Tározódás talajban dunai árhullámok esetén

Átírás

1 Mérnökgeológia-Kızetmechanika 2015 (Szerk: Török Á., Görög P. & Vásárhelyi B.) oldalak: Tározódás talajban dunai árhullámok esetén Storage of Groundwater in case of Danube Floods Kukucska Péter BME Építımérnöki kar M.Sc Gálos Miklós BME Építıanyagok és Mérnökgeológia Tanszék Csoma Rózsa BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék ÖSSZEFOGLALÁS: Vízfolyások mentén a folyók vízjárása jelentısen befolyásolhatja a talajvízviszonyokat. Így egy árvíz a Dunán a környezı területek talajvízszintjét jelentısen megemelheti. Ez a vízmennyiség a mederbeli lefolyás szempontjából hiányt, míg a parti területek építményei szempontjából esetleges veszélyt jelent. Az utóbbi árhullámok idején egy budapesti mintaterületen, az INFOPARK térségében a korábban más céllal kialakított talajvízszint-észlelı kutak napi megfigyelésével lehetıség nyílt a part menti tározódási folyamat vizsgálatára. A 2013-as árvíz idején az adatok begyőjtése napi rendszerességő mérések alapján történt. A mérésekbıl a vízvezetı réteg töltıdése illetve ürülése jól követhetı, több árhullám vizsgálatával pedig a be- és kilépı vízmennyiségek becsülhetık. ABSTRACT: The regime of a river usually influences the groundwater conditions of the bank area. So a Danube flood rises the groundwater levels of the surrounding area. This amount of water is a deficit from the point of view of the river flow, and on the other hand it is a potential danger from the point if view of the buildings along the river. During the recent floods there appeared a possibility for daily groundwater observations do determine the amount of flood storage in the soil over the area of INFOBARK-Budapest where seven observation wells were set earlier for some other reasons. During the flood of 2013 there were also daily observations. Based on the results the the discharge and recharge of the aquifer can be better understood and if there is a possibility to accomplish several flood measurements, the amount of in- and outflow can be better estimated. Kulcsszavak: talajvíz-árvíz kölcsönhatás, vízmennyiség becslése keywords: groundwater-flood interaction, estimation of recharge volume 1 BEVEZETÉS A vízfolyások mentén fekvı területeken a folyók vízszintje jelentısen befolyásolhatja a talajvíz szintjét. A befolyásolás mértéke több mindentıl is függhet. Ilyen tényezı lehet például a talaj rétegzıdése, a vízáteresztı talajréteg vastagsága és belterületen számottevı lehet a beépítettség mértéke és típusa is. Ugyanakkor, részben az épületek miatt van szükségünk a folyó vízszintje és a talajvízszint közti hatás ismeretére, ugyanis manapság nagy számban épülnek több földalatti szinttel rendelkezı épületek. Jelen munka a mintaterülete egy korábbi vizsgálatokból jól ismert része a Fıvárosnak (Csoma & Gálos, 2008.), a Lágymányosi-öblözetnek a Petıfi-híd és Rákóczi-híd közötti szakasza, ahol a hírhedt Kopaszi-zátonyon 1838-ban a medret eltorlaszoló jég katasztrofális árvízhez vezetett. Az árvíz után folyószakasz rendezésének egyik fontos eleme egy jobb parti párhuzammő volt (Ihrig, 1973.), melynek védelme mellett észak felıl elkezdıdött a térség feltöltése. A mai Petıfi-híd és Rákóczi-híd közötti terület mai állapotában több ütemben létesített feltöltéssel alakult ki, ahol az ELTE és BME egyetemi épületi mellett a Rákóczi-híd közelében épült fel az Informatikai Innovációs Park, röviden INFOPARK (1. ábra) A területen korábban több talajvízszint-észlelı kutat létesítettek különbözı célokkal. Bár ezek észlelési kötelezettsége lejárt, a vízszintméréseket kutatási célzattal tovább folytattuk. Így nyílt lehetıség a évi kisebb és a évi rekord árvíz idején a talajvízszintek észlelésére. Ezzel célunk annak becslése, hogy az egyes árvizek idején mekkora lehet a talajbeli tározódás. A látszólag csekélynek tő-

2 Kukucska Gálos Csoma nı vízmennyiség befolyásolhatja a part menti területek használatát, és hosszabb folyószakaszt tekintve a mederbeli lefolyás meghatározásánál célszerő figyelembe venni. ELTE-2 BME I ép. ELTE-1 ELTE déli ép. ELTE-3 G ép. GWM-21 E ép. TVF-1 A ép. (IBM) I ép. B ép. C ép. D ép. GWM-31 GWM ábra: Helyszínrajzi vázlat a Google Maps nyomán (Layout based on Google Maps) 2 A TERÜLET BEMUTATÁSA A Lágymányosi-öblözet sajátos vízföldtani viszonyait a folyó teraszképzıdményei alakították ki. Az agyagos fekü fölött a Dunához közelebb egy vastagabb homokos kavics kavicsos homok réteg alakult ki, mely a késıbbi feltöltés alapját is adja. Az INFOPARK területén a beruházáshoz kapcsolódó feltárások igazolták, hogy vízvezetı réteg feküje a Duna fenékszintje alatt található agyag, agyagos márga, ami vízzárónak tekinthetı. Fölötte mintegy m vastagságban kavicsos homokos folyami hordalék található, viszonylag magas vízvezetı képességgel. A mintegy 1 2 m vastag iszapos öntéstalaj a szabályozás elıtti idıszak mederfenekét alkothatta. Vízvezetı képessége csekélyebb. Ezt fedi a felszínig mintegy 6 8 m vastagságban a korábban említett, bizonytalan anyagú feltöltés. Az átlagos terepszint 104 m B.f. A rétegszelvényt korábbi munkáink tartalmazzák (Csoma et al, 2012) A terület déli részén 3 csoportban összesen 7 talajvízszint észlelı kút mőködik. Elsıként 1999-ben a három GWM 1..3 jelő kút létesült, majd 2001-ben a TVF-1 kút. A GWM jelő kutak 2003-ban az épületek véglegesített elhelyezkedése miatt eredeti helyükrıl néhány méterrel távolabbra helyezték. Így jelenlegi kutak a sorszámot viselik. (GEOHIDRO, 2003/a.). Az áttelepítéssel egyidıben létesült az ELTE-kútcsoport, mely nyugatról keletre 1..3 sorszámmal (GEOHIDRO, 2003/b.) épült ki. A megfigyelı kutak elhelyezkedését szintén az 1. ábra mutatja. A kutak acél béléscsı védelme mellett készültek 125 mm illetve 110 mm átmérıvel, PVC csövekkel, szőrıkaviccsal ellátva. Mélységük meghaladja a 10 m-t, a szőrızött hossz 3 5 m. A terep közelében acél védıcsı, betongallér és kútsapka védi ıket. Az ELTE-2 kutat a 4. ábra mutatja. A telepítés során a fúrásminták széles körő talajmechanikai elemzésére is sor került (GEOHIDRO, 2003/a és 2003/b). A kutak mintegy 10 éves idısorainak részletes elemzésébıl (Csoma & Gálos, 2008.) egy értéket emelünk ki. Ez az a vízszint, amely mellett a talajvíz-áramlás iránya megfordul. Ha a Duna szintje alacsonyabb, mint 97,5 98,0 m B.f., a talajvíz a Duna felé áramlik, míg ezen szint fölött az áramlás megfordul és a folyó táplálja a talajvizet. 26

3 Tározódás talajban dunai árhullám esetén 3 TALAJVÍZSZINT-ÉSZLELÉS ÉS ÉRTÉKELÉSE ÁRVIZES IDİSZAKBAN 3.1 Az utóbbi idık árvizei A XXI. század elsı két nagy árvize a Dunán 2002-ben és 2006-ban alakult ki. Ezekrıl azonban nem állnak rendelkezésünkre napi rendszerességő, csak havi talajvízszint-észlelések. A 2009-es kisebb árvízrıl egy csonka adatsorunk van, így ez szintén csak becslésekkel vizsgálható. Viszont a 2010-es árvízrıl a napi-kétnapi mérések adatai már fontos információt adtak a további vizsgálatokhoz. A Duna Budapestnél június 7-én éjszaka tetızött 827 cm-rel a Vigadó téren lévı vízmércén, mely az akkori LNV-nél több, mint 30 cm-rel alacsonyabb. A rakpart teljes egészében víz alá került és külterületen is, komolyabb károk keletkeztek. A 2013-as közép-európai áradások május végén - június elején következtek be az egész Duna mentén és annak csaknem a teljes vízgyőjtıterületén. Németországban és Ausztriában is a sokévi átlagot magasan meghaladó csapadékmennyiség esett le májusban, ami erısen hozzájárult a Duna áradásához. Magyarországon június 4-én déltıl rendeltek el veszélyhelyzetet. Budapesten és vidéken is egyaránt jelentıs forgalomkorlátozásra került sor a növekvı vízszint miatt. Több utcát is elöntött a víz, homokzsákokkal és mobil eszközök alkalmazásával zajlott a védekezés, melynek során körülbelül 10 millió zsákot használtak fel a rengeteg önkéntes segítségével. A levonuló árhullám a magyarországi szakaszon szinte kivétel nélkül rekord vízállásokat eredményezett. Elıször június 7-én Rajkánál mértek az eddigi legnagyobb vízszinttıl 3 cm-rel nagyobb értéket. Budapesten 891 cm-nél tetızött a Duna június 9-én 20 órától június 10-én hajnali 3 óráig. Egyedül Mohácsnál nem dılt meg a korábbi LNV. Budapesten a vízszint június 12-én süllyedt 8 méter alá újra, majd az árhullám tetızése június 14-én éjszaka elhagyta Magyarország területét. Budapestnél a vízállás 31 cm-rel haladta meg az eddigi legnagyobb, 2006-os 860 cm-es tetızését. Az 2. ábra a Duna Vigadó téren levı vízmércéjének vízszintjét mutatja a 2010-es és a 2013-as árvíz levonulásának idején. 2. ábra: A Duna vízszintje, Vigadó-tér (Water levels of the Danube, Vigadó square) 3.2 Árvizek idején a talajvízszint-észlelés menete A több, mint 10 éve telepített kutak észlelési kötelezettsége a hatósági elıírásnak megfelelıen lejárt. Bár így már nem volt elıírás a kutak vízminıségi ellenırzése, kutatási céllal havi rendszerességő vízszint méréseket végeztük. Az árvizek vizsgálatához azonban elengedhetetlen a napi rendszerességgel végzett mérés. Mint utólag kiderült a vízmozgás pontos leírásához a vízszint változás intenzitása miatt napi 2-3-szori vizsgálatra is szükséges lett volna, vagy folyamatos regisztrálásra, de a napi egy mérésbıl is elegendı adat áll rendelkezésünkre a kapcsolatok elemzésére. A méréshez olyan mérıeszközt alkalmaztunk, amely a vízszintet elérve egy áramkör zárásával fényjelzést ad. Ez igen kedvezı volt, mert a zajos, belterületi környezetben a hangjelzést adó mőszerek bizonytalanok, a fényjelzés viszont egyértelmően észrevehetı volt. Az eszközt a 3. ábra mutatja. 27

4 Kukucska Gálos Csoma 3. ábra: Talajvízszint-mérı (The equipment to measure groundwater levels) 4. ábra: Az ELTE-2 kút (Observation well ELTE-2) A kutak, melyek közül a 4. ábra az ELTE-2 jelőt mutatja, peremszintjeikkel adottak voltak, így kivonva a mérıszalagról leolvasott értékeket megkapható az észlelt talajvízszint abszolút magassága. A mérések idıpontjainak tekintetében igyekeztünk odafigyelni arra, hogy lehetıleg ugyanabban a napszakban történjenek, a pontosabb összehasonlítás érdekében. Így a mérést amikor lehetett délután 1 óra körül végeztük. Ezek az adatok is lehetnének pontosabbak, mert a Duna vízállása viszont reggel 7 órai adat alapján állt rendelkezésünkre és a rendkívüli árvíz hatására a szintek nagyon gyorsan változtak. A mérésekbıl csak 6 kútnál mért eredményeink születtek, mert a TVF-1 jelő kút le volt lakatolva az árvíz idején, így az kiesett a vizsgálatból. 3.3 Kútcsoportonkénti értékelés Az ELTE kutaknál végzett havi rendszerességő észlelések alapján számított közepes talajvízszintek értékeit az 1. táblázat tartalmazza. A táblázatban láthatóak továbbá a 2010-es és 2013-as árvíz során tapasztalt maximális talajvízszint értékek is, valamint ezek eltérése a közepes talajvízszinthez képest. 1. táblázat: Az ELTE-kutak jellemzı adatai (Major parameters of the ELTE wells) Kút azonosítója ELTE-1 ELTE-2 ELTE-3 Közepes talajvízszint [m B.f.] 97,43 97,33 97, es max. vízszint [m B.f.] 100,42 101,60 101, as max. vízszint [m B.f.] 100,70 101,98 101, es eltérés [m] 2,99 4,27 3, as eltérés [m] 3,27 4,65 4,28 Az adatokból látható, hogy a Dunától távolabb, az ELTE épületének túloldalán lévı kút maximális vízszintje körülbelül 30 centiméterrel lett nagyobb a 2013-as árvíz idején, mint a 2010-es árvízkor. Ez az érték a két "folyóparti" kútnál körülbelül 40 centiméter, tehát 10 centiméterrel nagyobb értékő. A 5. ábra és 6. ábra az ELTE kutak vízszintjeit szemlélteti a 2013-as és a 2010-es árvíz levonulásakor. A 2013-as adatsorban megfigyelhetı, hogy mind a három kútnál van egy kiugróan alacsony mért érték. A két, Dunához közelebbi kútnál ez az alacsony vízszint egyszerre volt tapasztalható, míg az EL- TE épület túloldalán lévı kútnál egy nappal korábban. Itt például a Fıvárosi Csatornázási Mővek Zrt. valamilyen beavatkozását lehetett feltételezni, azonban állításuk szerint ilyesmi nem történt. A másik lehetséges magyarázata a leszívásnak az ELTE üzemeltetıinél keresendı. Az ábrán látható szaggatott vonalak és egy-egy jelzı az interpolált vízszinteket jelzik a kérdéses idıpontokban, ezek adják meg, hogy valószínősíthetıen hogyan alakultak volna a talajvízszintek a külsı befolyásoló tényezı nélkül. A 5. ábra is tökéletesen mutatja a korábban már említett talajvíz folyásirányának a megváltozása. Amíg a kutakban magasabb vízszint a Dunánál, akkor az ELTE-2 helyén van a legmagasabban a vízállás, az ELTE-3 kútnál alacsonyabb és az ELTE-1 kútnál a legkisebb. Az apadó ágon viszont látszik, hogy ez a sorrend egy idı után éppen a fordítottja lesz az elızınek. Alacsony vízállás esetén a talajvíz táplálja a Dunát, magasabb vízszint esetén pedig a Duna a talajvizet. Ezeknek megfelelıen alakulnak a kutakban is a vízszintek. Korábban már említettük, hogy sokéves átlagot nézve a folyásirány megváltozása 97,5-98 m B.f.-i magasságnál figyelhetı meg. Persze ez az érték hirtelen jött árvizek esetén megváltozik, mert a talajvíz a Dunától távolabb lévı kutaknál nem tudja olyan gyorsan követni a folyó vízszint változását. 28

5 Tározódás talajban dunai árhullám esetén 5. ábra: Az ELTE kutak vízszintjei, 2013 (Levels of the ELTE wells, 2013) Az 5. ábra az is mutatja, hogy a két part menti kút majdnem egyszerre éri el a csúcsértékét, míg a harmadik, ELTE-1 kút csak késıbb éri el a saját maximumát. Az ELTE-1-ben a június 13-án, az EL- TE-2-ben a június 10-én, az ELTE-3-ban a június 11-én volt a legmagasabb a vízszint. Az is megfigyelhetı még, hogy az áradás során az ELTE-2 és ELTE-3 kutak vízszint görbéi párhuzamosak egymással, meredeken emelkednek, az apadó ágon egymást és az ELTE-1 kút görbéjét keresztezve pedig hosszan ellapulnak. Ezzel szemben az ELTE-1 kút görbéje már az áradás során is sokkal enyhébben emelkedett, laposabb a görbe, mint a másik két kút esetében. 6. ábra: Az ELTE kutak vízszintjei, 2010 (Levels of the ELTE wells, 2010) Az 6. ábra szerint a kutak vízszintjei egymáshoz képest hasonló tendenciát követtek 2010-ben, mint a 2013-as esetben csak alacsonyabb vízszintek mellett. A GWM kutak hasonló adatait a 2. táblázat tartalmazza. Itt is szerepelnek benne a kutak közepes talajvízszintjei, a két árvíz során észlelt legmagasabb vízszintek és ezek eltérései a közepes vízszinttıl. 2. táblázat A GWM-kutak jellemzı adatai (Major parameters of the GWM wells) Kút azonosítója GWM-11 GWM-21 GWM-31 Közepes talajvízszint [m B.f.] 97,46 97,44 97, es max. vízszint 101,02 99,76 100, as max. vízszint 101,38 100,29 100, es eltérés [m] 3,56 2,32 2, as eltérés [m] 3,92 2,85 2,99 29

6 Kukucska Gálos Csoma A GWM-11 és GWM-31 kutaknál, hasonlóan az ELTE kutakhoz centiméteres növekedés figyelhetı meg a 2010-es és 2013-as árvíz során észlelt legnagyobb vízszintek között. Ami érdekes viszont, hogy a GWM-21 kútnál a két maximum érték között több, mint 50 centiméteres különbség alakult ki. Ennek okára azonban egyelıre nehéz magyarázatot találni, mert bár ez a kút az INFOPARK épületei között helyezkedik el, azok már 2010-ben is ott voltak mai helyükön, hiszen a legutolsó, E épület is megépült 2009-ben. A 7. ábra és 8. ábra a GWM kutak vízszintjeit mutatja a 2013-as és a 2010-es árvíz levonulásakor. 7. ábra: Az GWM kutak vízszintjei, 2013 (Levels of the GWM wells, 2013) Itt, nem úgy, mint a 5. ábra esetén, nem tapasztalunk semmilyen kiugró értéket, ami rossz mérésre vagy egy külsı befolyásoló tényezıre engedne következtetni, pedig ez a kútcsoport az FCSM létesítményeihez valamelyest közelebb van. Így valószínősíthetı, hogy az ELTE-kutakban észlelt szintcsökkenés az épület üzemeltetésével függhet össze. 8. ábra: A GWM kutak vízszintjei, 2010 (Levels of the GWM wells, 2010) Jól látható viszont itt is a folyásirány megváltozása. Kezdetben a GWM-11 kút vízszintje a legalacsonyabb, ezt követi a GWM-31 kút, a legmagasabb szint GWM-21 kútnál tapasztalható. Ez a sorrend az áradás során igen hamar megfordul, majd az apadás következtében visszaáll eredeti rendjébe. Az EL- TE kutaknál tapasztaltakhoz hasonlóan itt is megjelenik az épületek hatása az áramlásra. A beépített terület szélén fekvı két GWM kútnál közel ugyanakkor mértük a maximális vízszintet, egy nap eltéréssel. A GWM-11 kútnál június 12-én, a GWM-31 kútnál június 13-án volt a legmagasabb érték. Viszont a GWM-21 kútban a vízszint jóval késıbb, mint az összes többi kút esetében, csak június 17-én érte el a maximumát. Ennek megfelelıen a GWM-21 kútnak a vízszint görbéje is laposabb, mint a többi kút esetében. Az apadás csak az árhullám levonulása után kezdıdik és nagyon lassan megy vég- 30

7 Tározódás talajban dunai árhullám esetén be. A GWM kutak esetében azonban a másik két kút görbéje sem párhuzamos egymással. A GWM-11 kút görbéje meredekebb, hamarabb éri el a maximumát és utána gyorsabban is süllyed, mint a GWM- 31 kút görbéje. A 8. ábra alapján elmondható, hogy ezek a kutak is hasonlóan viselkednek, mind a 2010-es, mind pedig a 2013-as esetben. A korábban említett lelakatolás miatt a TVF-1 kútnál levı vízszinteket a 2013-as árvíz során nem állt módunkban mérni, azonban a 2010-es árvíz idején hiánytalanok a mérések az összes kútnál. A tározódott vízmennyiséget egy-egy szelvényre célszerő meghatározni, melyeket úgy volt ésszerő felvenni, hogy a TVF-1 kút is köztük legyen. Így viszont szükségessé vált a hiányos, 2013-as adatsor kiegészítése a hetedik kúttal. A vízszintek becslését úgy végeztük el, hogy a 2010-es adatokat figyelembe véve, az egyes kutak vízszintjeire külön-külön, majd a Duna vízszintjeire is elvégeztünk egy lineáris interpolálást, majd a kapott értékeket súlyoztuk a kutak elhelyezkedése és viselkedése alapján. Utolsó lépésként az eddigi ismereteinkbıl kiindulva szemlélet alapján korrigáltuk a kapott értékeket, így becsültük a 2013-as adatsort. A kút havi rendszerességő észlelések alapján számított közepes talajvízszint-értékeit, a 2010-es mért, a 2013-as extrapolált szinteket, valamint az eltéréseket a 3. táblázat tartalmazza, az idısorakat a 9. ábra görbéi szemléltetik. 3. táblázat: A TVF-1-kút jellemzı adatai (Major parameters of the TVF-1 well) Kút azonosítója TVF-1 Közepes talajvízszint [m B.f.] 97, es max. vízszint 100, as max. vízszint 100, es eltérés [m] 2, as eltérés [m] 3,08 9. ábra: A TVF-1 kút mért 2010-es és extrapolált 2013-as idısora (The measured [2010] and the extrapolated [2013] levels of TVF-1) Látható, hogy a két görbe hasonló jelleget mutat, a különbség csak abban rejlik, hogy a 2013-as elnyúltabb és nagyobb a maximális vízszint, de ez a Duna vízszintjének alakulása miatt van és a többi kútnál is ugyanúgy megfigyelhetı. A 2010 június 7-ei kiugró érték pedig valószínőleg valamilyen külsı körülmény hatására jelenik meg, mely minden kút 2010-es görbéjét érinti, de a 2013-as görbéket nem, ezért a TVF-1 kútnál sem feltételeztünk ilyet. 3.4 A kutak Dunával való kapcsolata A vizsgált terület közelében a Vízrajzi Szolgálat két felszíni vízrajzi törzsállomást üzemeltet. Az egyik mérce a Vigadó téren található, a másik vízmérce a Kvassay-zsilip felvizében található, így közrefogják a vizsgált területet, mely az folyamkilométer között helyezkedik. A Vigadó téri vízmérce vízállásai a Vízjelzı Szolgálat honlapjáról letölthetık, a Kvassay-zsilip vízállásait a területileg illetékes Közép-Duna-völgyi Vízügyi Igazgatóság bocsátotta rendelkezésünkre. Az 2. ábra Duna-szintjeinek és az 5. ábra - 9. ábra kútszintjeinek összevetésébıl megfigyelhetı, hogy a part mentén lévı kutakban a Dunával megegyezı napon, vagy közvetlenül másnap tetızik a vízszint. Az áradó ágon az ELTE-2 és ELTE-3 kutak görbéi közvetlenül követik a Duna menetét, közel párhuzamosak vele. A kicsit távolabb elhelyezkedı kutakban 2-3 nappal késıbb éri el a víz a legmagasabb szintet, amikor a folyó már javában a völgyelı szakaszában van. A parthoz a harmadik legközelebb esı GWM-11 kút görbéje szintén jól követi a Duna vízállás görbéjét, de 2-3 nappal eloltva, 31

8 Kukucska Gálos Csoma az erıteljes emelkedés csak késıbb jelentkezik. Az ELTE-1 és a GWM-31 kutak görbéi már kissé laposabbak, mint az elızıek, de egymáshoz hasonlóak, párhuzamosak. A TVF-1 kút görbéje leginkább a GWM-31 kút görbéjéhez hasonlít. Az alakjuk megegyezik, de a TVF-1 kút szintjei egy kicsivel alacsonyabbak. Az épületek közötti GWM-21 kútnál csak a tetızés után egy héttel éri el a vízszint a maximális értékét. Ezt kezdetben annak tudtuk be, hogy az épületek alapozása hatással van a talajvíz áramlására. A további vizsgálatok során azonban kiderült, hogy sokkal jobban befolyásolja az, hogy a GWM-21 kút környezetében kisebb vízáteresztı képességő a talaj, ezért ezen a területen sokkal nehezebben mozog a víz. Ezt igazolják Szivós (2012) vizsgálatai is. Ennek a kis szivárgási tényezıvel rendelkezı résznek azonban csak lokális hatása van, a többi kút környezetére nem terjed ki és semmilyen hatással nincs a terület egyéb részeire. A maximumok elérése után az is látható, hogy ezek a tendenciák az apadó ágon is hasonlóan jelentkeznek. Az ELTE-2 és ELTE-3 kutak görbéjének esése a legnagyobb, majd ezeket követi sorban a többi. A GWM-21 kútnál az ábrán szinte nem is érzékelhetı a vízszint csökkenése, mert sokkal lassabban követi a Duna vízszintjének alakulását, mint a többi kút. A GWM-21 kút vízszintjének csökkenéséhez ezért tartósan alacsony Duna vízállásra van szükség. A tetızı szintek értékeit összehasonlítva, az mondható el, hogy a Duna vízszintjétıl körülbelül 2 méterrel alacsonyabban tetızött az ELTE-2 és ELTE-3 kutakban a víz. A többi kút esetében ez az érék már nagyobb, a legnagyobb különbség a GWM-21 kútnál adódott, ami 3 és fél méter volt. A 2013-as árvíz idısorainak további elemzése Kukucska (2013) munkájában megtalálható. Végül az áramlás jellemzı irányának meghatározásához a területet közrefogó három szélsı kút adatait vettük. Az áramlási irányt a három kút egyidejő vízszintjeire fektetett sík esésvonalaként közelítettük. A számításokat elvégeztük egy jellemzı áradó, tetızés közeli és apadó állapotban is as árvíz hosszabb lefolyása miatt az apadó ágon két különbözı idıpontot vizsgáltunk. Ezek alapján megállapítható, hogy áradáskor a Dunával inkább párhuzamosan, mint rá merılegesen áramlik a talajvíz, északkelet felıl délnyugat felé. Ezután az áramlás egyre inkább az óramutató járásával megegyezı irányba fordul és a tetızés környékén közel merıleges lesz a Duna folyásirányával, de még mindig északkeletrıl délnyugatra folyik. A forgás iránya változatlan marad az apadás alatt is, így ekkor már délkelet felıl, északnyugat felé áramlik a talajvíz, ami azt is mutatja, hogy a terület egy része már ürül, de még mindig a Duna táplálja a talajvizet. Az áradás közepén vizsgált állapot és az apadáskor vizsgált állapot között körülbelül ot fordult a talajvíz áramlási iránya. Az ábrákból az is megfigyelhetı, hogy áradáskor vannak a legsőrőbben a szintvonalak, tehát ekkor a legnagyobb a vízfelszín esése, tetızéskor már kicsit kisebb és apadáskor a legkisebb. Fentieket igazolja a 10. ábra, ahol a évi tetızés környéki és erıteljes apadáskor megrajzolt szintvonalak láthatók EOVX, m Duna jp. ELTE-1..3 GWM TVF-1 épületek szintvonalak 101,5 102, EOVX, m Duna jp. ELTE-1..3 GWM TVF-1 épületek szintvonalak , ,0 100,5 101, EOVY, m ábra: Áramlási irány tetızéskor és apadáskor (Flow direction in case of maximum and falling water levels) Annak érdekében, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy lokálisan sincsenek ehhez képest nagy eltérések, ugyanezen módszerrel megvizsgáltuk az áramlási irányt a 3 ELTE kút figyelembe vételével is, mivel ezek elég gyorsan követik a Duna vízszintváltozását. Itt áradáskor nagyobb szöget zár be a talajvíz áramlási iránya a Duna folyásirányával, mint a teljes terület vizsgálata esetén, de ugyanúgy északkeletrıl délnyugat felé áramlik. A lokális vizsgálat is azt mutatja, hogy ez az irány az óramutató járásával megegyezı irányba változik, de lassabban fordul, mint az elızı esetben. A tetızésnél az áramlási irány csaknem teljesen megegyezik a teljes területre kapott áramlási iránnyal. Ezek várhatóak is voltak, hiszen a tetızésig a kutak is hasonlóan viselkednek, csak más-más intenzitással növekszik a , EOVY, m

9 Tározódás talajban dunai árhullám esetén szintjük. Apadás közben már kissé nagyobbak az eltérések a két eset között. Az elején a forgási irány és sebesség megmarad, így az ELTE kutak esetében még ekkor is délnyugat felé folyik a talajvíz, az apadás vége felé az ELTE kutak a Duna közelsége miatt azonban jobban követik annak vízszintváltozását, így felgyorsul a talajvíz áramlási irányának a forgása. Az utolsó vizsgált idıpontban ugyan még északnyugat felé áramlik a talajvíz, de néhány nappal késıbb, az árhullám levonulása után az ELTE kutak adataiból meghatározott áramlási irány már a Duna felé mutatna, a talajvíz táplálná a Dunát. Ez az irány az egész területre nézve csak 1-2 nappal késıbb alakul ki. 4 TÁROZÓDÁS BECSLÉSE 4.1. A vizsgált szelvények A talajvíz forgalmának becsléséhez szelvényeket jelöltünk ki, melyekben meghatározható a víztérfogat változása. A szelvények talppontjában a dunai vízmércék adataiból interpoláltuk a vízszinteket. A szelvényeket úgy választottuk meg, hogy 2-3 kút tartozzon hozzájuk. Összesen négy, egységnyi szélességőnek tekintett szelvényt vettünk fel a talajba belépı és onnan kilépı vízhozam meghatározásához, melyekbıl becsülhetı a vizsgált szakasz egészére a talaj vízforgalma. A szelvényeket igyekeztünk úgy megválasztani, hogy minél inkább merılegesek legyenek a Duna folyásirányára és a lehetı legtöbb kúton menjenek keresztül, hogy sőrőbben legyenek rajtuk mért adataink. Mindegyik szelvényhez hozzárendeltük a kutakat, valamint a Duna azon 100 méterre kerek folyamkilométerét, amely a szelvény és a Duna metszéspontjához a legközelebb helyezkedik el, majd ezekre regressziós egyenest illeszthettünk. Ezek az egyenesek a tényleges szelvényeink, melyekre a kutakat transzformáltuk, így új, kiegyenlített koordináta értékeket kaptak. A továbbiakban a kutakra úgy tekintünk mintha ezeken a koordinátájú helyeken lennének, de a bennük mért vízszintek az új helyeken is ugyanazok az értékek maradnak. Ezt a feltételezést azért tehetjük, mert az I - III. szelvény estében az eredeti helyüktıl 10 méteren belül maradnak, így nem változik sokat a vízszint. A IV. szelvénynél már nagyobb értékek vannak, a GWM-31 kút esetében majdnem 50 méteres az eltérés az eredeti helyétıl, de a terület viselkedése alapján elmondható, hogy ez az egyirányú, észak-déli eltolás nem okoz olyan mértékő vízszint változást, hogy vízhozam becslésre alkalmatlanná tegye az adatokat. A szelvényeket a 11. ábra mutatja EOVX, m Duna jp. ELTE-1..3 GWM TVF-1 épületek II. szelvény I. szelvény III. szelvény IV. szelvény y = 0,6889x R 2 = 0,996 y = 0, R 2 = 0, y = 0,4758x R² = 0, y = -0,1561x R² = 0, ábra: Szelvények a térfogatszámításhoz (Sections for the volume calculations) A szelvények számozása a hozzájuk tartozó dunai "talppontok" sorrendjében halad, folyásiránnyal megegyezıen. Az I. szelvény részét képezik a TVF-1, az ELTE-1 és az ELTE-2 jelzéső kutak, valamint a Duna 1643,6 folyamkilométerő pontja. A II. szelvényhez tartoznak a TVF-1, a GWM-21 és az ELTE-3 kutak, illetve a Duna 1643,4 folyamkilométerő pontja. A III. szelvény abban különbözik a többitıl, hogy csak két kút és egy Duna pont alkotja. Ezek a kutak a GWM-31 és a GWM-11, a talp EOVY, m

10 Kukucska Gálos Csoma pont pedig a Duna 1643,3 folyamkilométerénél van. A IV. szelvény a legbizonytalanabb a kis determinációs együtthatója miatt, mely alig haladja meg a 0,5-ös értéket. Ezen szelvényhez tartozó kutak a TVF-1, a GWM-31 és a GWM-11 jelzésőek. A Duna "talppontja" az 1643,1 folyamkilométernél van. A szelvények egyenleteit és egyéb paramétereit a 11. ábra a mutatja. Megfigyelhetı, hogy a IV. szelvény kivételével a többinél nagyon erıs a korreláció, %-os a determinációs együtthatóval. Ez is bizonyítja, hogy a transzformált helyeken az eredeti vízszinteket lehet figyelembe venni. A jelenség alaposabb leírása érdekében a Vigadó-téri és a Kvassay-zsilipnél levı vízmércék adatait alapul véve interpolálással minden szelvényhez meghatároztuk a talppontjaikhoz tartozó vízszinteket, mintha négy virtuális "INFOPARK" vízmércérıl származtak volna az adatok. A szelvények hosszát valamint a szelvényen belül az egyes pontok egymástól való távolságait a koordináták ismeretében adtuk meg. A leghosszabb szelvény az I. számú a maga 579 méteres hosszával. A IV. szelvény majdnem ugyanolyan hosszú, 572 méteres. A II. szelvény ezektıl egy kicsit rövidebb, 545 méteres. A III. szelvény azonban jóval rövidebb, mindössze 370 méteres. Fontos leszögeznünk, hogy a további vizsgálatok csak a szelvényeknek a Duna és a Dunától legmeszszebb levı kútjai közötti szakaszon lettek elvégezve. Ez természetesen alulbecsüli a vízforgalmat, ugyanis a Duna hatástávolsága nem csak méter, hanem akár kilométeres nagyságrendő is lehet. A szelvények ezen részével azonban nem foglalkoztunk, mert innen nincsenek mért adataink. Ezen a távolabbi szakaszon egyébként is kisebb a talajvízszint változás, mint a Dunához közelebb esı részeken, így ez önmagában nem változtatna sokat az eredményeken. 4.2 A talajbeli tározódás vizsgálatára alkalmas módszerek A talajbeli tározódás vizsgálatára közelítı tapasztalati és egyszerősített elméleti módszereket alkalmazhatunk. Az elméleti megoldás nehézségei miatt elıször azt a módszert választottuk, hogy a természetben végzett megfigyelések alapján állapítjuk meg a törvényszerőségeket és a mennyiségi jellemzıket. Az ehhez a módszerhez szükséges kutak a rendelkezésünkre álltak. Egyik hátránya a módszernek az a már említett tény, hogy nem ismert számunkra a folyó hatástávolsága, így a számításokat úgy végeztük el, mintha a Dunától csak méteres távolságig lenne érzékelhetı a vízszint megváltozása. A talajvíz-megfigyelések segítségével a parti tározódás összmennyiségét, valamint a vízkészlet-változást a szelvényekhez tartozó 1 méter szélességő sávra köbtartalom-számítás alapján határoztuk meg. Ennek a módszernek az az elınye, hogy az elérhetı pontosság aránylag nagy. Általánosságban jellemzı, hogy minden talajvízkészlet számításnál a szivárgási tényezı (k) bizonytalansága sok nehézséget okoz. Ennél a módszernél a szivárgási tényezıt nem alkalmazzuk, hanem csak a vízvezetı réteg szabad hézagtérfogatát (n) vesszük figyelembe. Ennek becslésével nem követünk el nagy hibát, hiszen Magyarországon az üledékes vízvezetı rétegek esetében ez a tényezı igen szők határok között változik. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a szivárgó vízhozam mind emelkedı vízállásnál, mind apadásnál a vízállásváltozás intenzitásának a függvénye. (Ubell, 1964) Az alábbiakban a tapasztalati számítások eredményeit adjuk meg, az alkalmazott elméleti módszer részletes leírása Kukucska, munkájában található. Így összességében tehát a további számításokhoz egy talajjellemzıt, szabad hézagtérfogatot (n), kell meghatároznunk, melyet egy-egy szelvényen belül állandónak tekintünk. 4.3 A vizsgált terület porozitása A területen a beruházásokhoz, a kutak telepítéséhez talajmechanikai feltárások készültek, így rengeteg fúrásminta állt rendelkezésünkre a porozitás megállapítására, melyeket Szivós (2012) is összefoglal. A szabad hézagtérfogatot meghatározásához a rendelkezésemre álló szemeloszlási görbéket vettük alapul. Elsı lépésként összegyőjtöttük minden fúrásminta egyenlıtlenségi mutatóját (U). Ahol ez nem volt adott, ott meghatároztuk a 10% és a 60% átesett anyaghoz tartozó szemcseátmérıt. Ezek hányadosa megadja az egyenlıtlenségi mutatót, C U = D 60 / D 10. Ezen viszonyszámok ismeretében az alábbi empirikus képletet alkalmazható a porozitás becslésére: C U n = 0, 255 ( 1 + 0, 83 ) (1) A legtöbb fúrásnál több minta is rendelkezésünkre állt a különbözı talajrétegekbıl. Ezeknek természetesen eltérı egyenlıtlenségi mutatói voltak, így az ilyen esetben a szabad hézagtérfogatokat súlyoztuk az adott rétegvastagságokkal, hogy megkapjunk az adott fúrásra egy átlagos porozitás értéket. A teljes terület átlagát nézve a porozitás n = 0,281. Az értékek, ahogy az várható is volt egy-két lokális eltérésen kívül szők határok között mozognak. 34

11 Tározódás talajban dunai árhullám esetén Ezen érték pontosítására a területen szerzett ismereteink alapján minden szelvény esetében kijelöltük azokat a fúrásokat, melyeket jellemzınek tartottunk a szelvény átlagos porozitásának meghatározása szempontjából, majd ezek átlagát vettük a szelvényre jellemzı porozitásként. Az I. szelvény szők környezetében levı fúrások "n" átlaga 0,280, a tágabb környezetében levıké 0,279. A II. szelvény szők környezetében levıké 0,290, a tágabb környezetében 0,283. A magasabb, 0,290-es érték, abból adódott, hogy a GWM-21 kút közvetlen környezetében 0,318 a porozitás érték és ez kicsit torzítja az átlagot. Ez is a talajrétegzıdés lokális eltérésére utal, mint a 3.3 pontban említettek. A III. szelvényben az átlagos porozitás érték 0,279, a IV. szelvényben pedig 0,288. Ebbıl arra lehet következtetni, hogy a vizsgált terület déli, dél-nyugati részén nagyobb a talaj szabad hézagtérfogata, mint az északi, északkeleti részén. Mindezek ismeretében, az egységességre a további számításokhoz a 28%-os porozitás értéket vettünk figyelembe mind a négy szelvényben A térfogatszámítás elvén alapuló vizsgálat Mivel legsőrőbben is csak naponta vannak mért adataink, így a talaj vízforgalmának is csak a napi alakulását tudtuk vizsgálni, az egy napon belüli változásokat nem ismerjük. A napi számításokhoz elkészítettük minden szelvényben a talajvíz felszínének hossz-szelvényeit, hogy nyomon követhetı legyen a vízszintváltozás. A jelenségrıl elmondható, hogy a közel vízszintes talajvízfelszín a folyó áradásakor a Duna felıl egyre nagyobb lejtést vesz fel a tetızésig, majd a tetızés után ez az esés csökkenı tendenciát mutat, de még mindig a folyó felıli részen van magasabban a vízszint. Apadás közben a Dunához közel esı kutaknál kialakul egy talajvízdomb és onnan két irányba, a Duna felé és a hátsó területek felé is egyaránt folyik a víz. Az apadás végére azonban már teljesen megfordul a folyásirány és a leghátsó kút felıl is a Duna felé áramlik a talajvíz. Ez a II. szelvényben annyival változik, hogy a GWM-21 kútnál áradáskor kialakul egy mélyedés a lassú reagálása miatt, így a Duna felıl és a TVF- kút felıl is a GWM-21 kút felé áramlik a víz. Ebbıl arra is lehet következtetni, hogy a TVF-1 kútnál mért vízszintek valamilyen hátsó hozzáfolyásból is adódtak. Az apadás megindulásával azonban változik a helyzet és a GWM-21 kútnál alakul ki a már említett talajvízdomb szintén a lassú reagálás miatt. Az egyes felszíngörbék közötti terület minden esetben felbontható trapézokra. A kutakban észlelt vízszintkülönbségek a trapézok alapjai, az egymás melletti kutak közti távolságok pedig a magasságai. Ezek területösszege megadja a teljes szelvényben az össztérfogat-változást. Mindezt naponta elıjelhelyesen megismételve, megkapjuk a szelvényben az össztérfogat-változás irányát is, vagyis, hogy nı, vagy éppenséggel csökken a két mérés idıpontja között a talajvíz mennyisége. Természetesen ezen térfogatokat a korábban meghatározott szabad hézagtérfogattal kell korrigálni, hiszen a víz csak a pórusokba tud beáramolni. Így azt kapjuk meg, hogy a két mérés ideje között, a teljes szelvényben hogyan változott a talajvíz mennyisége. Ezt a számítást elvégeztük mind a négy szelvényre, mind a kettı vizsgált évben. A 2013-as évi árvíz idején június 3-tól június 24-ig végeztük a méréseket, így a talajvíz mennyiségi változását is ezen idıszak alatt vizsgáltuk. A 2010-es árvíz idején június 4-tıl június 17-ig mértünk, de van egy néhány nappal korábbi, május 30-ai mérés is. Mivel az árvíz levonulása június 4-én már nem a kezdeti szakaszában volt, ezért elıször célszerőnek találtuk a korábbi, május 30-ai dátumtól indítani a vizsgálatot. A talajban tározódott többletvíz mennyiségét a mérések kezdetétıl számítottuk, mintha az lenne a nyugalmi állapot. Ezt a többlet vízmennyiséget a mérések kezdetétıl eltelt idı függvényében ábrázoltuk, melybıl az 12. ábra az I. szelvényre készült grafikont mutatja. A többi szelvény esetében is hasonló görbéket kaptunk. Mindegyik grafikonon ugyanúgy látszik, hogy a május 30-ai kezdés túl korai, mert ekkor még nem indult el intenzíven az árhullám. A jobb összehasonlíthatóság érdekében igyekeztünk úgy idızíteni a kezdeti idıpontot, hogy a talajbeli tározódás mértéke ugyanannyi nap alatt érje el a maximumát mindkét esetben. Az I. szelvény alapján ehhez 3 nappal késıbb kellett elkezdeni a 2010-es számolást. Ahhoz, hogy ezt megtudjuk tenni, a május 30-ai és a június 4-ei adatok közé interpoláltunk egy június 2-ai adatsort a valószínősíthetı talajvízszintekkel, melyeket a kutakban aznap mérhettünk volna. Így már jobban összehasonlíthatóak a görbék, melyek közül az elızıhöz hasonlóan az I. szelvény idısorát a 13. ábra szemlélteti. 35

12 Kukucska Gálos Csoma 12. ábra: Víztározódás a talajban hibás kezdeti idıponttal számítva (Storage in the aquifer calculated with wrong starting time) 13. ábra: Víztározódás a talajban, I. szelvény (Storage int he aquifer in section I.) Az ábrákból az látható, hogy a két felfelé menı ág nagyon egyformán halad, szinte egybeesnek, tehát a folyó áradásakor mind a két évben körülbelül ugyanolyan ütemben töltıdött a vízvezetı réteg. A talajban tározódott többlet vízmennyiség maximuma 2013-ban nagyobb volt, ami érthetı, mert maga az árvíz is magasabb vízszinttel vonult le. A lefelé menı ágak már nem együtt haladnak, mert 2010-ben kisebbek voltak a vízszintek, így a talajban lévı víz mennyisége is. Ennek ellenére megfigyelhetı a görbék párhuzamossága, tehát a vízvezetı réteg ürülése is hasonló gyorsasággal ment végbe mind a két év során. A számítások során kapott néhány fontosabb adatot a 4. táblázatban tüntettük fel. 4. táblázat: A térfogatszámítás eredményei (Results of the volume calculations) Szelvény száma I. szelvény II. szelvény III. szelvény IV. szelvény Év Összes tározódott víz maximuma [m 3 /m] 323,15 293,13 272,12 242,28 273,84 242,41 371,32 324,24 Napi belépı vízhozamok maximuma [m 3 /m/nap] 57,28 61,47 47,47 46,02 52,20 50,38 69,68 70,87 Napi kilépı vízhozamok maximuma [m 3 /m/nap] 24,45 30,31 15,66 20,10 25,18 27,60 29,32 32,40 Megfigyelhetı, hogy a maximális vízhozamok majdnem egyeznek a 2013-as és a 2010-es esetekben. Ennek az az oka, hogy bár a 2013-as árvíz nagyobb maximális vízszintet eredményezett és hosszabb lefolyású volt, mégis a 2010-es áradás volt az intenzívebb. Ha a napi vízállásokat vizsgáljuk a Dunán, 36

13 Tározódás talajban dunai árhullám esetén akkor azt láthatjuk, hogy 2010-ben nagyobbak voltak a változások, mint 2013-ban. A táblázatból az is látszik, hogy a vízvezetı réteg töltıdése gyorsabb volt, mint az ürülése. Ez részben annak köszönhetı, hogy az apadás kezdeti idıszakában nem a Dunába szivárgott vissza víz, hanem a hidraulikus gradiensnek megfelelıen a parttól távolabb fekvı területek felé, késıbb pedig már nem volt olyan intenzív a Duna vízszintváltozása, így az azt követı talajvízszint változása sem (Ubell, 1964). Az összehasonlíthatóság érdekében a 14. ábra és a 15. ábra együtt ábrázolja a négy szelvényben való tározódást a két különbözı évben. 14. ábra: Víztározódás a talajban, 2013 (Storage in the aquifer, 2013) 15. ábra: Víztározódás a talajban, 2010 (Storage in the aquifer, 2010) Az ábrákból jól látszik, hogy a leglaposabb és legelnyúltabb görbét a II. szelvény esetében kaptuk, hiszen ezen szelvény része a különleges GWM-21 jelő kút, melynek környezetében kirívóan kicsi a szivárgási tényezı. Ezért sokkal nehezebben tud ez a szelvény töltıdni és sokkal lassabban is ürül ki. Ettıl alig nagyobb maximummal rendelkezik a III. szelvényben tározódott vízmennyiség, de intenzívebb a töltıdés és sokkal gyorsabb az ürülés. A maximum azért ilyen kicsi, mert ez a szelvény körülbelül 200 méterrel rövidebb a többinél és a tározás csak ezen a rövid szakaszon belül lett számítva. A görbe alakja szinte teljesen megegyezik a IV. szelvény görbéjének alakjával, ami abból adódik, hogy nagyjából ugyanazon a területrészen jelöltük ki a két szelvényt, így hasonlóak a talajviszonyok. 37

14 Kukucska Gálos Csoma Az I. szelvény mindközül a leghosszabb és ennek a legnagyobb a vízáteresztı képessége is, így érthetı, hogy intenzívebb a görbe emelkedése és nagyobb a maximuma, mint a II. és III. szelvények görbéinek. A IV. szelvény majdnem olyan hosszú, mint az I., de a vízáteresztı képessége kisebb. Ennek ellenére a szelvényben tározódott vízmennyiség maximuma meghaladja az I. szelvényben tározódottét, melynek például az lehet az oka, hogy a Rákóczi híd alapozása mélyen beleér a vízvezetı rétegbe, vagy akár a vízzáró rétegbe is, így nem képes rajta áthatolni a talajvíz és ottreked a vizsgált terület déli részén, ahova a IV. szelvényt felvettük. Ennek az alapozásnak a mélységét és hatását a talajvíz áramlására azonban jelen munkában nem vizsgáltuk, így mindez csak feltételezés. Az egymástól legtávolabbra esı két Duna "talppontunk" között körülbelül egy 500 méteres partszakasz van, így a szelvényeinkre kapott eredmények átlagából erre az 500 méterre kapunk megfelelı közelítést. A II. szelvényt a lokális "k" minimum és az ennek következményeképpen a GWM-21 kútnál észlelt alacsonyabb vízszintek miatt, a III. szelvényt pedig a hossza miatt érdemes kihagyni az átlagolásból, mert a valódinál kisebb értékeket kapnánk. Az I. és IV. szelvények átlagolása azért is jó, mert a talajvíz áramlási irányának változása miatt áradáskor inkább az I. szelvény, apadáskor pedig inkább a IV. szelvény ad a valósághoz közelebbi eredményt. Az II. szelvényben tározódott víz maximuma 2013-ban 272 m 3, 2010-ben 242 m 3 volt. A III. szelvény maximum értékei az elızıhöz hasonló sorrendben 274 és 242 m ban az I. szelvényben lévı maximum többlet 323 m 3, a IV. szelvényben lévı 371 m 3 volt, melyek átlaga 347 m 3, tehát a vizsgált 500 méteres Duna-szakaszon a jobb parton összesen = m 3 víz tározódott a talajban ben az I. szelvény maximuma 293 m 3, a IV. szelvényé 324 m 3 volt, az átlag 308,5 m 3, az 500 méteren tározódott vízmennyiség 308,5 500 = m 3 volt. Ezek mellett vizsgáltuk a szivárgó hozam alakulását a Duna vízállásának a függvényében. A mérések között eltelt idı általában egy nap volt, ezért a hozamot is m 3 /nap, vagy l/nap mértékegységben tudjuk megadni, a napon belüli változásokat nem ismerjük. Ahol két mérés között több, mint egy nap telt el, azon idıszak teljes egészére egy átlagos napi hozamot veszünk fel. A két mérés közötti hozamot ábrázoltuk a két mérés idején észlelt Duna vízállások átlagának függvényében, mind a négy szelvény esetén, mind a két év árvizét vizsgálva. A szelvény évi grafikonját a 16. ábra mutatja. 16. ábra: Duna vízállás - szivárgó hozam, 2013 (Danube level discharge/recharge, 2013) A görbék közül a IV. szelvényé a legtágasabb, ami azt jelenti, hogy ebben a szelvényben vannak a legnagyobb hozamok, ami részben a talajvíz áramlási irányából adódhat. A tetızés környékén azonban körülbelül ugyanakkora hozama van, mind a négy szelvénynek. Ettıl szőkebb az I. szelvény, mert kicsit kisebb az áramlás intenzitása. A III. szelvény görbéje jellegében megegyezik a IV. szelvényével, de a szelvény a hossza miatt számottevıen kisebb hozamokkal rendelkezik. A II. szelvény görbéje még ettıl is szőkebb, mert a helyi kis "k" érték akadályozza a víz áramlását a szelvényben. Bár ezen diagramok is szemléletesek, de célszerőbb vizsgálni azt az esetet is, hogy a szivárgó vízhozam hogyan alakul a Duna vízszintváltozása függvényében. Ezek az ábrák is elkészültek mindkét árhullámra mind a négy szelvényre, melybıl 17. ábra a évi értékeket mutatja. Ha több árvíz hosszan végigmért adatsora állna rendelkezésünkre, akkor ezen diagramok alapján felrajzolható lenne egy ellipszis, melyrıl leolvasható lenne hasonló talajtípusok esetén a talajba áramló és onnan kiáramló vízhozam a Duna vízállásváltozásának intenzitása ismeretében. 38

15 Tározódás talajban dunai árhullám esetén A talajba belépı hozam maximumát is érdemes megvizsgálni azért, hogy meghatározhassuk, hogy a Dunán levonuló árhullám vízhozamából mennyit képes befogadni a talaj. A II. és a III. szelvényt ismételten figyelmen kívül hagyjuk az átlagos érték meghatározásánál. Az I. szelvény maximum vízhozama 2013-ban 57 m 3 /nap, 2010-ben 61 m 3 /nap, a IV. szelvényé 2013-ban 70 m 3 /nap, 2010-ben 71 m 3 /nap volt folyóméterenként. Az átlag 2013-ban 63,5 m 3 /nap folyóméterenként, tehát az 500 méteres szakaszon a jobb parton 63,5 500 = m 3 /nap a maximális talajba belépı vízhozam, ami 1 kilométeren mindkét parti területet azonosnak feltételezve körülbelül 1,5 m 3 /s -os vízhozamot jelent ben az átlag 66 m 3 /nap, tehát az 500 méteren = m 3 /nap a talajba szivárgó vízhozam. Megjegyzendı, hogy ezek a tényleges mennyiséget alulról becslı számítások, a Duna nagyobb hatástávolsága miatt. Hiába vonult le magasabb vízszinttel a 2013-as árvíz, mégis körülbelül egyenlı, sıt a 2010-es esetben még nagyobb belépı vízhozamok is voltak áradáskor és nagyobb kilépı vízhozamok voltak apadáskor. Ez is azt bizonyítja, hogy a napi vízhozam nem a Duna vízszintjétıl függ, hanem a vízszint változásának az intenzitásától. 17. ábra: Vízállásváltozás - szivárgó vízhozam, 2013 (Water level variation recharge/discharge) 5 ÖSSZEFOGLALÓ ÉRTÉKELÉS Jelen munkában az egykori Lágymányosi-tó feltöltése után keletkezett területen vizsgáltuk a Duna megnövekedett vízszintjének a talajvízszintre gyakorolt hatását, fıként a talajban tározódó víz menynyiségére és a talajba belépı vízhozamra kitérve. A térségben mőködı talajvízszint észlelı kutak adatsorainak elemzése nyomán az alábbi megállapításokat tettük: Az emberi tevékenységek által befolyásolt területen is hasonló folyamatok zajlódnak le a vízszint változásának következtében, mint a természetes környezetben. A töltıdési-ürülési folyamatok is ennek megfelelıen mennek végbe. A talajvíz áramlási iránya egy-egy árvíz során fokozatosan változik, ennek ismerete elengedhetetlen az észlelt folyamatok és a kapott eredmények megértéséhez. Megfigyelhetı, hogy egyik napról a másikra akár fél métert is képes változni a talajvízszint, ezért árvíz idején elengedhetetlen a legalább napi rendszerességő mérés. A térfogatszámításon alapuló módszer egyszerő és jól alalmazható. Elınye, hogy nem szükséges hozzá a bizonytalan "k" szivárgási tényezı ismerete és mivel valódi, mért adatokkal dolgozunk, ezért ennek alkalmazásával a legnagyobb az elérhetı pontosság. Egyik hátránya, hogy nehéz meghatározni a Duna hatástávolságát, vagyis, hogy milyen hosszon vizsgáljuk a szelvényben a vízszintváltozást. Másik hátránya, hogy az észlelı kutak hiányában csak nagyon ritkán áll módunkban elvégezni a méréseket. A térfogat-számításos módszer eredményéül azt kaptuk, hogy az eddigi legnagyobb, 2013-as árvíz során a talajba belépı maximális vízhozam egy 1 kilométeres szakaszon a két parton összesem csaknem 1,5 m 3 /s volt és az árvíz során mintegy m 3 víz tározódott a két oldali vízvezetı rétegében. A talajba belépı és onnan kilépı vízhozamok a 64 centiméterrel alacsonyabb vízszinten tetızı, 2010-es árhullám levonulásakor is hasonlóképpen alakultak, tehát belátható, hogy a talaj vízforgalma nemcsak a nyíltvízfolyás vízszintjétıl, hanem annak változásának az intenzitásától függ. 39

16 Kukucska Gálos Csoma A mérések és értékelésük során észlelt rendellenességekre, mint 2013-ban a két folyóparti kút látszólag indokolatlan süllyedésére vagy a GWM-21 kút nagy késleltetésére lehetséges magyarázatokat adtunk, melyek igazolása és pontosítása további vizsgálatokat igényelnek. A terület további vizsgálatához célszerő lenne néhány további kút telepítése. IRODALOMJEGYZÉK Csoma R. - Gálos M A Duna vízjárásának hatása a talajvízviszonyokra az INFOPARK- Budapest térségében. Mérnökgeológia - Kızetmechanika Kiskönyvtár 7. Mőegyetemi Kiadó Csoma R. - Emszt Gy. - Gálos M A Duna árhullámainak hatása a talajvízszint-változásra egy folyóra merıleges szelvényben. Mérnökgeológia - Kızetmechanika Kiskönyvtár 7. Mőegyetemi Kiadó GEOHIDRO Kft., 2003/a. Budapest XI. kerületi INFOPARK 4082/21 hrsz. alatti talajvízfigyelı kutak telepítése. Budapest GEOHIDRO Kft., 2003/b. Budapest ELTE TTK épületek déli tömb területén talajvízfigyelı kutak telepítése. Budapest Google Maps. HYDROINFO. Országos Vízjelzı Szolgálat. Ihrig, D A magyar vízszabályozás története. VIZDOK, Budapest Kukucska P A 2013-as dunai árvíz talajvízviszonyokra gyakorolt hatása, TDK dolgozat, BME Kukucska P Talajvíz tározódása dunai árhullámok esetén Budapest térségében. Diplomamunka. BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék Szivós B A talajvíz - Duna kölcsönhatás hidraulikai vizsgálata a Lágymányosi-öböl területén, Diplomamunka, BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék Ubell K A folyó- és talajvíz összefüggése a Duna mentén. Hidrológiai Közlöny 44. évf. 5. szám 40