Sándor Andrea 1 Dr. Kiss Tímea 2 A területhasználat változás hatása az üledék-felhalmozódásra, közép-tiszai vizsgálatok alapján 1. Bevezetés A XIX. századi folyószabályozási munkák után a Tisza árvizeinek levezetésére szolgáló területek nagysága jelentısen lecsökkent. E mellett a múlt században a hullámtér területhasználata is átalakult (erdımővelés kiterjedt, nyári gátak és épületek létesültek), amely negatívan befolyásolja a terület árvízvezetı képességét, és szerepe lehet az utóbbi évtizedben (1998, 1999, 2000, 2006) levonult rekord vízállásokat döntı áradások kialakulásában. A kutatás során azt vizsgáltuk, hogy milyen mértékben változott a Szolnok közelében található mintaterület területhasználata, és ez milyen mértékben befolyásolhatja a hullámtéren az akkumulációt. 2. Irodalmi elızmény Mind a hazai, mind a nemzetközi szakirodalomban egyre több kutatási eredmény olvasható a hullámtér árvízvezetésben betöltött szerepérıl, feltöltıdésérıl és növényborítottságának változásáról. A hullámtéren történı üledék-felhalmozódás változik a folyótól mért távolsággal, és ennek ütemét befolyásolja a töltések által határolt terület morfológiája is (MARIOTT S. 1992; ASSELMAN, N. E. M. MIDDELKOP, H. 1995; GÁBRIS GY. et al. 2002). E tényezıkön kívül hatással vannak a hullámtéri akkumulációra a helyi áramlási viszonyok (BORSY Z. 1972; WALLING, D. E. HE, Q. 1998) és a területhasználat is (TÖRÖK I. GY. 2000; STEIGER J. GURNELL A. 2002; RÁTKY I. FARKAS P. 2003). A területhasználat változásának hatására nı a felszín érdessége, amely így csökkenti a hullámtér vízvezetı képességét (KOZÁK M. RÁTKY I. 1999; TÖRÖK I. GY. 2000; RÁTKY I. FARKAS P. 2003). De hogy ennek a tényezınek a változása milyen hatása lehet az üledékfelhalmozódásra, eddig még nem készültek mérések. A hullámtéri akkumuláció mértékének megállapítására különbözı mérésekkel születtek eredmények: egyes kutatók egy-egy áradás után lerakódott üledék vastagságát adták meg (KISS T. et al. 2002; STEIGER J. GURNELL A. 2002 stb.), mások hosszú távú felhalmozódás eredményébıl adtak meg egy átlagos akkumulációs ütemet (WALLING, D. E. HE, Q. 1998; NAGY I. 2001; SCHWEITZER F. 2001; GÁBRIS GY. et al. 2002; BRAUN M. et al. 2003 stb.). 3. Mintaterület bemutatása Az általunk vizsgált mintaterület a Közép-Tisza Vidéken Szolnoktól keletre, a Millérifıcsatorna és a Feketevárosi-holtág által határolt hullámtéri öblözetben helyezkedik el, a 339,2 és a 340,7 fkm között a Tisza jobb partján (1. ábra). A vizsgált jobb parti hullámtér szélessége 285 és 2550 m között változik. A mintaterület környezetében három átvágást is 1 Sándor Andrea Szegedi Tudományegyetem, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, Szeged 2 Dr. Kiss Tímea Szegedi Tudományegyetem, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, Szeged E-mail: kisstimi@earth.geo.u-szeged.hu
elvégeztek a folyószabályozás során (1858). A vizsgált terület szintkülönbsége alig haladja meg a 3 métert (83-86 m), a legmagasabb területek a jelenlegi és az egykori övzátonyok és folyóhátak. 1. ábra. A mintaterület elhelyezkedése 4. Módszerek A területhasználat változás meghatározásához térképi adatokat használtunk fel, amelyek a XVIII. századtól napjainkig álltak rendelkezésünkre. Ezek a következık: I. katonai felvétel (1782-85), II. katonai felvétel (1826-66), III. katonai felvétel (1872-84), Lányi Sámuel felmérése (1834-64), Tisza hajdan és most (1890) és négy különbözı idıben készült légifotó a XX. századból (1950, 1965, 1981 és 2000), amelyeket ERDAS Imagine 8.6 és Arcview 3.2 szoftverekkel dolgoztuk fel. Az akkumuláció ütemének meghatározásához a vizsgált területen egy kutatóárokból 2 cmként vettünk mintákat. Ezeken a laboratóriumban a következı méréseket végeztük el: szemcseösszetétel meghatározás (Köhn-féle iszapolással és szitálással), ph meghatározás (elektrometriás eljárással), szervesanyag-tartalom mérése (spektrofotométerrel) és nehézfémtartalom meghatározás (atomabszorpciós spektrofotométerrel). 5. Eredmények Elıször a területhasználat változást elemeztük a különbözı években készült térképeken. A vizsgált mintaterület az 1700-as évek végén vízjárta, mocsaras terület volt, csak a magasparton figyelhetık meg gyepek és rétek (2/a. ábra). A XIX. század elsı felében készült térképen már ábrázolnak a mintaterületen kisebb facsoportokat a folyó mentén és az öblözetben, valamint megjelenik a térképen az átvágás helye is (2/b. ábra). A Lányi-féle felmérésen (2/c. ábra) és a III. katonai felvételen (2/d. ábra) további erdıvel borított területek jelennek meg a mintaterülten a folyó mentén és az öblözetben, amelyek a XIX. század közepi állapotokat mutatják. A Tisza hajdan és most térképen található nevek (Kisrét, Tenyı puszta) is segítettek beazonosítani az 1800-as évek végi területhasználatot a mintaterületen (2/e. ábra). A régi térképek vizsgálata után a légifotókon látható területhasználatot vizsgáltuk az egyes felvételeken. Az 1950-es állapotok még a szabályozások elıtti területhasználathoz hasonlatosak, ugyanis az öblözet nagy részét gyep borítja, csak a kubikgödrökben, a holtág és a folyó mentén vannak erdıs részek (2/f. ábra). De az 1965-ben készült felvétel már teljesen más képet mutat
(2/g. ábra). A mintaterületen már erdımővelés folyt ebben az idıben, a terület 60 %-át fás növényzet borította. Ez az erdımővelés figyelhetı meg a késıbbiekben (1981 és 2000) készült légifotókon is, amelyeken az ültetett erdı és az irtások területe változik (2/h. ábra). 3 km 3 km 2/a. ábra. I. katonai térkép 2/b. ábra. II. katonai térkép 500 m 500 m 2/c. ábra. Lányi-féle felmérés 2/d. ábra. III. katonai térkép 2/e. ábra: Tisza hajdan és most térképlapja 500 m 2/e. ábra: Tisza hajdan és most térképlapja Mivel a szabályozások idei állapotokhoz hasonló az 1950-es légifotó, és ennek segítségével számszerősíthetı a területhasználati kategóriák aránya, ezért ezt a légifotót és a
legutóbbi, 2000-es felvételt hasonlítottuk össze a változások bemutatására (3. ábra). Szembetőnı változás, hogy a gyepterületek részaránya majd 1/20-ára csökkent, az erdık részaránya több mint duplájára nıtt és a mővelésbıl kivett területek is 1,2 %-ról 3,8 %-ra nıtt. Ebbe a kategóriába soroltuk az utakat és az erdımővelés hatására létrejött tuskógátakat is. (A cserjével borított terület részaránya nem változott jelentısen, ami abból adódhat, hogy a légifotókon nehéz elkülöníteni az erdıvel és a cserjével borított területeket.) 2/f. ábra. 1950-es légifotó 2/g. ábra. 1965-ös légifotó 2/h. ábra. 1981-es légifotó 2/i. ábra. 2000-es légifotó 3. ábra. A területhasználat változás 1950 és 2000 között
Összességében a mintaterületen az 1960-as évek óta jelentıs az erdıterületek növekedése (érdessége 0,2) a kisebb érdességi tényezıvel (0,05) jellemezhetı gyepek rovására (NMETH E. 1959), ami a hullámtéri akkumuláció mértékét is jelentısen befolyásolhatja. Az üledék-felhalmozódás vizsgálata során az volt a célunk, hogy meghatározzuk a szabályozások óta az akkumulálódott üledék vastagságát. Ennek meghatározásához egy olyan területet kellett kiválasztanunk, amely a folyószabályozási munkálatok után viszonylag bolygatatlan területet. Ezt a pontot a Milléri-fıcsatornától északra találtuk meg, ahol a jobb oldali hullámtér szélessége az öblözet alatt közel 300 m-re szőkül és a területen természetes erdı található (4. ábra). 4. ábra. A mintavételi pont elhelyezkedése a Milléri-fıcsatorna közelében Az szelvényt a különbözı paraméterek változása alapján zónákra osztottunk fel (5. ábra). A folyószabályozások idejét 108 cm-es mintához kötöttük, ugyanis itt változik a középszemő homok részaránya, illetve ez alatt magasabb az ólomtartalom és a szervesanyag-tartalom is. Korábbi vizsgálatok során (BRAUN M. et al. 2003) a szomszédos Árapasztó üledékmintáinak magas Pb- 5. ábra. A milléri szelvény fizikai és kémiai paraméterei tartalmát de abszolút korát is meghatározták, így ezzel összevethettük az általunk létesített szelvényt. Eszerint a milleri szelvényben a 1960-75 között lerakódott magasabb ólomtartalmú rétegek 42-52 cm között találhatók. Ez alapján a szabályozások óta 1960-75-ig 0,5-0,6 cm/év az akkumuláció mértéke, míg e feletti üledékvastagság esetén 1960-75 és 2003 között 1-1,5 cm/év az akkumuláció üteme (6. ábra), ez a megduplázódott üledék-felhalmozódás egybeesik a terület érdességi viszonyainak változásával, azaz a beerdısüléssel. Ugyanakkor ez az az idıszak is, amikor a gyalogakác terjedni kezd (MIHÁNY B. BOTTA-DUKÁT Z. 2004), ami tovább ronthatja a vízszállító képességet.
6. ábra. A szelvény párhuzamba állítása korábbi vizsgálat eredményével 6. Összegzés A térképi adatok felhasználásával megállapítottuk, hogy a területhasználat jelentısen megváltozott az 1960-es évektıl a Feketevárosi-holtág öblözetében, amely megnégyszerezte a terület érdességét. Ennek a tényezınek a megváltozásához hozzájárult az özönnövények elterjedése (pl. gyalogakác) is, és meghatározó az erdımővelés hatására megjelenı tuskógátak szerepe a hullámtér árvízlevezetı képességének csökkenésében. Megállapítottuk, hogy a területhasználat változás következtében a hullámtéri akkumuláció is megduplázódott. Irodalom ASSELMAN N. E. M. MIDDELKOP H. (1995) Floodplain sedimentation: quantities, patterns and processes. Earth Surface Processes and Landforms Vol. 20. pp. 481-499. BORSY Z. (1972) Üledék- és morfológiai vizsgálatok a Szatmári-síkságon az 1970. évi árvíz után. Földrajzi Közlemények Vol. 41. pp. 87-101. BRAUN M. SZALÓKI I. POSTA J. DEZSİ Z.(2003) Üledék felhalmozódás sebességének becslése a Tisza hullámterén. MHT XXI. Vándorgyőlés 2003. július 2-4. CD-kiadvány GÁBRIS GY. TELBISZ T. NAGY B. BELARDINELLI E. (2002) A tiszai hullámtér feltöltıdésének kérdése és az üledékképzıdés geomorfológiai alapjai. Vízügyi Közlemények Vol. 84. pp. 305-322. KISS T. SIPOS GY. FIALA K. (2002) Recens üledék-felhalmozódás sebességének vizsgálata az Alsó-Tiszán. Vízügyi Közlemények Vol. 84. pp. 456-472. KOZÁK M. RÁTKY I. (1999) Hullámtér szélességének és beépítettségének hatása az árvízszintekre. Vízügyi Közlemények Vol. 81. No. 2. pp. 311-317. MARRIOTT S. (1992) Textural analysis and modelling of a flood deposit: River Severn, U. K. Earth Surface Processes and Landforms Vol. 17, pp. 687-697. MIHÁNY B. BOTTA-DUKÁT Z. (szerk. 2004) Biológiai inváziók Magyarországon Özönnövények Természetbúvár Alapítvány Kiadó Bp. pp. 187-206. NAGY I. SCHWEITZER F. ALFÖLDI L. (2001) A hullámtéri hordalék-lerakódás (övzátony). Vízügyi Közlemények Vol. 83. 539-564. NMETH E. (1959) Hidrológia és hidrometria. Tankönyvkiadó Bp. pp. 179-210. RÁTKY I. FARKAS P. (2003) A növényzet hatása a hullámtér vízszállító képességére. Vízügyi Közlemények Vol. 85. No. 2. pp. 246-265. SCHWEITZER F. (2001) Társadalom és a környezet: Gátépítés vagy hullámtérbıvítés. In: Keményfi R. Ilyés Z. (szerk.): A táj megértése felé. Debrecen pp. 95-103. STEIGER, J. GURNELL, A. M. (2003) Spatial hydro-geomorphological influences on sediment and nutrient deposition in riparian zones: observations from the Garonne River, France. Geomorphology Vol.49. pp. 1-23. TÖRÖK I. GY. (2000) Az alföldi folyók hullámterének szerepe és hasznosítása. In: Pálfai I. (szerk.): A víz szerepe és jelentısége az Alföldön. Békéscsaba pp. 125-132. WALLING D. E. HE Q. (1998) The spatial variability of overbank sedimentation on river floodplain. Geomorphology Vol. 24. pp. 209-223.