Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Kht. Végleges tanulmány Megrendelő: Mosonmagyaróvár Környezetvédelméért Közalapítvány Készült A Szigetköz-Csallóközi Duna-ártér mellékágrendszere rehabilitációjának közös megalapozása című INTERREG III A pályázat (HUSKUA/05/02/94) keretében 2007. december
A Szigetköz-Csallóközi Duna-ártér mellékágrendszere rehabilitációjának közös megalapozása INTERREG III/A projekt TARTALOMJEGYZÉK Előzmények, célok... 3 1. Az érintett térség részletes hidrológiai elemzésének elvégzése, bemutatása, figyelembe véve az elmúlt 15 évben bekövetkezett változásokat és azok következményeit... 4 1.1. A szigetközi Duna szakasz részletes hidrológiai elemzése... 4 1.2. A vizsgált térség kiemelkedő árvizei az elterelés előtt és után... 29 1.3. Árvízi gyakorisági vizsgálatok... 43 1.4. Jégviszonyok... 57 2. Az eddig legközelebb álló magyar és szlovák javaslatok összehasonlítása, a közös elemek kiemelése és rögzítése... 64 2.1. A magyar meanderező módszer... 66 2.2. A szlovák mellékágas módszer... 69 2.3. SziTE-Rácz-Lisicky közös javaslat... 71 3. A szigetközi Duna-szakasz 1D modelljének bearányosításához szükséges hidrológiai adatok biztosítása, figyelemmel az 1991. 2002. és 2006. évi árhullámokra... 75 4. A mindkét fél által elfogadható javaslatok hidraulikai ellenőrzése... 79 5. A modellszámítások és modellkísérletek eredményeinek kiértékelése... 87 6. Javaslat kidolgozása a kisminta kísérletekre, az azokhoz szükséges adatok megadása... 89 Mellékletek... 2
A Szigetköz-Csallóközi Duna-ártér mellékágrendszere rehabilitációjának közös megalapozása INTERREG III/A projekt Előzmények, célok A Szigetköz-Csallóközi Duna-ártér mellékágrendszere rehabilitációjának közös megalapozása című INTERREG projekt alapvető célja, hogy a szlovák-magyar Duna mellékágrendszer közös rehabilitációjának előkészítésével megalapozza a természetvédelmi területek kiterjesztésének lehetőségét a Szigetköz-Csallóköz területén. A szigetközi táj évszázadok óta egy térben és időben állandóan átalakuló, változó rendszer jelentett. Ez a rendszer volt jellemző egészen a XIX. században megindult folyószabályozás időszakáig. Az 1950-es években már egyre aggasztóbbá vált a helyzet, amikor a főág átlagos vízszintje kezdett elválni a mellékágrendszer víszintjétől. Ebben nagy szerepet játszottak az említett folyószabályozási munkálatok, a mesterségesen kialakított Duna főág és az osztrák Duna-szakaszon megépített vízlépcsők. Amikor a Szigetköz rehabilitációjáról beszélünk akkor a térség fenntartható fejlődésének hosszútávú biztosítását fogalmazzuk meg, amelybe beletartozik: - gazdasági potenciál növelése, megőrzése (erdészet, mezőgazdasági, halászati, vadászati, idegenforgalmi tevékenység határozza meg) - a vizek okozta károk megelőzése, helyreállítása - a természeti értékek megőrzése, helyreállítása - a vízbázisok megóvása - a környezeti állapot megőrzése, javítása - tájképi értékek megőrzése, helyreállítása érdekében A jelen munkarész célja, legfontosabb feladata az érintett Duna szakasz egységes hidrológiai jellemzése, ami kiinduló alapot képez mind a szlovák, mind a magyar fél szakértői számára a közös műszaki megoldások kidolgozására. A Duna elterelése óta mindkét fél részéről számtalan javaslat merült fel a szigetközicsallóközi Duna ágrendszer rehabilitációjának megoldására. Ezek kidolgozási szintje és aktualitása azonban eltérő. Meg kell határozni az eddigi változatok közül az egymáshoz legközelebb álló magyar és szlovák javaslatokat az eddig elkészült anyagok alapján. A munka keretében vizsgálni kell az eddig elkészült javaslatokat a főmeder és a mellékágrendszer rehabilitációjára. Meg kell határozni a vizsgálatok körét, a peremfeltételeket, valamint adatokat kell gyűjteni és szolgáltatni a modellszámításokhoz, modellkísérletekhez és az árvízvédelmi vizsgálatokhoz. Az elvégzett vizsgálatok után ki kell választani a közös, mindkét fél által elfogadható elemeket tartalmazó rehabilitációs változatokat. Ezeket a változatokat egyenértékű, összehasonlítható kidolgozottság szintre kell hozni a megfelelő mértékű társadalmi, szakmai, politikai tájékoztatás és döntéshozatal megalapozására. 3
1. Az érintett térség részletes hidrológiai elemzésének elvégzése, bemutatása, figyelembe véve az elmúlt 15 évben bekövetkezett változásokat és azok következményeit. 1.1. A szigetközi Duna szakasz részletes hidrológiai elemzése A Szigetköz hidrológiai jellemzéséhez, az itt lejátszódó folyamatok megértéséhez elkerülhetetlen a Duna egy nagyobb térségének, vízgyűjtő területének elemzése, ennek megfelelően elsőként röviden áttekintjük a geológiai, geomorfológiai, a hidrometeorológai és vízjárási viszonyokat, amely tényezők igen fontos szerepet játszanak a Szigetköz arculatának, természeti értékeinek a kialakításában és formálásában. A hidrológiai jellemzést két részre bontva végezzük el. Külön vizsgáljuk a Duna elterelése előtti és a Duna elterelése utáni viszonyokat. Mindkét esetben áttekintjük az adott időszak jelentősebb árvizeit, azok előidéző okait, következményit és az azokból levonható tapasztalatokat. Elemezzük a Felső-Duna vízjárási viszonyait. A hosszúidejű adatsorok ismeretében hidrológiai statisztikai vizsgálatokat végeztünk. A statisztikai elemzések során figyelembe vettük az extrém érték elemzés legújabb ismereteit, módszereit. A hidrológiai vizsgálat során áttekintettük az érintett szakasz jégviszonyainak változását. A Szigetköz évszázadok óta térben és időben egy állandóan változó rendszer, amit az emberi beavatkozások (főmeder kialakítás, árvízvédelmi művek kiépítése) felgyorsítottak. A táj jellegét meghatározó ökoszisztámák átalakulása nagymértékben köszönhető a vízjáték kiszélesedésének. A rehabilitáció igénye, ahhoz, hogy a térség fenntartható fejlődése hosszútávon biztosítva legyen, tehát nem feltétlenül a Duna elterelésével jelentkezett, bár kétségkívül negatívan hatott (1.1. ábra). 1.1. ábra. A Szigetköz-Csallóközi Duna-ártér mellékágrendszere 4
A Szigetköz hidrológiai jellemzéséhez, illetve az itt lejátszódó folyamatok megértésében nagy szerepet játszik a Kisalföld geomorfológiájának a kialakulása, amely döntően három folyamat eredménye: a Kisalföld területének a süllyedése, ami több millió éve tart és jelenleg is folyik. A Duna hatalmas, legyezőszerű hordalékkúpjának épülése. Az 1886-tól kiteljesedő ármentesítő és folyószabályozási munkák. A Szigetköz természeti értékekben igen gazdag táj. A szigetközi hullámtér a Duna kisalföldi hordalékkúpjának gerincén helyezkedik ahol legyezőszerűen szétágazó és összefutó fonatos folyószakasz alakult ki, azonban ez a természeti érték veszélybe került a XIX. század végén végrehajtott folyószabályozások következtében, amikoris egységes főmedret alakítottak ki a fonatos folyószakaszon. Ezenkívül megszünt a fonatos folyószakasz fejlődésének a feltétele, a görgetett hordalék lerakódása és felhalmozódása. A hegyvidéki tározók és vízlépcsők megépítésével módosultak a meder hordalékviszonyai. (1.2a és 1.2b. ábra), (1. melléklet). 1.2a. ábra. A hordalékkúp gerincén húzódó fonatos folyószakasz Cikolasziget térségében 1.2b. ábra. A hordalékkúp palástján futó meanderező mellékág maradványa Vámosszabadi térségében A Szigetköz jellegzetes élővilágának kialakulásában a Duna hidrológiai sajátosságai is jelentős szerepet játszanak. A szigetközi Duna-szakasz vízjárását az Alpok vidékén felhalmozódott hó és jégtakaró olvadása határozza meg. A téli kisvizek után márciusban és áprilisban az olvadás és a csapadék áradásokat okoz. Májusban és júniusban az Alpok hótakarójának olvadása és az azzal együttjáró csapadékmaximum eredményezi a nagyobb árhullám, a zöldár levonulását. A kisvizes időszak általában októberre tehető, amit egy enyhe vízhozamnövekedés követ, majd ismét a kisvizes periódus következeik a téli időszakban. Ezt a hidrológiai értéket is több tényező veszélyezteti illetve károsítja. Csökkentek a Duna vízgyűjtőjén az erdővel borított területek, ami növelte a felszíni lefolyás sebességét és gyorsította az árhullámok levonulását. A nagyvízi szabályozás eredményeként térben korlátozódott az elöntött területek kiterjedése, valamint tovább gyorsította az árhullámok levonulását. A szigetközi Duna-szakasz főmeder mélyülése kedvezőtlenül hat a hullámtéri mellékágak vízellátására, ugyanis egyre ritkábban alakul ki felszíni kapcsolat a főág és az ágrendszerek között. A Duna elterelése a szigetközi ágrendszer jelentős részének a kiszáradását eredményezte, mivel a természetes vízhozamnak csak a töredéke érkezik a térségbe. A Duna eredeti vízjárásának módosulásait a Felső-Dunán és vízgyűjtőjén folyatatott tevékenységek határozzák meg. Az érkező vízhozam a magyar-szlovák megállapodásoktól függ árvízi időszakon kívül ez 250 600 m 3 /s között változik (1995-ös megállapodás). A szigetközi 5
Duna-szakasz nagyvízi szabályozottságának fenntartása továbbra is társadalmi igény. Az eredeti hidrológiai viszonyok helyreállítására nincs lehetőség. A hullámtéri vízpótlórendszer vízdinamikáját azonban úgy kell meghatározni, hogy az a Duna természetes vízjárásához hasonló legyen. A Szigetköz vízrajzi állomásait, üzemi állomások és törzs állomások elhelyezkedését a 2. mellékletben mutatjuk be. 1.1.1. A hidrológiai állapotok a Duna elterelése előtt A XIX. század második felében a Duna Pozsony-Oroszvár közötti szakaszán történt szabályozás az 1876 1932 közötti időszakban a folyószakaszon a vízállások csökkenését, míg alatta azok emelkedését mutatta ki. Az összeszűkített meder következtében a folyó a kisebb energiavesztés miatt hordalékát nagyobb mértékben tudta továbbszállítani. Ez az új helyzet viszont a szabályozás alvízén lévő folyószakasz helyzetét rontotta, mivel a folyó ezen a területen kezdte el lerakni a szállított hordalékot, ezzel megindítva a meder feltöltődését. A múlt század első felében a napvilágot látott tanulmányok (1937; 1949; 1952; 1954; 1957) tanulsága szerint a kis- közép- és nagyvízszintek folyamatos emelkedése a kisebbnagyobb szünetekkel végrehajtott szabályozások és nagyarányú kotrások ellenére is folytatódott. Ezek a beavatkozások csak helyileg és ideiglenesen tudták megállítani a geológiai mederemelkedés folyamatát. Ez részben az osztrák Duna szakasz szabályozása miatt a térségbe érkező megnövekedett hordalékmennyiséggel, részben pedig a mederszűkítés ellenére még mindig nem elegendő hordalékmozgató erővel magyarázható. Az egységes főmedret ugyanis túl szélesre határozták meg. A vízállásváltozások alakulását jól jellemzi a rajkai, dunaremetei, gönyűi éves legkisebb, közép- és legnagyobb vízállások idősora (1.3-1.5. ábra). 700 Duna-Rajka Éves vízállásjellemzők változása (1950-1991) Éves nagyvízállás 600 500 400 Vízállás (cm) 300 Éves középvízállás 200 Éves kisvízállás 100 0-100 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 év 1.3. ábra. Évi jellemző vízállások idősora (Rajka 1950-1991) 6
800 Duna - Dunaremete Az éves vízállásjellemzők változása 1901-1991 (1950-1991) 700 600 Éves nagyvízállás vízállás (cm) 500 400 300 Éves középvízállás 200 100 Éves kisvízállás 0 1900 1905 1910 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 1.4. ábra. Évi jellemző vízállások idősora (Dunaremete 1950-1991) 800 Duna- Gönyü Az éves vízállásjellemzők változása (1901-1991) 700 600 Éves nagyvízállás 500 Vízállás (cm) 400 300 Éves középvízállás 200 100 Éves kisvízállás 0-100 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 év 1.5. ábra. Évi jellemző vízállások idősora (Gönyű 1901-1991) Jól érzékelhető, hogy a 60-as évek végétől a középvizek emelkedő tendenciája lelassult, majd csökkenővé vált, s a kisvízszintek is csökkentek. A kisvízi meder beágyazódását bizonyítják az éves mederfelvételek is. Ez a folyamat is a hordalékmennyiség és a hordalékmozgató képesség megváltozott arányára vezethető vissza. A hajóút biztosítása érdekében a 60-as évek végétől ismételten nagyszabású középvíz-szabályozások kezdődtek, melynek eredményeként a kis- és középvízi mederben megnövekedett a folyó energiája. A felső vízgyűjtőn sorra épülő vízlépcsők és a Pozsony térségében elvégzett kavicskotrások ugyanakkor horda- 7
lékcsapdaként működve jelentősen lecsökkentették az érkező hordalékot. Nagyszabású ipari kotrások történtek a közös szlovák-magyar szakaszon is. A megnövekedett energia és a relatíve kevesebb hordalékmennyiség törvényszerűen a meder beágyazódásához vezetett. Az 1950- es évek és a Duna elterelése közötti 30-40 éves időszakban az Alsó-szigetközi Duna szakaszon kialakuló vízszintjeiben eltérő mértékű változások történtek. A következő táblázat mutatja három jellemző vízmérce-szelvényben a két jellemző kisvízhozamhoz, valamint a sokéves átlagos közép-vízhozamhoz tartozó vízállások változásait: Vízhozam (m 3 /s) Nagybajcs (cm) Dunaremete (cm) Rajka (cm) 1954 1992 h 1954 1992 h 1954 1992 h 1.000 198 40-158 265 215-50 100-20 - 120 1.300 232 110-122 315 270-45 175 50-125 2.000 300 205-95 390 380-10 275 147-128 A főmeder mélyülését a hajózási kisvízszintek változásának mértékével is jól jellemezhetjük. A szigetközi Duna-szakaszon az 1966. évi és az 1990. évi legkisebb hajózási vízszintek az alábbiak szerint alakultak: Szelvény helye és megnevezése 1966 (mbf) 1990 (mbf) Süllyedés 1966-90 (cm) 1855,92 fkm Oroszvár o.h. 125,99 124,58 141 1848,33 fkm Rajka vm 123,57 122,22 135 1842,00 fkm Dunakiliti 121,40 120,45 95 1835,00 fkm Cikola 119,19 118,31 88 1825,49 fkm Dunaremete vm 115,78 115,44 34 1809,87 fkm Szap vm 113,80 113,68 12 1811,00 fkm alvízcsatorna tork. 111,12 110,77 35 1805,43 fkm Medve vm 109,64 108,97 67 1794,00 fkm Mosoni-Duna tork. 107,92 106,31 161 Mint az adatokból kitűnik, a közepes és a kisebb vízjárási tartományban a vízszintek mindenütt, jelentősebben a felső és az alsó, míg mérsékeltebben a középső szakaszon csökkentek. A fent említetteket alátámasztják a következő grafikonok is (1.6a-1.6c. ábra). A dunaremetei éves közép és kisvízállások ponthalmazára megkerestük a legjobban illeszkedő polinomot. Az éves kisvizek esetében ez egy harmadfokú polinommal jellemezhető. A görbe jól mutatja a mederben történt változásokat. Az 1950-es évekig emelkedés figyelhető meg, majd utána egy jól érzékelhető csökkenés. 8
1.6a. ábra. Dunaremetei éves kisvizek (1901-1991) és a legjobban illeszkedő polinom Az éves középvízállásokra legjobban illeszkedő Gauss görbe is mutatja a kezdeti emelkedést, majd az azt követő csökkenő irányba történő változást. Mindkét ábra esetében felfigyelhetünk a pontok (vízállások) nagymértékű szórására. Ez az 1940-es évek végéig nem annyira feltűnő, viszont utána egyre nagyobb. Ez utalhat a árhullámok gyorsabb levonulására, de mindenképpen érdemes lenne egy részletesebb vizsgálatot végezni. 1.6b. ábra. Dunaremetei éves középvízállások (1901-1991) és a legjobban illeszkedő polinom 9
Az éves nagyvizekre legjobban illeszkedő hiperbolikus függvény határozott emelkedő tendenciát mutat, ami igazolja a korábbi trendvizsgálat helyességét és rámutat arra, hogy a változások a kisvízi és a középvízi medret érintik. 1.6c. ábra. Dunaremetei éves nagyvizek (1901-1991) és a legjobban illeszkedő polinom A Duna és főbb mellékvízfolyásainak hordalékjárásáról a Duna menti országok Hidrológiai Munkacsoportja készített tanulmányt, abból a célból, hogy a Dunán és a vízgyűjtő területen végzett nagyobb arányú emberi beavatkozások milyen hatással voltak a folyók hordalékjárására. A Munkacsoport az 1956-85 közötti időszakot választotta ki és feldolgozta a görgetett, lebegtetett hordalék és a mederanyag jellemző adatait. (Rákóczi 1993) Az általános következtetések: a Duna lebegtetett hordalékszállítását egy értékkel egy adott mérőhelyre nem lehet jellemezni, Rajkánál a lebegtetett hordaléktömeg 30 éves trendje csökkenő, ugyancsak csökkenő a lebegtetett hordaléktöménység trendje is, a lebegtetett hordalék mennyisége a talajviszonyok mellett a csapadék nagyságától és időbeni eloszlásától függ, a vízlépcsők a lebegtetett hordalék 30-40%-át megállítják, kiülepítik, a vízlépcsők a görgetett hordalékot teljes egészében visszatartják, az ipari méretű mederkotrás többszörösen meghaladja az évente szállított görgetett hordalék mennyiségét, a görgetett hordalék egy része visszatöltődik a kotrási gödrökbe, a folyamszabályozási művek hatása viszont kiegyenlítődik. A közepes és kisvizekkel ellentétben a legnagyobb árvizek levonulási szintje emelkedett. A szabályozások történeti áttekintéséből az is látható, hogy az árvédelmi fejlesztések is időről-időre visszatérő feladatot jelentettek. Ennek oka az éves maximális vízállások egyértelműen emelkedő tendenciája. 10
A XIX. század végén kiépített egységes árvédelmi védvonal kialakításakor a vízszintes vonalvezetésnél figyelembe vették az árvédelmi érdekeltségek által korábban épített gátakat, ezért erősen változó szélességű hullámtér alakult ki. Ez hidraulikai szempontból nem felel meg a középszakasz jellegnek, a hordalékmozgató erő jelentős csökkenéséhez vezet, ezért a nagyvizek által szállított jelentős mennyiségű hordalék lerakódik. A hordalékmozgató erőt a partszaggatás megakadályozására a mellékágakban kialakított zárások is csökkentették. A hullámtérben a gyakoribb és nagyobb árvízi elöntések következtében a magas-ártérre jellemző tölgy- kőris erdőket és a hozzájuk tartozó növénytársulásokat rendkívül intenzív növekedésű telepített nyár- és fűzerdők váltották fel. A nagyon dús aljnövényzetű új társulások miatt a természetes feltöltődési folyamat felgyorsult. A középvíz-szabályozás során a főmedertől leválasztott mellékágak csak a hordalékos árvízkor kaptak vizet és az újabb zárások további energiacsökkentő hatása, valamint az intenzív erdőgazdálkodás következtében a medrekbe kerülő nagymennyiségű ágfa miatt a feltöltődés tovább gyorsult. Ez a táj jellegének fokozatos megváltozása, a mellékágak elöregedése mellett az ágrendszerek árvízi vízszállító-képességének csökkenését okozta, ezért az árvízszintek emelkedésével kell számolni. Erdészeti mérések szerint az éves átlagos feltöltődés 2-2,5 cm volt. A dunaremetei éves legnagyobb vízállások idősorának kiegyenlítő egyenese 1901-1992 között közel 2 m emelkedést mutat, ami nagyságrendben megegyezik ezzel az értékkel. Az árvédelmi védvonal nyomvonalának kialakítása műszaki szempontból elhibázottnak tekinthető, ugyanakkor viszont egy egyedülálló vízi világot őrzött meg. Összefoglalóan megállapítható, hogy a hullámtéri szigetek és mellékágrendszerek a természeti folyamatok és a szabályozások hatására folyamatosan változó rendszert alkotnak. Ez a változás a XIX. század hetvenes éveitől az elterelésig legmarkánsabban a főmeder beágyazódásában és a mellékágak és szigetek feltöltődésében jelentkezett. Egy korábbi VITUKI kutatás alapján érdemes megemlíteni a Felső-Duna hullámterének, a hullámtéri mellékágaknak és a főmedrének kapcsolatát a vízlépcső megépítése előtt. A vizsgálat négy dunai vízhozam tartományt különít el a hullámtér vízellátását illetően és ezekhez a vízhozam tartományokhoz rendel átlagos tartósságokat. (Hankó, Alföldi, Starosolszky 1994) Évente átlagosan 165 napig a hullámtéri mellékágakban legfeljebb elszivárgó, álló-víz van. Ez az 1800 m 3 /s alatti vízhozamhoz tartozó tartósság. Évente 100 napon keresztül szivárgás útján kapnak vízpótlást a mellékágak, vízmozgás nincs a mellékágakban. (1800 m 3 /s és 2500 m 3 /s közötti tartomány) Évente átlagosan 90 napig van vízáramlás a hullámtéri mellékágakban. (2500 m 3 /s meghaladó dunai vízhozamokhoz tartozó érték.) Évente átlagosan 10 napra elönti az árvíz a hullámteret. (Ekkor a dunai vízhozam eléri, vagy meghaladja a 4500 m 3 /s vízhozam értéket.) A főmeder és a mellékágak vízhozamainak jól meghatározott szerepe van a talajvíz táplálásában, a hullámtéri mellékágak vízminőségének alakításában, valamint a mellékágak és a hullámtér növényi és állati életközösségeinek életében. Ami a hullámtér vízellátására vonatkozó adatokat illeti mindenképpen elgondolkoztatóak. 1.1.2. A hidrológiai állapotok a Duna elterelése után Az 1977-ben Csehszlovákia és a Magyar Népköztársaság aláírta a közös dunai vízlépcsőrendszer megépítésére vonatkozó szerződést. A csehszlovák fél 1978-ban Bős, a magyar fél pedig a Dunakiliti térségében megkezdte az építési munkákat. 1979-ben megkezdődtek a nagymarosi vízlépcső kivitelezésének előmunkálatai is. 1983-ban a két ország miniszterelnöke megállapodott a közös beruházás megvalósításának új ütemezéséről. 1989 májusában a magyar kormány határozatot hozott a nagymarosi vízlépcső építkezésének ideiglenes felfüggesztéséről, ugyanakkor Csehszlovákia folytatta a kiviteli munkákat. 11
1991-ben a szlovák kormány döntött a bősi erőmű ideiglenes üzembe helyezéséről, az ehhez szükséges "C" változat megépítéséről, majd 1992 októberében a szlovák fél, a Dunakiliti duzzasztómű funkcióit a Dunacsúnyi létesítménysorral kiváltva elterelte a Dunát az 1852-1811 fkm közötti szakaszon. A Dunacsúnyi vízlépcső a Rajka és Dunacsúny között húzódó magyar-szlovák határtól kis távolságra nyugatra, az 1851,75 fkm táján zárja el a Duna medrét és hozza létre a dunacsúnyi tározó felső részét. Ehhez csatlakozik az 1852-1842 fkm szelvények között a Duna bal parti hullámterén a dunacsúnyi tározó alsó része. Az 1842 fkm szelvényben épült meg korábban a Duna főmedrének egy jobb oldali átvágásában a dunakiliti vízlépcső. Ugyanezen szelvényben, a bal parton a dunacsúnyi tározó alsó részének alvízi végéhez csatlakozik a 17 km hosszú felvízcsatorna, és a bősi vízlépcső utáni 8 km hosszú alvízcsatorna. A vízlépcső megépítésével az Öreg-Duna jelenleg a Szap (1811,0 fkm) és a Dunacsúny (1851,75 fkm) közötti 41,75 km hosszú Duna szakaszt jelent. Ezen a szakaszon a vízhozam nagy részét a bősi erőmű elkerülő csatornájába vezetik. 1.7. ábra. A vizsgált terület helyínrajza Jelenleg a Duna Pozsony és Budapest közötti szakasza a 2000/60/EK irányelv szempontjából a következőképpen jellemezhető: A Duna, mint felszíni víz: a teljes szakaszt nemzeti és nemzetközi hajózásra használják, a folyómedert hajózási célra kezelik, a folyópartokat teljesen megerősítették, a gázlókat kotorják és a hajózhatóság érdekében folyamatosan elvégzik a szokásos folyószabályozási és fenntartási műveleteket, a Duna medrét kiegyenesítették, és a korábban az oldalágakkal meglévő természetes kapcsolatok megszűntek. A Duna vízhozamát a hajózhatóság érdekében a kiegyenesített folyómederbe koncentrálták, a mederváltozás folytatódik, az 1992 októbere óta a Dunacsúny-Szap szakasz vízhozamának legnagyobb részét elterelik a bősi vízerőmű felé. A Duna elterelését megelőző beavatkozások a Duna vízmennyiségét, vízhozamát jelentős mértékben nem változtatták meg, a vízszintekben megfigyelhető változásokat a meder és a hullámtéri ágak szabályozásai, a mederkotrások, valamint a hullámtér feltöltődése idézte elő. Ezzel szemben a Duna 1992 októberi egyoldalú elterelésének következtében a folyó Rajka- Szap közötti szakaszán, valamint a hozzá tartozó hatásterületen a felszíni és a felszínalatti vizek mennyiségi állapota is lényegesen megváltozott. Az elterelés következtében a Duna 12
főmedrében levonuló víztömeg a korábbi természetes állapot 10-20 %-ára csökkent. A csökkenés hatására a főmeder vízállásai a Dunán előforduló legkisebb vízszintek alá süllyedt átlagosan 2-2,5 m-rel. A Dunával közvetlen összeköttetésben lévő mellékágrendszerek a jelentős vízszintcsökkenés hatására kiszáradtak, és ezzel lényegesen befolyásolták a környezetükben lévő felszínalatti vizek szintjét is. A megváltozott állapot kedvezőtlenül érintette a táj élővilágát, ökológiai értékeit. A vízhozamban és hordalékban megváltozott körülmények a hullámtéri mellékágak és a vízellátása szempontjából tehát döntő változást eredményeztek. Az elterelés előtti állapotoknál írtunk a különböző vízhozam tartományokhoz rendel átlagos tartósságokról, ami jó összehasonlítási alap nyújt az elterelés utáni állapotokra. Nevezetesen, évente átlagosan a hullámtéri mellékágaknak több mint 360 napig nincs a kapcsolata a főmederrel. A hullámtéri mellékágak évente átlagosan 1-2 napig szivárgásból kapnak vízutánpótlást és esetleg előfordulhat vízmozgás, a hullámtéri mellékágakban viszont csak nagyon kivételes esetben fordul elő a hullámtér árvízi elöntése. Ezek az adatok jelzik a vízforgalom alapvető megváltozását, ami meghatározó a szigetközi talajvízpótlás szempontjából valamint a hullámtér és a mellékágak vízminősége és életközösségeik alakulása szempontjából. Az elterelést követően a szlovák Fél átlagosan 20 m 3 /s vízhozamot adott át a Mosoni-Duna számára, majd a Felek megállapodása alapján 1994 októberétől ez a vízhozam átlagosan 40 m 3 /s vízmennyiségre emelkedett. Ebben az időszakban a szlovák fél által biztosított vízhozamok olyan csekély mértékűek voltak, hogy sem a mentett oldalon, sem a hullámtéren a kialakult kedvezőtlen állapotokat jelentős mértékben nem befolyásolták. A kialakult helyzet kezelése érdekében a KHVM 1992. október 26.-án I. fokú kárelhárítási készültséget rendelt el az érintett Duna-szakasz mentén. Az elterelés hatására kialakult állapot javítása miatt, a természeti értékek megmentése érdekében több műszaki megoldás került kidolgozásra. A hiányzó vízkészletek pótlását a rendelkezésre álló készletek átcsoportosításával lehetett megoldani. 1993-94-ben a Mosoni-Duna számára rendelkezésre álló vízkészlet egy részének hullámtérre történő átirányítását valósították meg. A Mosoni-Dunába érkező víz szétosztását a BNV beruházás keretében épült új nyomvonalú szivárgócsatorna, és annak zsiliprendszere tette lehetővé. (A Trianoni zsilipet műemlékké nyilvánították, a II. zsilipet alatta elbontották) A dunacsúnyi tározótérből, és a szlovák szivárgócsatorna szakaszról érkező vizet a Mosoni-Duna, a Zátonyi-Duna (mentett oldal) és a hullámtéri ágrendszer irányába lehetett szétosztani a zsilipek segítségével. 1994-ben, kiegészítve a Mosoni-Duna felől történő vízpótlást, a Duna felől szivattyús vízbetáplálást is végeztek. A kialakult helyzet enyhítése érdekében a Magyar és a Szlovák Köztársaság Kormánya között 1995. április 19-én megállapodás jött létre, amely felhatalmazta a magyar felet, hogy a Duna 1843 folyamkilométerébe egy fenékgátat építsen, mely lehetővé teszi a mellékágrendszerek gravitációs vízpótlását. A megállapodás szabályozta a Dunába és a Mosoni-Dunába biztosítandó vízhozamok mennyiségét is. A Mosoni-Dunába folyamatosan átadandó 43 m 3 /s vízmennyiség egy részét Dunacsúnyi Mosoni-Duna erőművön (mintegy 40 m 3 /s), a másik részét pedig a szlovák oldali szivárgócsatornán keresztül adja át a szlovák fél. A Dunába átadandó víz mennyisége a dunacsúnyi duzzasztóművön, illetve erőművön keresztül érkezik az Öreg-Duna medrébe. Az átadandó víz mennyiségét a Duna vízjárásának (dévényi vízhozam) függvényében határozták meg (1.8. ábra). A már említett megállapodás szerint árvízi időszakon kívül az átadott vízhozam 250 600 m 3 /s között változik. 1995-től a vízpótlások jellegében az alapvető különbség a hullámtérre és a Mosoni-Dunába bevezetett vízhozam nagyságában, és a fenékküszöb megépítésével az igény szerinti dinamikus változtatási lehetőségében jelent meg. Ennek előnyei nem csupán a hullámtér és a Mosoni-Duna vízellátásának jelentős javulásánál mutathatók ki, hanem ennek eredményeként a szigetközi talajvíz-áramlási 13
irányokra, illetve talajvízszintek kialakulására is kedvező hatás következett be. A Szigetközi vízpótlás hatását a talajvízre kis, közép és nagyvíznél a 3-5. mellékletben mutatjuk be. 650 600 550 500 Rajka Q (m 3 /s) 450 400 350 300 Január Február=Dec. Május=Júl. Június Március=Okt. Április=Szept. Augusztus November 250 200 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Dévény Q (m 3 /s) 1.8. ábra. Az Öreg-Duna vízjárása a szlovák- magyar megállapodás szerint Év Vízkészlet m 3 /s 1993. Szivárgó csat. I-II. zs: 7-27 Rajka főmeder 250-350 1994. Szivárgó csat. I-II. zs: 15-39 Rajka főmeder 200-250 1995. Szivárgó csat. I-II. zs: 19-53 Rajka főmeder 200-580 * szivattyúzott vízhozam Mosoni-Duna m 3 /s 4-24 - 4-15 - 8-35 - Hullámtér m 3 /s 0-15 - 5-15 15* 0-20 40-130 Mentett oldali vízpótló m 3 /s 3-7 - 3-7 - 3-7 - A vízpótlási változatokat figyelembe véve a Duna egyoldalú elterelése óta eltelt időszak alapvetően két részre osztható. Az elterelést követő első két évben alkalmazott vízpótlások időszakára, illetve az 1995-ben elkészült ideiglenes fenékküszöb üzembe helyezésétől napjainkig tartozó időszakra. Vízpótlás az elterelést követő első két évben A Hullámtéri ágak vízellátása érdekében 1993 második félévében a Mosoni-Duna vízkészletének rovására átlagosan 8-10 m 3 /s vízhozam átvezetése valósult meg a hullámtéri ágrendszerek felé. A teljesen kiürült hullámtéri ágak egy része az átkormányzás hatására élővizet kapott, melynek eredményeképpen egy ágban a hullámtéri főágban a vízszintek átlagosan 50 cm-t emelkedtek. 1994. évben a pótlólagos szivattyúzás során, a három helyen bebocsátott összesen 15 m 3 /sos vízmennyiség a hullámtéri főágban további 5-40 cm-es vízszintemelkedést eredményezett. A hullámtéri főágon kívüli területek jelentős része az elterelés következtében kialakult állapotban maradt. A vízpótlás segítségével a hullámtéri főágban előálló vízszintek csak a korábbi természetes állapotok legkisebb vízszintjeit közelítették meg. A C variáns üzembe helyezését követő első két évben üzemelő vízpótlási változatok üzemeltetési adatait és a mérési eredmények alapján megállapítható, hogy a természetvédelmi 14
szempontból is legértékesebbnek tartott hullámtéri területeken ezekben az években érdemi javulás nem történt. Ezek a változatok egyben bizonyították, hogy a hullámtér vízpótlásához a vegetációs időszakban jóval magasabb vízszintekre, nagyobb vízhozamra van szükség. Ezért szükségessé vált az üzemeltetés módjában, és a rendelkezésre álló vízkészletek kihasználásának mértékében történő változások, melyeket a fenékküszöb megépítése jelentett. Vízpótlás az ideiglenes fenékküszöb üzembe helyezését követően Már 1992-ben, a kárelhárítási keretein belül végzett tervezés során nyilvánvalóvá vált, hogy a hullámtér mellékágrendszerbe szükséges vízmennyiséget csak a Dunába érkező vízhozamból lehet biztosítani. A Mosoni-Dunába érkező vízmennyiség ehhez önmagában is kevés volt, emellett még a mentett oldali vízpótlás biztosítását is meg kellett vele oldani. A kárelhárítási munkák tervezési koncepciója ezért az volt, hogy a Duna 1843 fkm szelvényben épített fenékküszöb és a Dunakiliti duzzasztómű segítségével szabályozható módon felduzzasztják a vizet, és ebből a felduzzasztott bögéből a víz gravitációs úton befolyik a hullámtérbe. A hullámtérbe betáplált víz mennyisége a böge vízszintjétől függ, ami a Dunakiliti duzzasztómű segítségével szabályozható. A hullámtéri vízpótlás hatékonyságának biztosítása érdekében a mellékágrendszerben is szükségessé váltak átalakítások. Ennek oka, hogy a mellékágrendszer eddigi többirányú oldalsó betáplálását egy koncentrált felső betáplálás váltotta fel. A szükségessé vált átalakítások az alábbiak szerint csoportosíthatók: A mellékágrendszer vízbetáplálásának kiépítése. A mellékágrendszert megcsapoló kifolyások bezárása. Meglévő művek átalakítása. A mellékágrendszer vízbetáplálásának kiépítésére a Duna 1845,4 és az 1845,9 fkm-ben lévő, a középvíz-szabályozás során a főmedertől leválasztott mellékágak felső végének a megnyitásával (az un. 3. és 4. sz. bukók elbontásával) került sor. Mára már a 2. sz. töltőbukót is üzembe helyezték. A betáplált víz mellékágakban történő megtartása érdekében ágvéglezárások kerültek kialakításra, melyek segítségével a mellékágrendszert le lehetett választani a főmedertől, és a főmeder irányába történő elszivárgást is csökkenteni lehetett. A vízpótló-rendszer ideiglenes jelleggel, és csak Ásványráró térségéig épült ki, a két ország közötti végleges megállapodás hiánya miatt. Az érkező vízmennyiség optimális szinten történő levezetése érdekében bizonyos mértékben maga a hullámtéri ágrendszer is átalakításra került. Az eddigi többpontos, a főmeder irányából történő oldalsó vízbetáplálást felváltotta egy felső, a mellékágrendszer méreteit tekintve egypontosnak tekinthető vízbetáplálás. Ennek megfelelően, a vízpótlás szempontjából több helyen akadályt képeztek a szűk keresztmetszetű medrek, kőművek, melyeknek átalakítását végre kellett hajtani. 1995 júniusától a fenékküszöb által biztosított műszaki megoldással jelentős mennyiségű víztömeget lehetett a hullámtérbe kormányozni. Az ideiglenes fenékgát által okozott duzzasztás következtében lehetővé vált a Dunakiliti duzzasztómű, mint szabályozó műtárgy kihasználása a Duna alacsony vízhozamú tartományaiban is. Így a fenékgát felett a Dunakiliti duzzasztómű mozgatható elzáró-berendezéseinek segítségével a felvízszint részlegesen szabályozhatóvá vált. A fenékgát és a Dunakiliti duzzasztómű feletti bögéből a Duna jobbpartján az 1845,4 és 1845,9 fkm szelvénynél kialakított töltőbukókon keresztül tud a víz kilépni a szigetközi hullámtér irányába. A hullámtér irányába kilépő víz mennyisége a fenékgát felvízszintjétől függ, ami a Dunakiliti duzzasztóművel részben szabályozható. Az érkező vízhozam másik része a Dunakiliti duzzasztóművön illetve a fenékgáton keresztül folyik tovább a Dunába. A 40-130 m 3 /s-os vízbevezetés lehetővé tette a korábban száraz ágak bevonását a vízpótlásba, valamint a korábbi természetes állapotokhoz hasonló vízdinamizmus megvalósítását. A fenékküszöbös megoldás a korábbi természetes állapotú dunai vízhozamok közül a 3500-4000 15
m 3 /s-os vízhozamokig szimulálni tudja a Dunán levonuló vízhozamokhoz tartozó mellékági vízállásokat. 3500-4000 m 3 /s feletti nagyvizek kedvező elárasztó hatása a fenékküszöbös vízpótlással sem biztosítható a jelenlegi körülmények között. A dinamikusan változó vízpótlás alapjaként 1995-ben a természetes vízjárás került kiválasztásra. A pozsonyi vízhozamok növekedésével egy időben növekedett, csökkenésével csökkent a hullámtérbe bevezetett vízhozam. A bevezetés mértékét úgy határozták meg, hogy a kialakuló vízszintek a hullámtéren az 1950-es évekre jellemző értéknek pozsonyi vízhozamból kialakuló rajkai, ill. dunaremetei vízállásokból meghatározható hullámtéri vízszintnek feleljenek meg. Ezzel nem csupán a vízjárás természetes dinamizmusát lehetett visszaállítani, hanem visszanyerték a hullámtéri ágak természetes állapotukra jellemző funkciójukat is. A hullámtéren így kialakult vízszintekkel az 1960-as éveket követő, a természetvédelem által is károsnak ítélt medersüllyedési folyamat hatását is ellensúlyozni lehetett, megteremtve ismételten az ágrendszerek folyamatos, fentről történő táplálását. A fenékküszöb által megemelt vízszint segítségével a Felső- Szigetközben megteremtődött a főmeder és az ágrendszer folyamatos kapcsolata. A fenékküszöb alatti szakaszon a főmeder állapotán javítani nem volt mód. A meder nagy része ma is száraz. Kismértékű javulást eredményezett a vízmegosztási megállapodásból származó, időszakonkénti nagyobb vízmennyiség. Az alvízcsatorna torkolata felett mintegy 5-10 km hosszban a visszaérkező Duna természetes vízhozamainak visszaduzzasztó hatása érvényesült ugyan, de vízpótlásba be nem vont Bagaméri ágrendszerben és az Ásványi ágrendszer alsó részén ennek ellenére a korábbinál lényegesen kisebb vízszintek alakultak ki. Mindezek hatására a mellékágak folyamatos leromlása figyelhető meg. 1995 júniusától a Dunakiliti Rajka közötti szakasz vízjárását a megépített fenékküszöb visszaduzzasztó hatása jellemezte. Ezen a szakaszon a korábbi természetes állapot középvizeit megközelítő vízállások alakultak ki. A Szigetközi vízpótlás vízmegosztását a 6. mellékletben mutatjuk be. Jelenlegi állapot A Duna szigetközi szakaszán megfigyelhető vízszállító-képesség változást a múlt század közepétől napjainkig a 1.1. táblázat és 1.9. ábra mutatják. A táblázatból jól látható az 1950-es években a 90-es évek elején és 2002-2003-ban a folyószakasz egyes állomásain kialakult vízszintek a Duna, dévényi szelvényében mért vízhozam függvényében. 5000 4500 Duna: Pozsony vízhozam (m3/sec) 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 107.31 109.01 115.64 123.32 500 105.00 107.00 109.00 111.00 113.00 115.00 117.00 119.00 121.00 123.00 125.00 127.00 Felső - Duna vízmércéin kialakult vízszintek (mbf) Rajka 1950-59 Rajka 1989-92 Dunaremete 1950-59 Dunaremete 1989-92 Ásványráró 1950-59 Ásványráró 1989-92 Ásványráró 1998 Nagybajcs 1950-59 Nagybajcs 1989-92 Nagybajcs 1998 Nagybajcs2002-2003 Gönyű 1950-59 Gönyű 1989-92 Gönyű 1998 1961.X.10. Rajka 1961.X.10. Dunaremete 1961.X.10. Nagybajcs 1961.X.10. Gönyű Gönyű 2002-2003 1.9. ábra. Magyarországi Felső-Duna szakasz főmedrében kialakult vízállások a Duna- pozsonyi vízhozamának függvényében 16
1.1. táblázat. Magyarországi Felső-Duna szakasz főmedrében kialakult vízállások a Duna- pozsonyi vízhozamának függvényében Pozsony vízhozam [m 3 /s] Vízállás [cm] Rajka Rajka Dunaremete Dunaremete Ásványráró Ásványráró Nagybajcs Nagybajcs Nagybajcs Gönyű Gönyű Gönyű 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 2002-2003 1950-59 1989-92 2002-2003 5000 468 459 523 550 388 461 548 493 506 538 412 453 4500 455 428 508 535 375 436 520 455 470 508 377 414 4000 440 389 493 520 359 409 489 418 427 474 340 370 3500 420 344 477 501 342 378 455 377 380 434 301 312 3000 394 291 461 475 322 342 418 333 327 390 256 258 2500 357 228 440 439 299 299 374 281 271 343 206 196 2000 305 155 411 387 269 247 322 218 205 291 145 123 1500 233 72 362 314 227 180 258 140 125 229 70 48 1000 136-24 282 215 165 85 178 43 37 148-26 -33 Pozsony vízhozam [m 3 /s] Vízállás [mbf] Rajka Rajka Dunaremete Dunaremete Ásványráró Ásványráró Nagybajcs Nagybajcs Nagybajcs Gönyű Gönyű Gönyű 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 1950-59 1989-92 2002-2003 1950-59 1989-92 2002-2003 5000 127.17 127.17 118.47 118.74 115.30 116.24 113.10 112.55 112.68 111.58 110.32 110.73 4500 127.04 126.86 118.32 118.59 115.17 115.99 112.82 112.17 112.32 111.28 109.97 110.34 4000 126.89 126.47 118.17 118.44 115.01 115.72 112.51 111.80 111.89 110.94 109.60 109.90 3500 126.69 126.02 118.01 118.25 114.84 115.41 112.17 111.39 111.42 110.54 109.21 109.32 3000 126.43 125.49 117.85 117.99 114.64 115.05 111.80 110.95 110.89 110.10 108.76 108.78 2500 126.06 124.86 117.64 117.63 114.41 114.62 111.36 110.43 110.33 109.63 108.26 108.16 2000 125.54 124.13 117.35 117.11 114.11 114.10 110.84 109.80 109.67 109.11 107.65 107.43 1500 124.82 123.30 116.86 116.38 113.69 113.43 110.20 109.02 108.87 108.49 106.90 106.68 1000 123.85 122.34 116.06 115.39 113.07 112.48 109.40 108.05 107.99 107.68 105.94 105.87 17
Rajka és Dunaremete állomások esetén a Duna 1992-es elterelését követően kialakult vízszintek nincsenek közvetlen kapcsolatban a dévényi vízhozammal, ezért ezeken a helyeken csak az ezt megelőző időszakban bekövetkezett változást vizsgáltuk. Rajkánál a közép- és kisvízi időszakban azonos vízhozam mellett a kialakuló vízszintek csökkentek. A csökkenés mértéke középvíznél 40 cm körül alakult, kisvízi időszakban azonban meghaladta a 1,5 m-t. Dunaremeténél 2500 m 3 /s alatti vízhozamok esetén ugyancsak vízszintcsökkenés figyelhető meg, ennek mértéke 30-60 cm között változik, 2500 m 3 /s felett viszont a vízszintek 15-30 cmes emelkedése figyelhető meg. Ásványráró térségében kialakuló vízszintek az elterelést követően részben függnek a dévényi vízhozamtól, az alvízi visszahatás miatt. Az 50-es évek és 1990 közötti időszakban, a térségben, a kisvizes tartományban a vízszintek csökkenése figyelhető meg (30-50 cm), míg a 2500 m 3 /s feletti vízhozamok esetén a kialakuló vízszintek a vízhozam emelkedésével közel lineárisan 30-90 cm-rel nőttek. Az elterelés hatására a vízszintek a vízhozamtól függően 1,4-2,3 m-t csökkentek. Nagybajcs térségében a természetes vízszintcsökkenés, mely az 50-es évek és a 90-es évek eleje között 60-135 cm volt, az elterelés után folyószabályozási beavatkozások hatására a kisvizes tartományban lelassult, a 2500 m 3 /s felett pedig a vízszintek (átlagosan 10-20 cm) emelkedése figyelhető meg. Árvízi viszonyok között a hullámtéri benőttség miatt ennek mértéke több deciméter. Gönyű térségében a vízszintváltozások tendenciájukban hasonlóan alakultak a Nagybajcsi térséghez. Itt a csökkenés mértéke az 50-es évek és a 90-es évek eleje között elérte a 2,0 m-t. Az elterelést követően a kisvízi vízszintek tovább csökkentek 10-20 cm-rel, a nagyvízi tartományban viszont 30-40 cm-es vízszintemelkedés figyelhető meg. A szigetközi vízpótlás, mely a hullámtéri, a mentett oldali és a Mosoni-Duna vízpótlását jelenti, 2001 óta ideiglenes üzemelési szabályzat alapján üzemel. Az üzemeltetést az ÉDUKÖVIZIG végzi, az Üzemelési Bizottság irányításával. Az üzemelési bizottság tagjai a szigetközi önkormányzatok érdekképviseleti szerveiből, a terület tulajdonosaiból, az illetékes hatóságok és a Nemzeti Park képviselőiből áll. A Bizottság évenként felülvizsgálja az üzemrendet és az üzemelés hatékonyságát, és ennek, valamint az aktuális műszaki lehetőségeknek figyelembevételével módosítja azt. A fenékküszöb megépülése óta eltelt több mint 10 évben a pénzügyi lehetőségeknek megfelelően a vízpótló rendszerek műszaki fejlesztés is zajlott, melynek következtében a vízpótlásba egyre több területet sikerült bevonni, a vízrendszerek vízjárása pedig a meghatározott referencia állapothoz közelebb került. A Szigetközi hullámtéri vízpótló rendszert a 7-9. melléklet mutatja. A 90-es években a vízpótlás kiépítése során a fenékküszöb megépítése mellett két töltőbukó került megnyitásra. 2003 elején lehetőség nyílt a harmadik töltőbukó megnyitására is, melynek a szerepe a vízpótlás felső tartományban jelentős. Ez a műszaki megoldás lehetővé tette, hogy a normális üzemállapotban az Öreg-Dunába átadott maximális vízhozam (600 m 3 /s) mellett a hullámtérbe bevezethető vízhozam 134 m 3 /s-ról 160 m 3 /s körüli értékre növekedjen. Ezzel a hullámtéri ágrendszer vízdinamikáját javítani lehetett. A hullámtéri vízbetáplálás 2005-ös üzemrendjét a 1.2. táblázat tartalmazza. A hullámtéri üzemeltetés 2004-et megelőzően nem tette lehetővé az árvízi állapotok szimulálását, mely a hullámtéri ökoszisztéma megőrzéséhez szükséges. Ezért készült egy terv az un. árvízi szimuláció végrehajtásának lehetőségéről, majd 2004-ben a Szigetközi Üzemelési Bizottságban az érdekeltek megállapodtak abban, hogy milyen feltételek mellett javasolják a hullámtér részleges elárasztásának megvalósítását. Ezt követően megállapodás született a szlovák és a magyar fél között a Duna-meder átöblítését, és a jobb oldali mellékágrendszer részleges elárasztását illetően. A megállapodás értelmében évente egy alkalommal a szlovák fél az 1995-ös megállapodástól eltérően szabályozott módon és kötött időszakra többletvízhozamot biztosít, a szimuláció végrehajtására. Ennek eredményeképpen az ágrendszerbe 18
gravitációsan mintegy 210 m 3 /s vízhozam vezethető be, s elöntésre kerülnek az alacsonyabban fekvő laposok. A Határvízi Bizottság döntése értelmében az elárasztásra évente egyszer, április 1. és június 30. között minimum 2 hét időtartammal kerülhet sor, kedvező hidrometeorológiai feltételek között. Az elárasztás feltétele a megfelelő vízhőmérséklet a Duna rajkai vízmércénél minimum 10C, az érkező vízhozam mennyisége a Duna pozsony-dévényi szelvényben 2500 m 3 /s fölötti és tartóssága előrejelzés szerint minimum 3 nap. 1.2. táblázat. A hullámtéri vízpótló rendszerbe betáplálandó vízhozamok a javasolt üzemrend szerint QDévény Január Február Március Április Május Június Július Augusztus Szeptember Október November December m 3 /s 1000 26 26 37 40 40 40 40 37 26 26 26 26 1200 30 29 41 51 59 61 59 48 40 35 32 29 1400 34 33 48 60 75 75 75 60 54 44 39 33 1600 38 37 55 69 90 86 90 71 65 53 45 37 1800 43 42 62 78 103 96 103 81 74 62 51 42 2000 48 48 69 86 113 104 114 90 82 70 56 48 2200 53 54 76 93 121 110 122 99 90 77 61 54 2400 59 61 83 100 128 117 129 107 97 84 67 60 2600 65 68 90 107 132 122 135 115 104 90 72 66 2800 71 76 97 113 138 129 140 121 111 97 78 73 3000 77 84 104 119 143 134 146 127 118 103 84 80 3200 84 93 111 125 146 140 152 131 123 109 90 86 3400 91 102 118 130 149 144 157 136 128 115 96 93 3600 98 112 125 134 152 149 160 140 132 120 102 101 3800 105 123 134 141 156 153 164 145 134 124 108 108 4000 113 134 143 149 158 157 165 152 143 128 116 115 4500 134 165 165 165 165 165 165 165 165 134 134 134 A hullámtéri vízpótlórendszer jelenleg csak az Ásványi ágrendszer felső részéig van kiépülve. Az Árvai bukó alatti szakaszon a vízpótlás nem megoldott. Ezen szakasz vízállapotait a Dunán meglévő vízmércék adatai és a vízszintrögzítések alapján jellemezhetjük. A jellemző kis- és közepes vízhozamokhoz tartozó vízszinteket a 1.3. táblázat tartalmazza. Az alsó-szigetközi Duna-szakaszon tapasztalható vízszintváltozások a nagybajcsi és gönyűi vízmércék jellemzőinek változásával is leírhatók. Gönyűnél a 70-es években végzett kotrások hatására jelentős medersüllyedés tapasztalható. Ennek mértéke a kisvizek tekintetében közel 2 méter, míg a középvizek tekintetében közel 1,5 méter. Nagybajcs esetében a 70-es évek óta a csökkenés szintén megfigyelhető, de ennek mértéke kisebb. A 1.4. táblázat a jellemző vízszintek trendváltozását mutatja 1970 óta. 19
Szelv.szám (fkm) 1816+050 1809+900 1804+600 1794+000 1.3. táblázat. A jellemző kis- és közepes vízhozamokhoz tartozó vízszintek Hely 1961 (900 m 3 /s) Ásványi ágrendszer 112,67 torkolata Bagoméri torkolat Nagybajcsi mellékág kitorkollás Mosoni-Duna torkolat (elterelés előtti állapot adata) Vízszint kisvízi állapotban (mbf) 1998 110,52 (-112,02) 2003 (1060 m 3 /s) 111,14 eltérés (cm) -215 / -153 (-65) Vízszint középvízi állapotban (mbf) 1963 eltérés (2300 1998 m 3 (cm) /s) 114,31 111,91 (-113,92) -240 (-39) 110,74 109,73 109,28-101 / -146 112,56 111,51-105 109,37 108,27 108,43-110 / -94 110,57 110,2-37 107,79 105,91 106,55-188 / -124 109,19 107,94-125 1.4. táblázat. Jellemző vízszintek trendváltozása Trendváltozás (1970-2004) (cm) KV KÖV NV Nagybajcs -109-72 69 Gönyü -176-130 2 A Duna Szap-Gönyű folyószabályozásainak hatását vizsgáló monitoring keretében létesült egy vízmérce a Bagaméri mellékágnál. A regisztrált adatok idősorát a 1.10. ábra mutatja. 900 800 700 600 Vízállás (cm) 500 400 300 200 100 0 1998.06.26 1998.10.24 1999.02.21 1999.06.21 1999.10.19 2000.02.16 2000.06.15 2000.10.13 2001.02.10 2001.06.10 2001.10.08 2002.02.05 2002.06.05 2002.10.03 2003.01.31 2003.05.31 2003.09.28 1.10. ábra. Hullámtéri vízpótló-bagaméri mellékág vízállásai 1998. június és 2003. december között 20
1.1.3. A szigetközi Duna-szakasz vízszállító-képessége A Duna elterelése óta a folyó vízszállítóképességének változását az ÉDUKÖVIZIG több alkalommal is vizsgálta. A különböző vizsgálatok a rendelkezésre álló ismeretek bővülésével egyre pontosabb képet festettek a jelenlegi helyzetről. A 2002. évi dunai árhullám során végzett vízszintrögzítések, vízhozammérések lehetővé tették a mértékadó árvízi helyzetek jellemzését is. A különböző módszerekkel végzett vizsgálatok bebizonyították, hogy elsősorban a hullámtéri levezetőképesség romlása miatt az árvízi meder vízszállítóképessége nem megfelelő. A középvízi meder vízszállítóképessége A Duna 1992. évi elterelése óta csak kevés olyan árhullám vonult le a folyón, amikor a szlovák fél a Duna régi medrét is bevonta az árvizek levezetésébe. A bősi erőmű kb.: 4800 m 3 /s vízemésztésre képes, s a Régi-Duna mederbe üzemrend szerint maximum 600 m 3 /s-ot vezetnek át. A dunacsúnyi tározó megfelelő előürítésével kb. 5600-5800 m3/s dévényi csúcsvízhozamig tudják az árhullámokat úgy levezetni, hogy a régi mederben az átadott vízhozamot ne kelljen megnövelni. Ennél nagyobb árhullámok esetén a Duna eredeti medre és a szigetközi hullámtér is részt vesz az árvizek levezetésében. Ilyen eset 2002 augusztusa előtt csak ritkán fordult elő. Ezek közül az 1997. évi nyári két árhullám, illetve a 2002. évi tavaszi árhullám volt a legjelentősebb. Ez utóbbi esetben mintegy 4000 m 3 /s csúcsvízhozammal tetőzött a folyó Rajka térségében. Ekkor már a folyó kilép a főmederből és helyenként jelentősebb elöntéseket okoz a hullámtéren is. A Duna elterelése óta foglalkoztatja a szlovák és magyar szakembereket az a kérdés, hogy az eltereléssel érintett folyószakasz árvízi levezető-képessége mennyire változott meg. Az elmúlt években több olyan üzemrenden kívüli vízeresztés is történt a régi Duna mederben, amikor vízhozammérésekkel és vízszintrögzítésekkel próbáltuk meghatározni a középvízi meder emésztőképességének a változását. A mérések alapján vizsgáltuk a dunaremetei vízhozamgörbe változását, illetve a MIKE-11 egydimenziós hidrodinamikai modell segítségével szimuláltunk különböző állapotokat. E vizsgálatok 2001-ben kimutatták, hogy a Duna Rajka-Szap közötti szakaszán a középvízi meder vízszállítóképessége a legkritikusabb pontokon (Dunaremete térségében) 20%-kal csökkent az elterelés előtti állapothoz képest. Itt a jelenlegi állapotban vegetációs időben kb.: 2400 m 3 /s-os vízhozam mellett alakul ki olyan felszíngörbe, mint 1987-ben 3000 m 3 /s körüli permanens vízhozamnál. Ezek a vizsgálatok azonban természetszerűleg nem térhettek ki a teljes nagyvízi meder vízszállításának vizsgálatára. A középvízi mederben bekövetkezett változások nem extrapolálhatók közvetlenül a teljes nagyvízi mederre, hiszen a hidraulikai viszonyokat befolyásoló tényezők megváltozhattak a hullámtéren is. A 2002. évi árhullám vizsgálata Duna 1992. évi elterelése következtében a folyó Rajka-Szap közötti szakaszán éves átlagban a korábbi középvízhozamnak csak kb. 20 %-a folyik. A vízszint ennek hatására jelentősen lesüllyedt, Dunaremete térségében átlagosan közel 3 méterrel alacsonyabb az átlagos vízállás, mint az elterelés előtt. A meder vízborítottsága is jelentősen csökkent a korábbi évekhez képest. A középvízi meder zátonyain és a part menti zónákban megindult a növényzet burjánzása: bokrok, cserjék és fák akadályozzák a víz levonulását. Ennek jelentős hatása van a kisebbnagyobb árvizek levonulására. Szap alatt már a teljes vízhozam a Duna eredeti medrében folyik, de a hullámtér a Mosoni- Duna torkolatáig még itt is viszonylag széles, s a jellemző hullámtéri növényzet itt is az erdő. A 2002. évi dunai árhullámok márciusban és augusztusban a csúcsvízhozamot tekintve is a XX. század legnagyobb árhullámai közé tartoznak a magyarországi Felső-Dunán. A Szigetköz ezen belül több szempontból is különleges figyelmet érdemel, hiszen Nagybajcs térségében közel 1 méterrel haladta meg a tetőzés a korábbi LNV-t, s a Duna elterelése óta hasonló mértékű áradás nem volt a folyón. Az árhullám során végzett sok vízhozammérés, a tetőzéskori vízszintrögzítések és a korábbi időszak jelentősebb árhullámai (1991. aug., 2002. márc.) 21