a meder vízszállítása mérsékelt növekedést mutat az ismert medersüllyedési folyamatok következtében (Baja környezetében óta cm, részletesebben lásd a 4.2 alatt) A Baja alatti szakaszon a csúcshozam csökkenése (az árhullám lapulása) ellenére valamivel magasabb vízhozamokat mértünk, mint ami az évire feltételezhetı (1965-re nincs mért adat). Az, hogy ezen a szakaszon a tetızı vízállás cm-rel elmaradt az LNVtıl, részben ugyancsak a medersüllyedés javára írható. E mellett az árhullám levonulása szempontjából kedvezı volt a szerb Duna szakasz alacsony mederteltsége is ben a Dráván is árhullám vonult le a dunai árvízzel egy idıben, aminek számottevı visszaduzzasztó hatása lehetett (lásd a 2. táblázat adatait). A Veránkai nyárigát átszakadásának hatása Az árhullám legmagasabb vízállása Bajánál a vártnál kissé hamarabb, június 12-én hajnalban, a tetızési idıszak kezdetén állt be. A jelenség hátterében a bajai mércétıl 7 km-re északra lévı Veránka-szigeten lévı nyárigát átszakadása áll (a nyárigát helyzetét lásd az 5. ábrán). A Veránkai nyárigát mintegy 275 ha nagyságú területet védett. A gát szakadása én hajnalban következett be a terület északi oldalán. A környékbeli mérések alapján a területen legalább 2,3 m átlagos elöntési vízborítást feltételezhetünk, tehát a beömlı víz

4 térfogatát 6,3 millió m 3 -nek számíthatjuk. A feltöltéshez szükséges víz nagy része a gemenci hullámtérbıl származott, de az esemény a fımederben is okozott néhány cm-es vízszíncsökkenést, ami jól látszik a közeli vízmércék idısorán (2. ábra). Egyúttal a tetızés idıpontja néhány órával elıbbre került az eredeti helyzethez viszonyítva. A vázlatos rekonstrukció alapján azt feltételezhetjük, hogy a szakadás nélkül a tetızés Bajánál 1-2 cm-rel magasabban és 6-8 órával késıbb következett volna be vízállás, Baja, cm Becsült tetızés szakadás nélkül Regisztrált vízállások, Baja vízállás, Érsekcsanád, cm Észlelt vízállások, Érsekcsanád Idı 2. ábra. Az árhullám tetızı értékeinek alakulása a veránkai nyárigát szakadásának következményeként. 4. A meder és a hullámtér vízszállító képességének vizsgálata A vízállás és vízhozam kapcsolatának idıbeli változása alapján következtethetünk arra, hogy a meder és azzal együtt a hullámtér vízszállító képessége változik-e kedvezı, vagy kedvezıtlen irányba. A következıkben az utóbbi 6 évtized nagy árvizei mérési adatainak felhasználásával, a Duna-szakaszunkon mőködı állami fımércékre szerkesztett kétváltozós vízhozamgörbék alakulását vizsgáljuk meg Paks és Dombori Paks ugyan nem hivatalos vízhozam-nyilvántartó állomás, de ennek ellenére elegendı információ állt rendelkezésre kétváltozós összefüggések szerkesztésére. A 3. ábrán csak az idıszakot jellemzı szélsı görbéket, valamint az árvizek során végzett mérések eredményeit ábrázoltuk a vízjárás felsı tartományára. A görbék egyértelmő jobbra-tolódása a mérce környezetében (legnagyobb mértékben fölötte, Dunaföldvár térségében) bekövetkezett medersüllyedés következménye. Itt nem részletezve a problémát, az látható, hogy a felsı tartományban a görbék összesimulnak, tehát a medersüllyedés az árvízi vízszállító képességet csak mérsékelten befolyásolja. Összhangban az árvízi mérések eredményeivel, az árvízi tartományban a vízszállító képesség mérsékelt növekedése állapítható meg. Ugyanakkor feltételezhetı, hogy a kritikus magasságban a görbék összesimulásával ez a hatás eltőnik. A Dombori állomás régi vízhozamgörbéin a felsı tartományban mutatkozik ugyan némi szerkesztési bizonytalanság, de összességében hasonló megállapítást tehetünk, mint Paks esetében (4. ábra).

5 Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyőlés - Szeged, július 2-4. Vízhozamgörbék nagyvízi tartományának és az árvízi mért vízhozamok összevetése Duna - Paks Törzsszám: Vízállás (cm) QH görbe QH görbe júliusi mérések aug. mérések 600 Megjegyzés: az évi árvíz során nem voltak árvízi mérések júniusi mérések június Vízhozam (m 3 /s) 3. ábra. A kétváltozós vízhozamgörbék és az árvízi vízhozammérések eredményeinek alakulása a Duna-Paks állomáson. Vízhozamgörbék nagyvízi tartományának és az árvízi mért vízhozamok összevetése Duna - Dombori Törzsszám: Vízállás (cm) QH-( ) QH-(2006-) júliusi mérések áprilisi mérések júniusi mérések 550 Megjegyzés: az évi árvíz során nem voltak árvízi mérések júniusi mérések augusztusi mérések Q (m 3 /s) 4. ábra. A kétváltozós vízhozamgörbék és az árvízi vízhozammérések eredményeinek alakulása a Duna-Dombori állomáson.

6 4.2. A Baja-környéki mederszakasz A Baja-környéki szakasz vízvezetı képességének alakulásában köztudottan jelentıs szerepet játszik a gemenci hullámtér, amely mintegy 30 km hosszúságban kíséri a folyót (5. ábra). Jellemzı szélessége 7-9 km. Becsült befogadó képessége a évi árhullám tetızı vízállásszintjeivel számolva mintegy 400 millió m 3. Baja magasságában a hullámteret kelet-nyugati irányban átmetszi az 55 sz. fıút és az azzal párhuzamosan futó vasútvonal. Ezeken a víz csak 4 hullámtéri hídnyíláson juthat át. Így a teljes bajai vízhozamot a fımederben levonuló víz és a hullámtéri hidak alatt átfolyó víz összege adja. A hullámtér természetes árvízi tározóként mőködve segíti a nagy árhullámok ellapulását, ugyanakkor, a vegetáció pillanatnyi állapotának megfelelı hidraulikai érdesség függvényében, lassíthatja a víz levonulását. Veránka, nyárigát 5. ábra. A gemenci hullámtér és a hullámtéri hídnyílások helye az 55. sz. fıút mentén.

7 Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyőlés - Szeged, július 2-4. Az évi árvíz során számos mérést végeztek a hullámtéri hidaknál, amelyek felhasználásával az átvezetett vízhozamot összefüggésbe lehet hozni a bajai vízmérce észlelt vízállásaival (6. ábra). Több évtizednyi kihagyás után (amely évtizedekben az árvizek is ritkábbak voltak) óta részletes mérésekkel követjük a 4 hullámtéri híd által átvezetett hozamokat. Az elmúlt évtizedekben felnövekvı és erısödı növényzet volt tapasztalható a hidak környezetében. A romló átfolyási viszonyokat a mérési eredmények is jelezték. A évi, augusztusi árhullámnál a mérési pontok balra mozdultak. A 2006-os tavaszi árvíz során kedvezıbb eredményeket tapasztaltunk, ami azzal magyarázható, hogy a levonulás idıszakában a növényzet még nem volt kilombosodva. Ugyanakkor a és évi (nyári) árhullámok mérési eredményei a vízemésztı képesség további romlását mutatják Baja - hullámtéri hidak összesített vízhozamgörbéje Vízállás, cm Vízhozam, m3/s 6. ábra. A Baja-Bátaszéki (55 sz. út) hullámtéri hídjainak összesített vízhozamgörbéje az árvízi mérések eredményeivel ben kezdeményezésünkre a Gemenc ZRT a hidak felvízén és alvízén ritkította az erdıt és eltávolította az aljnövényzetet. A 6. ábrán feltüntetett adatok igazolják, hogy ez erısen hozzájárult ahhoz, hogy a évi méréseink az évi mérésekhez jól illeszkedı eredményeket mutatnak, különösen az árvíz tetızésének tartományában. Ez egyúttal arra is rámutat, hogy a hidak környezetének állapotát szükséges a jelenlegi tisztított állapotban folyamatosan fenntartani, sıt, a hullámtér tágabb területeire kiterjedıen, az árvízi áramlási irányok figyelembe vételével kialakított és fenntartott vízvezetı sávokkal a vízvezetı képesség feltehetıen tovább is javítható lenne. A 7. ábrán az utolsó 6 évtized jellemzı kétváltozós vízhozamgörbéit ábrázoltuk a bajai szelvényben. Az ábrán a görbék jobbra-tolódása látható. A kisvízi-középvízi tartományban ennek oka egyértelmően az ismert medersüllyedés, a kis-, középvízi meder beágyazódási folyamata. Az árvízi tartományban ezt tovább módosítja a hullámtér esetleges feltöltıdésének hatása, valamint az, hogy az árvíz jelentkezésekor milyen hidraulikai érdességet (benıttséget) mutat a hullámtér. Így pl. a ben érvényesnek tekinthetı görbét követıen amit a augusztusi árvíz figyelembe vételével szerkesztettünk a évre szerkesztett görbe

8 felsı végét jobbra kellett mozdítanunk a áprilisban kedvezıbb hullámtéri állapotok miatt. A júniusban jelentkezı árvízkor a görbe felsı vége balra mozdult. Ettıl némileg kedvezıbb állapotokat mutatnak a évi mérések, aminek oka, hogy az 55-ös út hullámtéri hídjainak környezetében megtörténtek a fentebb említett jelentıs erdészeti tisztítási munkák. Vízállás (cm) Vízhozamgörbék idıbeli változásai Duna - Baja Törzsszám: QH-( ) QH-(1965) QH-( ) QH-( ) QH-(2010- ) Vízhozam (m 3 /s) 7. ábra. A kétváltozós vízhozamgörbék alakulása a Bajánál. A 8. ábrán a vízhozamgörbék felsı tartományát és a nagy árvizek során végzett vízhozammérések eredményeit ábrázoltuk. Látható, hogy az évi árvíz pontjai a lassúbb emelkedés, illetve a többszöri áradás-apadás miatt nem alkotnak szabályos hurokgörbét, hanem a szóródnak a vízhozamgörbe körül. A többi árvízhez kapcsolódó mérések eredményei többé-kevésbé szabályos hurokgörbékbe rendezıdnek Mohács A vízállás-vízhozam kapcsolat Mohácsnál is hasonló viselkedést mutat, mint amit a fölötte lévı állomásoknál megállapíthattunk: a görbék jobbra tolódása látható, a vízszállító képesség kismértékő növekedését jelezve. Az árvízi hurkok ingadozásait tekintve az is látható, hogy a vízszállító képességet a szezonalitás is számottevıen befolyásolhatja (9. ábra).

9 Magyar Hidrológiai Társaság XXXII. Országos Vándorgyőlés - Szeged, július 2-4. Vízállás (cm) Vízhozamgörbék nagyvízi tartományának és az árvízi mért vízhozamok összevetése Duna - Baja Törzsszám: QH-( ) QH-(1965) QH-( ) QH-(2010-) júniusi mérések augusztusi mérések áprilisi mérések Megjegyzés: az évi árvíz során nem voltak árvízi mérések júniusi mérések júniusi mérések Q (m 3 /s) 8. ábra. A kétváltozós vízhozamgörbék és az árvízi vízhozammérések eredményeinek alakulása a bajai vízmérce árvízi tartományában. Vízállás (cm) Vízhozamgörbék nagyvízi tartományának és az árvízi mért vízhozamok összevetése Duna - Mohács Törzsszám: QH-( ) QH-(2011-) júliusi mérések augusztusi mérések áprilisi mérések 600 Megjegyzés: az évi árvíz során nem voltak árvízi mérések júniusi mérések júniusi mérések Q (m 3 /s) 9. ábra. A kétváltozós vízhozamgörbék és az árvízi vízhozammérések eredményeinek alakulása a mohácsi vízmérce árvízi tartományában.

10 5. Összefoglalás, következtetések A fentebb bemutatott eredmények az alábbi következtetésekre vezetnek: - A középvízi meder süllyedése némiképp ellensúlyozza a hullámtér (pontosan nem ismert) feliszapolódásának és a vegetáció erısödésének hatását. Viszont a meder-süllyedés hatásaként jelentkezı vízszállító képesség növekedés ami a középvízi mederben még számottevı a teljes hullámtéri mederben, a vízállások emelkedésével fokozatosan csökken, kritikus vízállás magasságoknál esetleg el is tőnik. - A hullámtéren a növényzet által meghatározott hullámtéri érdesség ami nagymértékben a szezonalitás függvénye is jelentısen befolyásolja a tetızések alakulását. További vízvezetı sávok kialakítása és fenntartása kívánatos. - A gemenci hullámtéri hídnyílások és azok környezetének állapota szintén alapvetıen befolyásolja a tetızések alakulását. A hídnyílások rendszeres tisztítását alapkövetelményként kell kezelni. - A júniusi árhullámot ugyan több tekintetben rendkívüliként jellemeztük, az árvíz kialakulásának körülményeit elemzı itt részleteiben nem tárgyalt meteorológiai és hidrológiai vizsgálatok arra mutattak rá, hogy ezzel a Duna-vízgyőjtı még nem érte el árvízi teljesítıképességének határait. Mind a lehulló csapadék mennyiségét, mind pedig annak területi eloszlását illetıen elıfordulhatnak olyan kis valószínőségő, de reálisnak tekinthetı hidrometeorológiai körülmények, amelyek még magasabb tetızı hozamot és nagyobb tartósságot eredményezhetnek. Az Alsó-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság kezelésébe tartozó Duna-szakaszon az árvízi fıvédvonal magassága és keresztmetszeti méretei jellemzıen kielégítik az elvárt követelményeket. Ugyanakkor a hullámtéren fokozott és rendszeres figyelmet igényel a nagy árvizek levezethetıségének biztosítása. Ez a nagyvízi mederkezelési tervezés fontosságát és aktualitását erısíti. A feladat végrehajtása az Országos Vízügyi Fıigazgatóság koordinálásával és a vízügyi igazgatóságok aktív közremőködésével folyamatban van. Baja, május. Dr. Goda László ADUVIZIG goda@aduvizig.hu