A KISVIZEK HIDROLÓGIAI STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉSE A FEKETE- KÖRÖS FOLYÓ ALSÓ KÖZÖS ROMÁN-MAGYAR SZAKASZÁN

Átírás

1 A KISVIZEK HIDROLÓGIAI STATISZTIKAI ÉRTÉKELÉSE A FEKETE- KÖRÖS FOLYÓ ALSÓ KÖZÖS ROMÁN-MAGYAR SZAKASZÁN Dr. Konecsny Károly Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség Kivonat: Kulcsszavak: A folyó vízgyűjtőjének nagyobb része Románia területére, kisebb része Magyarország területére esik. A kisvízi jelenségek kezelése fokozott odafigyelést feltételez, mert a rendelkezésre álló vízkészleteket a két ország meg kell ossza. A kisvizek részletes hidrológiai feldolgozásához szükséges napi vízhozam adatsorok hossza mintegy 5 év. Az alsó, síkvidéki folyószakasz medre a XVIII-XX. századi szabályozási, töltésépítési munkák következtében jelentősen átalakult, a felső szakaszon azonban a vízjárás 1977-ig természeteshez közelinek tekinthető, ezt követően, a kiépült belvízelvezető csatornarendszer és a vízhasználatok hatása miatt a vízhozamok módosultak. A kisvízi időszakok elkülönítéséhez szükséges vízhozam küszöbértékeket a szakirodalomból ismert statisztikai módszerrel határoztuk meg. A vízjárási változásokat, a vízhiányos időszakokat a napi kisvízhozam idősorok alapján értékeljük. kisvízi időszak, vízhozam küszöbérték, kisvízi vízjárás, víztömeghiány, lineáris trend 1. Bevezetés A kisvizes időszakban végzett vízkészlet-gazdálkodási tevékenység hatékonyságának növeléséhez, szükséges a vizsgált folyó kisvízhozamainak felmérése és hidrológiai statisztikai értékelése. A magyarromán országhatárt folyó metszi, melyek a Kárpátokban erednek és közvetlenül vagy közvetve torkolnak a Tiszába (1. ábra). 1. ábra A Tisza baloldali, Romániából érkező mellékfolyói és a hosszú vízhozam adatsorral rendelkező határközeli vízmérce szelvények elhelyezkedése, köztük Fekete-Körös és A Maros/Mureş, Berettyó/Barcău és Szamos/Someş folyók alsó közös román-magyar szakaszán a kisvizek hidrológiai statisztikai értékelését a közelmúltban végeztük el (Konecsny 1a, 1b, 1c, Konecsny- Bálint 1a, Konecsny-Bálint 1b). Ezen dolgozatban hasonló hidrológiai statisztikai vizsgálatot készíttetünk, a Fekete-Körös/Crişul Negru folyó alsó szakaszára is, ahol vízkészlet-gazdálkodás megkülönböztetett figyelmet érdemel, tekintettel a kommunális-, ipari- és a mezőgazdaság öntözési vízigényekre, a szennyvízterhelés-hőterhelés hígulásának mértékére, az ökológiai vízigényre, valamint a folyó nemzetközi jellegére. 1

2 . A vizsgált folyószakasz jellemző vízrajzi adatai és a vízjárását befolyásoló hatások A 5 km kiterjedésű Fekete-Körös folyó vízgyűjtőjének nagyobbik része Romániára (7 km - 9,%), jóval kisebb része Magyarországra (151 km 3,%) esik. A folyó teljes 1 km hosszából a felső 17,5 km szakasz Románia területén, az alsó,5 km Magyarország területén húzódik. A Fekete-Körös vízgyűjtője változatos felszínű területekből épül fel, a terep tengerszint feletti magassága nyugatról kelet felé lépcsőzetesen nő. A nyugati síkvidéki és a központi dombvidéki területeket kelet felől az Erdélyi-Szigethegység/Munţii Apuseni hegyláncai övezik. Keleten kiemelkedik a Bihar-/Bihor hegység, északon a Királyerdő/Pădurea Craiului, déli irányban a Béli/Codru Moma középhegységek találhatók. A hegyvidék egy kisebb része 1 m-nél magasabb, a Bihari havasokban meghaladja az 15 m-t (Nagy- Bihar/Curcubăta - 1 m). A folyó forrása a Bihar hegység nyugati lejtőjén 1 m tszf. magasságban található, végpontja Szanazugnál található, ahol találkozik a Fehér-Körössel és ahonnan már Kettős-Körös néven ismert. A vízgyűjtő legalacsonyabb tszf. magasságú területe (-1 m) az Alföldön, a magyar vízgyűjtőrészen található. A vízgyűjtőterületen a területhasználat legnagyobbrészt, mezőgazdasági jellegű, az erdőterületek aránya a teljes terület több mint 1/3-a. A Fekete-Körös medrének legmagasabb és legalacsonyabb szakasza közötti különbség mintegy 13 m, így a folyó átlagos esése m/km. A vízlefolyást jól kifejlett vízhálózat biztosítja, amely néhány főgyűjtőre támaszkodik, olyanokra, amelyek a magas fekvésű, csapadékban gazdag területeken erednek.. ábra A Fekete-Körös folyó vízhálózatának és a fő vízmércék elhelyezkedésének sematikus rajza A Fekete-Körös alföldi szakaszán a XVIII-XIX. századi folyószabályozások előtt a kanyargós, lassú, egymásba sok helyen átkötő, mocsárvilágba vesző, majd onnan újra előbukkanó folyóágak szövevénye jellemezte. A térségben nagy volt az árvízi veszélyeztetettség, a mezőgazdasági termelés bizonytalansága, kicsi volt a termőterület, nehezek voltak a közlekedési viszonyok. A folyó hossza a mederszabályozási munkák következtében az eredeti mintegy km-hez viszonyítva jelentősen csökkent. A szabályozás előtt Békésnél folyt össze a Fehér-Körössel. A folyószabályozás óta ez a hely Szanazug lett. 1 és 155 között a folyón 1 átmetszést építettek, a megrövidített meder két oldalán töltésekkel. A szabályozás befejezéséig 71 átvágás készült, a jobb parti töltés a Görbed/Gurbediu-pataktól, a bal partit Feketetóttól/Tăut építették ki a szanazugi torkolatig. Azzal, hogy vizét már Szanazugnál bevezették a Gyula-Békésinagycsatornába, megvédték Dobozt és Békést a keresztülfolyó Körös veszélyétől. A folyó végleges nagyvízi szabályozása csak 195-ben fejeződik be. A hegy- és dombvidéki folyószakaszokon árvízvédelmi töltések általában nagyobb települések térségében és ott vannak, ahol a meder nincs eléggé beágyazódva a völgybe. A magyar folyószakaszon végig töltések kísérik a medret. A Fekete-Körösön nem létesült jelentősebb tározókapacitással rendelkező, a kisvizeket is befolyásoló állandó jellegű víztározó. Az árvízi hozamokat befolyásolja a Tőz/Teuz patakon épült Bél- Bokszeki/Carand árvíz szükségtározó, amelyet 1973-ban helyeztek üzembe. Ez maximálisan, millió m 3 tározó kapacitással rendelkezik, amiből az árvízcsökkentő térfogat 1 millió m 3. Hasonló szerepe van a Fekete-Körös főmedre mellett 197-ben, illetve 1973-ban létesült Tamáshidai/Tămaşda (, millió m 3 ) és Kiszerindi/Zerindu Mic (3, millió m 3 ) vésztározóknak is. A magyar folyószakaszon a Mályvádi (75, millió m 3 ) és a Kisdelta (1, millió m 3 ) árvízi vésztározók szolgálnak a nagy árvizek csúcsának csökkentésére.

3 Az észak-dél irányú, XIX. században épült 1 km hosszú Felfogó-csatornán/Canal Colector keresztül a Sebes-Körös (Köröstarján/Tărian) felől lehet vízkészleteket átadni a Fekete-Körös (Tamáshida/Tămaşda) felé. A Fekete-Körösből a jobbparton Feltóti felett kiinduló - román területen 1 km-es - Köles-ér/Culişer csatorna Nagyszalontán keresztül magyar területre (1, km) folyik át a Kardos-érbe. A Csermő- Feketetóti/Cermei-Tãut csatorna, a korábban Tőz vízgyűjtőhöz tartozó néhány kisebb vízfolyást vezet közvetlenül a Fekete-Körösbe. A mederszabályozástól és a belvízrendszerek kialakításától eltekintve a kisvízi vízjárást 1977-ig viszonylag csak kisebb mértékben befolyásolták lefolyásszabályozó műszaki beavatkozások, és így a kisvízhozamokat alapvetően természeteshez közelinek lehetett tekinteni. Ezt az időpontot követően a Fekete-Körös mellékvizein, az ipari, mezőgazdasági és kommunális vízhasználatok vízjárás módosító hatása miatt a lefolyás időben már jelentősebben átrendeződött. A Fekete-Körös folyó romániai vízgyűjtőterületén a kommunális célú vízellátást a nagyobb településeken felszín alatti vízkészletekből is biztosítják és a részben ebből származó szennyvíz bevezetések növelik a kisvízi vízhozamokat. A vízgyűjtő nagyobb települései számottevő mennyiségű szennyvizet bocsátanak a folyókba. Ezek közül, a Vaskohsziklás/Ştei, Belényes/Beiuş, Nucset/Nucet szennyvíz bevezetése jelentősebb. A magyarországi vízgyűjtőrészen csak Sarkad város térségében vannak számottevő vízhasználatok. A közelmúltban (9. decemberben) elkészült vízgyűjtő gazdálkodási terv egyik mellékletében található tanulmány szerint, a Körösök romániai vízgyűjtő területén a felhasznált felszíni vízkészlet növekedni fog, -ra meg fogja haladni a millió m 3 -t ( A vízgyűjtő földrajzi elhelyezkedése jelentősen befolyásolja az éghajlati, és a hidrológiai jelenségek kialakulását, kifejlődését és lefolyását. Általánosságban tekintve, a Fekete-Körös vízgyűjtőre mérsékelten szárazföldi jellegű éghajlat, jellemző. A vízgyűjtőterületen, a hegyvidéken és a dombságon hulló csapadékmennyiség jóval nagyobb a síkvidékre hulló mennyiségnél. Így az évi csapadékösszeg értékek általában nyugat felől kelet felé nőnek, 55-1 mm közötti értéktartományban. A legnagyobb 1 mm körüli sokévi közepes csapadék értékeket a Bihar-hegység nyugati lejtőjén Biharfüred/Stâna de Vale térségében-, a legkisebb 55- mm értékeket a Fekete-Körös alsó- magyarországi vízgyűjtőrészén mérik. A békéscsabai meteorológiai állomás adatai szerint az időszakban a szabálytalan ingadozások mellett az évi csapadékösszeg idősor egyértelmű és számottevő csökkenést jelez. A csökkenés mértéke az 59 mm-es sokévi átlag mellett - mintegy 15%. Szintén jelentős csökkenés figyelhető meg a téli és nyári félévi csapadékösszegek tekintetében, sőt a téli csapadékösszegnél (sokévi átlag mm) arányaiban valamivel még nagyobb, 5%-ot meghaladó (3. ábra). Csapadék (mm) Év IV-IX Lineáris (IV-IX) X-III Lineáris (Év) Lineáris (X-III) ábra Az évi, téli félévi (X-III) és nyári félévi (IV-IX) csapadékösszeg alakulása Békéscsaba meteorológiai állomásnál (1951-7) Függetlenül a csapadék mennyiségétől, sokévi átlagban május-július hónapokban következik be az évi maximum, majd szeptembertől mintegy megfeleződik a csapadék mennyisége és fokozatosan csökken február-március hónapokig, amikor az évi minimum jelentkezik. A vízhiányhoz nyáron hozzájárul a magas léghőmérséklet miatti jelentős párolgási többlet, illetve télen a hó és jég formájában tározódó vízkészlet. A vízgyűjtő területen a felszín tengerszint feletti magasságával- és az évi közepes csapadékmennyiség 3

4 nyugat-kelet irányú növekedésével arányosan nő a felszíni lefolyás mértéke is. Az alföldi vízgyűjtő részeken ez 1-3 l/s km, a dombvidéken -7 l/s km, a hegyvidéken -35 l/s km. A legnagyobb fajlagos lefolyás a Bihari hegység nyugati, 1-1 m közötti magasságú lejtőin jellemző. Dumescu-Popa (1993) vizsgálatai szerint, a belvízelvezető csatornarendszer túlzott sűrűségű kiépítését követően (197 után) a Fekete-Körös Tenke/Tinca és közötti vízgyűjtőterületén (1577 km ) a fajlagos lefolyás mintegy 1%-kal nőtt, a Tőz vízgyűjtő területén (11 km ) ez a négyszeresére nőtt,, l/s km -ről, l/s km -re. A folyó sokévi közepes vízhozama Susdnál/Suşti még csak,9 m 3 /s, ami Sarkadig 3, m 3 /s-ra nő (. ábra). Mellékvizei közül a legnagyobb sokévi közepes vízhozamot a Köves-Körös/Crişul Pietros (,51 m 3 /s), és a Hollódi/Holod -patak (3,7 m 3 /s) szállítja. A legnagyobb vízgyűjtővel (111 km ) rendelkező mellékpatak, a Tőz vízhozama ennél számottevően kisebb, mivel kevésbé csapadékos vízgyűjtőrészről érkezik. A több ország területére kiterjedő Tisza-völgy vízkészlet megosztásáról szóló 9/1/ számú OVF intézkedés és ennek módosított hatályos változata (VKKI--1/7) szerint, a Fekete-Körös magyarországi szakaszán a természetes vízkészlet (Q aug % ),1 m 3 /s, amiből 1, m 3 /s az élővíz, 1,1 m 3 /s a külföldi lekötés, így a magyar folyó szakaszon nincs hasznosítató vízkészlet ( Ezért is fontos ismerni a kisvizes időszakok gyakoriságát, hosszát, vízhiányának mértékét. A Tisza vízgyűjtő területén a kisvízi események döntően időjárási (meteorológiai szárazság) és hidrológiai okok (hidrológiai szárazság) miatt alakulnak ki, amit a természetföldrajzi jellemzők mellett az emberi tevékenység is befolyásolhat (Konecsny ). A kisvizes időszakokat csapadékhiányos időszakok előzik meg, vagyis olyan időszakok, amikor a lehulló csapadékmennyiség kisebb az időszakra vonatkozó sokévi közepes mennyiségnél. A térségben a csapadékhiányos-kisvizes időszakok kialakulását, jellemzőit, alapvetően a hosszú ideig stabilan száraz légtömegekkel jellemezhető anticiklonok jelenléte váltja ki (Stanciu 7). 3. Felhasznált adatok, szakirodalmi előzmények, vizsgálati módszerek A Fekete-Körös folyó romániai szakaszán üzemelő vízrajzi törzsállomások közül egy állomást, a magyar szakaszon szintén egy állomást választottunk ki (. ábra). A kisvizek részletes hidrológiai feldolgozásához napi vízhozam adatokra van szükség. Vízhozam adatok már a 3 -as évektől vannak, de a megszakítás nélküli napi vízhozam adatsorok hossza a romániai nél 5 év, a magyarországi Sarkadnál (Malomfok) 5 év, a többi szelvénynél jellemzően ennél kevesebb. A napi közepes vízhozam adatok vízrajzi évkönyvekben, illetve elektronikus hidrológiai adatbázisokban találhatók meg. A bukaresti hidrológiai intézet (INHGA) vizsgálatai szerint időszakban, a kisvízhozamok természeteshez közelieknek tekinthetők, mivel csak kisebb mértékben voltak befolyásolva emberi beavatkozások által. Az időszakban viszont, a befolyásoltság mértéke jelentősebbé vált. Megjegyezzük, hogy más kutatások szerint, amelyek nem terjedtek ki az általunk vizsgált Fekete-Körös teljes vízgyűjtő területére, a Maros és Fekete-Körös közötti terület belvízi csatornahálózatának kiépítését követően (197) módosult számottevően a lefolyás, tehát a befolyásolt időszak 19-tól kezdődik (Dumescu-Popa 1993). A kisvizes időszak naptári éven belüli időszak, vagy egyéves hidrológiai cikluson belüli időszak, melynek során a lefolyásban jelentős csökkenés következik be és kisvízi vízhozamok figyelhetők meg. A kisvízi időszakon belül legalább egy kisvízi esemény következik be. Egy olyan időfüggvényről van szó, amely nem halad meg egy előre rögzített vízhozam értéket (Kovács-Domokos 199). Erre a vízhozam értékre, amely a felszín alatti táplálásból származó alapvízhozamból és felszínközeli eredetű vízhozamból tevődik össze, a vonatkozó szakirodalomban különféle elnevezéseket használnak: vízhozam küszöbérték (Q ), kritikus kisvízhozam érték, referencia vízhozam. A Kille (197) által kidolgozott módszer olyan vízhozam küszöbértéket alkalmaz (kritikus kisvízhozam) amely nem más, mint a felszínalatti eredetű alapvízhozam sokévi átlagértéke. Számításához több évtizedes havi vízhozam adatsorra van szükség. A kritikus kisvízhozam érték, a havi legkisebb vízhozamok 5%-os valószínűségi értékének felel meg. Ezt a statisztikai módszert fogadtuk el és alkalmaztuk a jelen vizsgálat során a Fekete-Körös vizsgált szakaszára vonatkozóan is. A természeteshez közeli vízjárású időszak havi legkisebb vízhozamai (több mint 3 érték) alapján számított kritikus vízhozam a Fekete-Körös vízrajzi állomásnál 7, m 3 /s, a Fekete-Körös Sarkad vízrajzi állomásnál 9,1 m 3 /s (1. táblázat).

5 1. táblázat A vízhozam küszöbértékek meghatározása havi minimális vízhozamok valószínűség számítása alapján a Fekete-Körös ( ) és ( ) szelvényekre Vízrajzi Q min mo /év,hó,nap Q m min mo C v Kisvízhozamok valószínűsége (Q p%, m 3 /s) állomás 5% % 9% 95% 97% 99%,5/195.VIII,IX,5, 7, 3,1 1,91 1,33 1,,75,3/195.VIII. 3,,9 9,1 3,1 1,9 1,5 1,1,5 Q min mo - sokévi minimális pillanatnyi vízhozam; Q m min mo - évi minimális vízhozamok sokévi közepes értéke; C v -variációs tényező; Q p%, - adott valószínűségű kisvízhozam A kisvízi időszakok különböző intenzitásúak és hosszúságúak lehetnek, időben összefüggőek vagy megszakításokkal jelentkeznek. Meg lehet különböztetni számottevő és nem számottevő hosszúságú megszakításokat. A vizsgálatok során néhány olyan egyszerűsítést alkalmaztunk, amit a vonatkozó szakirodalom is ajánl (Zelenhasič et al. 197, Kovács-Domokos 199, Tallaksen 7). Így például hosszabb kisvízi időszakok folyamán előfordulnak, csak néhány napig tartó (1- nap), epizódikus jellegű vízhozam események, amelyek nem változtatják meg az időszak alapvetően kisvízi jellegét. Ha két kisvízi esemény között küszöbértéket meghaladó kisebb vízhozam növekedés (árhullám) alakul ki, de ennek időtartama a Fekete-Körös esetében nem haladja meg a négy napot, akkor a két esemény együttesét egyetlen kisvízi időszaknak tekintettük. Ha egy kisvízi esemény egyik tárgyidőszakból (évből) átnyúlik a másikba, akkor csak az egyik tárgyidőszakhoz számítottuk. A következő kisvízi paraméterekre vonatkozó idősorokat állítottuk össze: évi minimális vízhozam (Q min a), sokévi minimális vízhozam (Q min aa ), évi minimális napi közép vízhozam (Q m min d ), sokévi minimális napi közép vízhozam (Q m min d a ), kisvízi időszak kezdete, kisvízi időszak vége (év, hó, nap), kisvízi napok száma évenként (nap), kisvízi időszakok összesített hossza évenként (nap), leghosszabb összefüggő kisvízi időszak évenként (nap), kisvízi időszakok évenkénti száma (db.), víztömeghiány évenkénti összege (W def ), leghosszabb összefüggő kisvízi időszak víztömeghiányának összege (W def ), legnagyobb napi víztömeghiány összege (W def d ), kisvízi időszakok közötti időszakok hossza (nap).. A hidrológiai statisztikai feldolgozások eredményei A Fekete-Körös folyó vízjárásának évenkénti szélsőségeit jól mutatja a vízhozamok évenkénti és éven belüli ingadozása. A folyó két szelvényénél a bemutatott nagyvízi (1997) és kisvízi évek (191) napi vízhozamainak alakulása között igen jelentős eltérések figyelhetők meg (. ábra). A nagyvízi év közepes vízhozama több mint háromszor haladja meg a kisvízi év évi közepes vízhozamát. Az év jellemzően nagyvízi, úgy a kiemelkedően magas évi közepes, maximális és minimális vízhozam értékek tekintetében, mint a vízhozamok éven belüli eloszlásának vonatkozásában. A téli, tavaszi és nyári időszakokban egymást követte hat jelentős árhullám, melyek közül kiemelkedett az áprilisi (57 m 3 /s / V.) és a júliusi (3 m 3 /s / VII.9). A kisvízi időszakokra vonatkozó évi összesített víztömeghiány nem volt kimutatható, illetve kicsi volt, nél, millió m 3, Sarkadnál,3 millió m ben viszont az évi jellemző közepes, maximális, minimális vízhozamok kicsik voltak. 1 1 Q(m3/s) 191 Qmed = 1,7 m3/s Qmax = 1 m3/s Qmin = 1,5 m3/s Wdef = 53,7 mill m Qmed =3, m3/s Qmax = 3 m3/s Qmin = 7, m3/s Wdef =, mill m3 191 Qmed = 1,1 m3/s Qmax = 9, m3/s Qmin = 1,5 m3/s Wdef = 77,1 mill m Qmed = 1, m3/s Qmax = 9 m3/s Qmin = 7,95 m3/s Wdef =,31 mill m3 I.1 II III. IV. V.5 VI.5 VII. VIII. IX. X.7 XI.7 XII. I.1 II ábra A napi közepes vízhozamok alakulása egy nagyvízi évben (1997) és egy kisvízi évben (191) két jellemző romániai és magyarországi szelvénynél Az 191. évi minimum nél 1,5 m 3 /s, Sarkadnál 1,5 m 3 /s volt. Az év folyamán alig vonult le jelentősebbnek értékelhető árhullám, a legnagyobb, februári maximum alig haladta meg a 1 m 3 /s-ot III. IV. V.5 VI.5 VII. VIII. IX. X.7 XI.7 XII. 5

6 (1 m 3 /s / II.3.). Az évi összesített víztömeghiány kiemelkedően nagy volt, nél 53,7 millió m 3, Sarkadnál 77,1 millió m 3. nél a szeptember és október havi közepes vízhozam alig haladta meg a m 3 /s értéket. Egy konkrét kisvízi időszak minimális vízhozam értékeinek szakaszonkénti és időbeni alakulását a kisvízi vízjárást alakító hidrológiai folyamatok és az azokat befolyásoló lefolyás térségi-helyi területi eltérései, a felszínalatti hozzáfolyás és elszivárgás, párolgás és a vízhasználatok befolyásolják. A Fekete- Körösön az évi legkisebb pillanatnyi-, legkisebb napi közép- és legkisebb havi közép vízhozamok a folyó mentén a felső szakasztól a torkolat felé lefelé haladva nem mindig a vízgyűjtőterület növekedésével egyenesen arányosan változnak (. táblázat). Ehhez a természeti adottságok hatása mellett - nagymértékben hozzájárulhatnak a mérési és számítási pontatlanságok, hibák is, melyeknek elfogadott mértéke eléri a 1%-ot.. táblázat A 3. évi minimális vízhozamok a Fekete-Körösön Vízmérce Q min Q m min d Q m min mo szelvény neve m 3 /s Dátum m 3 /s Dátum m 3 /s Hónap Belényes/Beiuş 1,1 VIII.3,31 1,1 VIII.3,5 IX. Tenke/Tinca 1,7 VIII.31,IX. 1,7 IX.1 3,15 IX. Talpas/Talpoş 1,15 IX.1, 1,15 IX.,5 IX /Zerind 1,57 VIII.3 1,7 VIII.3,31 3,9 IX, VIII., VIII.7 5, VIII 3 Belényes Sarkad ábra A 3. évi napi közepes vízhozamok alakulása a Fekete-Körös három vízmérce szelvényénél Ha például a 3. évi minimális vízhozam értékeket elemezzük, látható, hogy a legkisebb érték nem a kisebb vízgyűjtőjű és átlag vízhozamú felső szelvénynél, Belényesnél jelentkezett (1,1 m 3 /s), hanem Talpasnál (1,15 m 3 /s). A legnagyobb minimum Sarkadnál volt (, m 3 /s) (. táblázat,. ábra, 5. ábra). és Sarkad között a síkvidéki szakaszon, a számottevő beszivárgás, párolgás és vízkivételek miatt már alig változik a vízhozam. A minimális vízhozam érték dátuma augusztus vége és szeptember elejére esik. A 3. évi minimális havi közepes vízhozamok mindenütt szeptember hónapban következtek be kivéve Sarkadot, ahol augusztusban. A legnagyobb érték a legalsó szelvénynél (Sarkad 5, m 3 /s) volt. Az évi pillanatnyi minimális vízhozamok és évi minimális napi közepes vízhozam adatok alapján megállapítható, hogy a Fekete-Körösön az időszakban, nagyobbak a kisvízhozamok, mint az időszakban (3. táblázat).

7 3. táblázat Az évi minimális napi közepes vízhozamok és fajlagos vízhozamok a Fekete-Körös két szelvényénél Időszak Évek száma Q m min d /év /q m min d Q m min d aa / q m min d aa C v C s Kisvízhozamok (m 3 /s) valószínűsége (Q p%) / Fajlagos lefolyások (l/s km ) valószínűsége q p% % 9% 95% 97% Fekete-Körös ,5/195,3,75 1,17,93,7,7,,11,5,,1,1, ,5/19,9,, 1,3,9,,53,1,7,3,,17, ,5/195,,9,9 1,15,7,51,7,11,,9,,1,1 Fekete-Körös ,3/195,,5 1,3 1,9,3,5,77,1,,3,,1, ,3/,19,,,55 1, 1, 1,9,19,97,59,,3, ,3/195 3,5,5,9 1,5 1,,,,1,,3,9,,1 q m min d - - sokévi minimális pillanatnyi fajlagos vízhozam; q m min d aa - évi minimális fajlagos vízhozamok sokévi közepes értéke; C s -aszimetriai tényező; q p%, - adott valószínűségű fajlagos kisvízhozam A folyószakaszon eddig észlelt legkisebb vízhozamok a természeteshez közeli vízjárású időszakban, között következtek be. Az utóbbi évtizedekben jellemző befolyásolt vízjárás idején (197-7) ezek a kisvízhozamok nagyobbak lettek. Az időbeni meredek növekedési tendenciát szemléltetik a bemutatott idősor grafikonok és az ezekre meghúzott lineáris trend vonalak (. ábra). 1 1 Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) 1 1 Qmin Qnapi köz min Lineáris (Qnapi köz min) Q(m3/s) ábra Az évi minimális napi közép vízhozamok és a pillanatnyi évi minimális vízhozamok alakulása a Fekete-Körös (195-7) és Fekete-Körös Sarkad szelvényeknél (195-7) Ez a számottevő változás elsősorban nem az éghajlati viszonyok (csapadék, evapotranszspiráció) módosulásához köthető, hanem a belvízi csatorna-rendszer kiépítésével, valamint a felszínalatti vízkészletek vízellátási célokra való alkalmazásával, és a folyóba szennyvízként való bevezetésének vízjárásmódosító hatásával magyarázható. A Fekete-Körös vízmércénél a napi közepes vízhozamok évi minimális értékei,7 m 3 /s (19.VII.13) és, m 3 /s (1997.X.1XI.) között változtak, Sarkadnál,3 m 3 /s (195.VIII.1,15) és, m 3 /s (1997.XI.1) között (. táblázat). Ezek az értékek gyakorlatilag alig térnek el a pillanatnyi évi minimális vízhozamoktól. A feldolgozott minimális napi közép vízhozamok sokévi átlagértéke (Q m min d aa ) nél,5 m 3 /s, Sarkadnál 3, m 3 /s. A minimális napi közép vízhozam nél a téli félévben (X-III.), m 3 /s (195), a nyári félévben (IV-IX.),5 m 3 /s (195) volt. Sarkadnál a téli félévben 1,9 m 3 /s (1959), a nyári félévben,3 m 3 /s (195). Tekintettel a folyó morfometriai és hidrológiai jellemzőire - az általunk elvárt mértéktől eltérően - a rendelkezésre állt, feldolgozott adatok alapján, a téli félévben a sarkadi szelvénynél,-szor nagyobb a sokévi legkisebb vízhozam, mint nél. A téli félévi nagyobb különbség döntően a folyón kialakuló jégjelenségek által befolyásolt időszakokban jelenik meg. Oka a két országban alkalmazott észlelési programok és vízhozam feldolgozási módszerek (a téli k tényező használata, illetve nem használata) különbözősége. Ezért az egyes kisvízi paraméterekből előállított idősorok értékelését ezen

8 hibatényezők figyelembe vételével, körültekintően kell végezni. Mindezek mellett a felhasznált napi vízhozam adatok megbízhatóságát a kisvízi időszakok vizsgálatára alapvetően megfelelőnek tartjuk.. táblázat Szélsőségesen kisvizes évek néhány jellemző statisztikai adata a Fekete-Körösön Év Q m min d (m 3 /s) Leghosszabb összefüggő Q alatti időszak (nap) Q alatti időszakok száma (db.) W def a (millió m 3 ) Sarkad Sarkad Sarkad Sarkad Természeteshez közeli vízjárású években ( ) 195,, ,, ,15 1, , 59,1 19,7, , 3, Számottevően befolyásolt vízjárású években (197-7) 199,93, ,,3 199,, ,3 5, 1,1, , 9,7 W def a - kisvizes időszakok évi összesített víztömeghiánya nél március, valamint május és június hónapokban egyszer sem fordult elő évi minimális vízhozam, Sarkadnál februárban, áprilisban (7. ábra). nél az évi minimális vízhozamok legnagyobb havi gyakorisága szeptemberben (5,9%) és augusztusban (,1%), Sarkadnál szeptemberben (9,3%), és augusztusban (,1%) fordultak elő. Mindkét folyószelvénynél, a nyári félévben gyakrabban, 7,5%-ban (), illetve 9,9%-ban (Sarkad) következett be az évi minimum, mint a nyári félévben, 3,5% és 31,1% % I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 7. ábra Az évi minimális napi középvízhozam értékek havi gyakorisága ábra A vízhozam küszöbérték alatti napok száma évenként A naptári évenkénti vízhozam küszöbérték alatti napok száma Fekete-Körös vízmércénél 5 év alatt összesen 7 volt, évenként nap és 3 nap () között változott, középértéke 7 nap/év. A Fekete-Körös Sarkad vízmércénél 5 év alatt összesen 539 nap volt, évenként nap és 11 nap (195) között változott, középértéke 93 nap/év. nél 1 alkalommal volt 15 nap/évet meghaladó hosszúságú időszak és 11 alkalommal volt 1-15 nap/év közötti érték. Sarkadnál 13 alkalommal volt 15 nap/évnél hosszabb és 13 alkalommal 1-15 nap/év közötti érték. Eszerint

9 nél évente legfeljebb a napok 3,9%-ban, volt küszöbérték alatti a vízhozam, Sarkadnál legfeljebb 5,%-ban. Az évenkénti napok számából összeállított idősor egyértelműen csökkenő trendet mutat mindkét szelvénynél (. ábra). A vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszakok évenkénti hosszának meghatározása, figyelmen kívül hagyva a kisvízi időszakokban előfordult legfeljebb öt napos megszakításokat. Ebben az esetben nél nap/év és nap/év () közötti hosszúságú kisvízi időszakok mutathatók ki, Sarkadnál nap/év és nap/év a maximális érték (195). Az előző esethez hasonlóan itt is szignifikánsan csökkenő jellegű a két idősor (9. ábra) ábra Kisvizes időszakok hossza napokban (évenként) ábra A leghosszabb időben összefüggő vízhozam küszöbérték alatti időszakok Időszakszám Időszakszám ábra A vízhozam küszöbérték alatti időszakok évenkénti száma Elemeztük a leghosszabb összefüggő kisvízi időszakok hosszának alakulását is. Az ilyen időszakok hossza legfeljebb 19 nap/191.vi.-xii.13 (), illetve nap/195.vii.-5.xii.. 9

10 (Sarkad) volt. Ezek az idősorok is egyértelműen csökkenő trenddel jellemezhetők mindkét állomásnál (1. ábra). A vizsgált 5 év folyamán nél összesen 1 db. kisvízi időszak volt, évente átlagosan 3,9 db., maximálisan 1 db. (19). Sarkadnál 197 db. kisvízi időszak volt, évente átlagosan 3, db., maximálisan db. (1959-ben). A nagyzerindi szelvénynél 1 olyan bőséges lefolyású év volt (1997-ben), amikor nem mutatkozott vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszak. Sarkadnál nem volt ilyen év. Sarkadnál kismértékben csökkent az évenkénti kisvizes időszakok száma, Sarkadnál alig érzékelhetően, de nőtt. Ezt a jelenséget jól mutatják a két szelvényre vonatkozóan előállított idősorok alapján megszerkesztett lineáris trend egyenesek (11. ábra). Ez az eltérő tendencia hidrológiai folyamatokkal nem támasztható alá, okát az eltérő hosszúságú időszakkal és észlelési-adatfeldolgozási hiányosságokkal, eltérésekkel lehet magyarázni nap Qo = 7, m3/s Wdef = 1,7 millió m nap Qo = 9,1 m3/s Wdef = 5,9 millió m3 1. ábra A leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok hossza 195-ben Fekete-Körös nap Qo = 7, m3/s Wdef = 53,3 millió m nap Qo = 9,1 m3/s Wdef = 7, millió m3 13. ábra A leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok hossza 191-ben nap Qo = 7, m3/s Wdef = 37, millió m nap Qo = 9,1 m3/s Wdef = 3, millió m ábra A leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok hossza 199-ben 1

11 A kisvízi időszakokra vonatkozó víztömeghiány arról nyújt információt, hogy a vízhozam küszöbérték alatti napokban mennyivel kevesebb a lefolyt víztömeg, ahhoz az értékhez viszonyítva, amennyi a vízhozam küszöbértéknek megfelelő vízhozam esetén folyt volna le (1. ábra, 13. ábra, 1. ábra, 15. ábra). Az 195, 191, 199 és évek kisvízi időszakait bemutató ábrákon a napi közepes vízhozam értékek mellett szaggatott vonallal feltüntettük a vízhozam küszöbértéket (Q ), bejelöltük a kisvízi időszak kezdetét és végét, hosszát (napok számát), valamint a számított összesített víztömeghiányt (W def ) millió m 3 -ben. A kisvizes időszakok víztömeghiányára vonatkozó számítást külön-külön minden évre elvégeztük. A Fekete-Körös szelvényében sokévi átlagban lefolyó víztömeg 91 millió m 3 /év, a sokévi közepes víztömeghiány 19,7 millió m 3 (,1%). A legnagyobb összesített évi víztömeghiány, 5, millió m 3 -ben, 5, millió m ben és 53,7 millió m ben volt. A Fekete-Körös Sarkad szelvényében sokévi átlagban a lefolyó víztömeg 19 millió m 3 /év, a sokévi közepes víztömeghiány, millió m 3 (,%). Itt a legnagyobb összesített víztömeghiány 1 millió m ben, 77,1 millió m ben és 71, millió m ban. Sarkadnál az évi legnagyobb vízhiány 1%-kal volt nagyobb, mint nél. Az utóbbi évtizedekben kisebbnek mutatkozott a kisvizes időszakok víztömeghiánya, mint az 197 előtti természeteshez közeli vízjárású időszakban VII nap nap Qo = 7, m3/s Wdef =, millió m Qo = 9,1 m3/s Wdef = 59,5 millió m ábra A leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok hossza -ben Wdef (mill. m3) Wdef év (millió m3) ábra A kisvizes időszakok évi összesített víztömeghiánya A legnagyobb hosszúságú összefüggő kisvizes időszakok víztömeghiányát vizsgálva megállapítottuk, hogy, Fekete-Körös vízmércénél a millió m 3 -t meghaladó víztömeghiányos időszakok száma 5 volt. Szélsőségesen vízhiányos volt 19.X VI.3 (19 nap) 53,3 millió m 3 ; 1999.XI.19-.VI. (153 nap), millió m 3 ; 197.III VII. (13 nap) 5, millió m 3. Ezekben a kisvízi időszakokban a legnagyobb napi víztömeg hiány 5 ezer m 3 /19 és 573 ezer m 3 /195 volt. Fekete-Körös Sarkad vízmércénél a millió m 3 -t meghaladó víztömeghiányos időszakok száma 11, ebből 9 év 1977 előtti. Így pl., 195.V.5.-X. (177 nap) 9, millió m 3 ; 1953.II.-195.II..( nap) 9,3 millió m 3 ; 191.VI XI.. (155 nap) 7, millió m 3. A legnagyobb napi víztömeg hiány 79 ezer m 3 /195 és 73 ezer m 3 /195 volt. A kapott eredmények azt mutatják, hogy a vízellátás biztosítása a leghosszabb kisvízi időszakokban a többtíz millió m 3 -es víztömeghiány esetén komoly gondot jelenthet, mert ez közelíti a vízgyűjtőterületen jelenleg rendelkezésre álló teljes víztározó képesség 11

12 mértékét. A Fekete-Körös két vízmérce szelvényére számított évi összesített víztömeghiány idősorokat (195-7) bemutató ábrák (1. ábra) alapján megállapítható, hogy ezek az értékek szignifikánsan csökkenő tendenciájúak, különösen Sarkadnál. Hasonlóan csökkenő a trend a leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok víztömeghiány értékek-(17. ábra), és a napi maximális víztömeghiány értékek idősorai esetében is. A kisvizes időszakok közötti napok száma nagyon változó, nél ezeknek szélső értékei 7 nap és 15 nap (3 év), az átlag nap, Sarkadnál 1 nap és 555 nap (1,5 év), az átlag nap. A sarkadi szelvényre kimutatható rövidebb időszak azt jelzi, hogy itt a kisvízi időszakok valamivel hosszabbak, mint a felső szelvénynél, nél (1. ábra). 1 1 Wdef (mill m3) Wdef (millió m3) ábra A leghosszabb vízhozam küszöbérték alatti kisvizes időszakok víztömeghiánya Nap 5 Nap ábra A kisvizes időszakok közötti leghosszabb időszakok hossza y =,7x +,153x - 1,55 R =,97 y =,x +,33x -,9 R =,557 Wdef (millió m3) Wdef (millió m3) ábra A kisvizes napok évenkénti száma és víztömeghiányuk közötti összefüggés 1

13 A kisvizes időszakok víztömeghiányát az időszak napi minimális vízhozam értéke és főleg ezeknek az időszakoknak a hossza befolyásolja. Az évenkénti gyakoriságban meghatározott két paraméter között - nél és Sarkadnál - a polinomiális jellegű korrelációs összefüggés viszonylag szoros kapcsolatot jelez,,9-et meghaladó ( R=,9, R=,9) korrelációs tényezővel (19. ábra). 5. Összefoglaló megállapítások - A napi vízhozam adatok megbízhatósága a vizsgálat céljaira megfelelő, de a vízgyűjtőben történt műszaki beavatkozások, és a két ország eltérő észlelési és adatfeldolgozási módszereiben lévő hiányosságok-eltérések miatt a kisvízi vízhozam idősorok alkalmazhatósága valószínűségi eloszlások számítására megkérdőjelezhető; - A nagyzerindi és sarkad-malomfoki kisvízhozamait jellemző idősorok közötti esetenkénti különbözőség abból adódik, hogy a jellemzően kisvízi évek adatai nél nem álltak rendelkezésre, - A statisztikai vizsgálat alá vett évek 9-1%-ban volt kimutatható vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszak; - A vízhozam küszöbértékek alatti vízhozamú napok átlagos száma, az év napjainak -5%-ban jellemző; - nél március, május, június hónapokban, Sarkadnál február, április hónapokban egyszer sem fordult elő évi minimális vízhozam, - A nyári félévben gyakrabban (átlagosan %-ban) következtek be az évi minimumok, mint a téli félévben. - A leghosszabb kisvízi időszakok esetenkénti víztömeg hiánya 5-1 millió m 3 volt, ami olyan nagy vízkészlet, amelynek pótlása a jelenleg meglévő víztározó kapacitás mellett is nehezen megoldható feladat; tól az időszakhoz viszonyítva, vízkészlet-gazdálkodási szempontból pozitív változások következtek be: nagyobbak lettek a minimális vízhozamok, csökkent a kisvizes időszakok időtartama, víztömeghiánya, viszont nőtt a kisvizes időszakok között eltelt időszak hossza; - A Fekete-Körösön a műszaki beavatkozások vízjárásra gyakorolt befolyása kisebb, mint pl.: a Szamoson vagy Maroson. Ennek ellenére itt sem mutatható ki az éghajlatváltozás kisvízi lefolyásra gyakorolt hatása. Ezt a körülményt két féle képen lehet értelmezni. Egyrészt az éghajlatváltozás, csapadékés lefolyás csökkenésre gyakorolt hatása még nem jelentkezik markánsan a Kárpátokban eredő folyók vízjárásában. Másrészt a Kárpátok magasabb hegyvidékein a csapadék változása nem a mediterráni térségre és közép-európai medencék térségeire jellemző módon, hanem az észak-európára előrejelzett tendenciáknak megfelelőn (növekvő csapadék) változnak. Ha a növekvő lefolyási tendencia beigazolódik, a folyó jövőbeni vízkészlete szempontjából kedvező fejlemény lehet. Köszönetnyilvánítás Jelen vizsgálatok, amelyek eredményeit a fentiekben közöljük, az Európai Unió társfinanszírozásban kivitelezett projektek keretében folytak: Éghajlatváltozás és változékonyság: Hatások Közép és Kelet- Euróban - CLAVIER project (Climate Change and Variability: Impact on Central and Eastern Europe), the European Commission's th Framework Program (contract number 3713) valamint Dél- és Kelet-Európa Aszály Központja - DMCSEE (Drought Management Centre for South East Europe) EU SEE projekt (Reference Number SEE EoI/A/91/./X). 13

14 IRODALOM 1. Andó M.. (1997), Hydrographic description of the Körös/Criş Basin. In: The Criş/Körös Rivers Valleeys. A study of he geography, hydrobiology and ecology of the river and its envieonment. TISCIA monograph series. Published by Tisza Klub & Liga Pro Europa. Szolnok-Szeged-Târgu- Mureş.. Bleahu M., Bordea S. (191), Munţii Bihor-Vlădeasa. Monografii montane.editura Sport-Turism. Bucureşti. 3. Dumescu Fl.-Popa L. (1993), Impactul lucrărilor de hidroamelioraţii asupra unor factori de mediu: apă, sol. Hidrotehnica. Vol. 3. Nr... Hisdal H., Tallaksen L.M., Peters E., Stahl K., Zaidman M. (1), Drought event definition. In: Assessment of the regional Impact of Droughts in Europe, S. Demuth and K. Stahl (Eds.). Final Report to the European Union ENV-CT97-553, Institute of Hydrology, University of Freiburg, Germany. 5. Kille K. (197), Das Verfahren MoMNQ: ein Beitrag zur Berechnung der mittleren langjährigeren Grundwasser-neubildung mit Hilfe der monatlichen Niedrigwasserabflüsse. Zeitschrift der Deutschen Geologischen Gesellschaft, Sonderheft Hydrogeologie-Hidrochemie, Hannover.. Konecsny K. (), A 3. évi nyári aszály kialakulásának időjárási és hidrológiai okai és vízjárási következményei a Felső-Tisza-vidéken. Vízügyi Közlemények LXXXVI. évf Konecsny K. (), A Fehér-Körös vízgyűjtő felszíni vízkészleteinek hasznosítási lehetőségei. MHT XXVI. Országos Vándorgyűlés. Miskolc.. július -. MHT honlap: Konecsny K. (1a), A kisvizek főbb hidrológiai statisztikai jellemzői a Maros folyó alsó szakaszán. Hidrológiai Közlöny 9. évf. 1. szám. január-február. 9. Konecsny K. (1b), A kisvizek főbb hidrológiai statisztikai jellemzői a Berettyó folyón. Hidrológiai Közlöny 9. évf.. szám. július-augusztus (szerkesztés alatt). 1. Konecsny K. (1c), A kisvizek főbb hidrológiai statisztikai jellemzői a Szamos folyó alsó szakaszán. Hidrológiai Közlöny 9. évf., 5. szám. szeptember-október (szerkesztés alatt). 11. Konecsny K., Bálint G. (1a), Low water related hydrological hazards along the lower Mureş/Maros river. Volumul Riscuri şi catastrofe. Universitatea Babeş-Bolyai. Facultatea de Geografie. Centrul de Geografie Regională. Laboratorul de riscuri şi hazarde. An VIII. Nr. /1. Coordonator: Victor Sorocovschi. Casa Cărţii de Ştiinţă. Cluj-Napoca. 1. Konecsny K., Bálint G. (1b), Main hydrological statistical characteristics of low water on the Barcău/Berettyó stream. In: Aerul şi Apa 1 componente ale mediului. Presa universitară Clujeană. Ziua Mondială a Apei, Ziua Mondială a Meteorologiei. 19- martie 1, Cluj-Napoca. 13. Konecsny K., László F., Liebe P. (), Vizsgálatok a magyarországi állandó és időszakos jellegű vízfolyás szakaszokkal kapcsolatban. MHT XXIV. Országos Vándorgyűlés. I. kötet. (+CD) Pécs.. július Kovács Gy., Domokos M. (199), A kisvízi események jellemzőinek becslése. Vízügyi Közlemények LXXVIII. évf.,. füzet. 15. Lanen H.A.J. van, Tallaksen L.M., Rees G. (7), Droughts and climate change. ANNEX II. Commission Staff Working Document Impact Assessment (SEC(7) 993), Accompanying document to Communication Addressing the challenge of water scarcity and droughts in the European Union (COM(7) 1), Commission of the European Communities, Brussels, Belgium. change_7.pdf 1. Păduraru A., Popovici V., Marţian F., Diaconu Cir. (197), Analiza factorilor meteorologici care au generat scurgeri minime remarcabile pe rîurile României în perioada Studii de Hidrologie XLII. IMH Bucureşti. 17. Stanciu P. (7), Caracteristicile secetelor hidrologice. Hidrotehnica Vol. 5. Nr Szlávik L. Galbáts Z. Kiss A. Kisházi P. Rátky I.(1999), A Fehér-Fekete-Kettős-Körös árvizei, árvízvédelmi rendszere és a Kisdelta szükségtározó. Vízügyi Közlemények.. füzet 19. Szlávik L.-Buzás Zs.-Illés L.-Tarnóy A. (1997), A Tisza-völgyi nemzetközi együttműködés. Vízügyi Közlemények LXXIX. Évf. 3. füzet.. Tomaszewski E. (9), Selected aspects of drought streamflow deficit variability in small lowland catchments. In: Hydrological extremes in small basins Published in 9 by the International Hydrological Programme (IHP) of the UNESCO. IHP-VII Technical Document in Hydrology No UNESCO Working Series SC-9/WS/11. 1

15 1. Zelenhasic E., Salvai A., Srdjevic B. (197), A Tisza kisvízi eseményeinek sztochasztikus elemzése. Hidrológiai Közlöny, 7. évf. 1. sz.. Újvári I, Niţulescu M, Păduraru A. (195), Secarea râurilor din RPR şi condiţiile specifice acestui fenomen. Meteorologia, hidrologia şi gospodărirea apelor. nr.. 3. Újvári I. (197), Geografia Apelor României. Editura Ştiinţifică. Bucureşti.. *** ( ), Anuar Hidrologic. IMH. Bucureşti. 5. *** (19-3), Vízrajzi Évkönyv. VITUKI. Budapest.. *** (7), A Tisza vízgyűjtő helyzetértékelése 7. Szakmai összefoglaló *** (9), Planul de management al spatiului hidrografic Crisuri. *** (1), 15