Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Kht. HIDROLÓGIAI ELEMZÉS. Végleges tanulmány. Megrendelő: Mosonmagyaróvár Környezetvédelméért Közalapítvány

Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Kht.

HIDROLÓGIAI ELEMZÉS 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 HIDROLÓGIAI ELEMZÉS

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

HIDROLÓGIAI ELEMZÉS

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 m3/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). Duna-Rajka Éves vízállásjellemzők változása (1950-1991) 700 Éves nagyvízállás 600

500

Vízállás (cm)

400

300 Éves középvízállás

200 Éves kisvízállás 100

0

-100 1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

év

1.3. ábra. Évi jellemző vízállások idősora (Rajka 1950-1991)

6

1990



Duna - Dunaremete Az éves vízállásjellemzők változása 1901-1991 (1950-1991)

800

700

Éves nagyvízállás

600

vízállás (cm)

500

Éves középvízállás 400

300

200

Éves kisvízállás 100

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) Duna- Gönyü Az éves vízállásjellemzők változása (1901-1991)

800

700

600

Éves nagyvízállás

Vízállás (cm)

500

400 Éves középvízállás 300

200

Éves kisvízállás

100

0

-100 1901

1911

1921

1931

1941

év

1951

1961

1971

1981

1991

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 horda7



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 1950es 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 (m3/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:

1966 1990 Szelvény helye és megnevezése (mBf) (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 m3/s alatti vízhozamhoz tartozó tartósság. Évente 100 napon keresztül szivárgás útján kapnak vízpótlást a mellékágak, vízmozgás nincs a mellékágakban. (1800 m3/s és 2500 m3/s közötti tartomány) Évente átlagosan 90 napig van vízáramlás a hullámtéri mellékágakban. (2500 m3/s meghaladó dunai vízhozamokhoz tartozó érték.) Évente átlagosan 10 napra elönti az árvíz a hullámteret. (Ekkor a dunai vízhozam eléri, vagy meghaladja a 4500 m3/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 18521811 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 RajkaSzap 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 m3/s vízhozamot adott át a Mosoni-Duna számára, majd a Felek megállapodása alapján 1994 októberétől ez a vízhozam átlagosan 40 m3/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 m3/s vízmennyiség egy részét Dunacsúnyi Mosoni-Duna erőművön (mintegy 40 m3/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 m3/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

Rajka Q (m3/s)

500

450 Január Február=Dec. Május=Júl.

400

Június Március=Okt.

350

Április=Szept. Augusztus November

300

250

200 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

3

Dévény Q (m /s)

1.8. ábra. Az Öreg-Duna vízjárása a szlovák- magyar megállapodás szerint

Év

Vízkészlet m3/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 m3/s 4-24 4-15 8-35 -

Hullámtér m3/s 0-15 5-15 15* 0-20 40-130

Mentett oldali vízpótló m3/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 m3/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 m3/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 m3/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



m3/s-os vízhozamokig szimulálni tudja a Dunán levonuló vízhozamokhoz tartozó mellékági vízállásokat. 3500-4000 m3/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 FelsőSzigetközben 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

Duna: Pozsony vízhozam (m3/sec)

4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000

107.31

109.01

123.32

115.64

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 Ásványráró 1950-59 Nagybajcs 1989-92 Gönyű 1989-92 1961.X.10. Nagybajcs

Rajka 1989-92 Ásványráró 1989-92 Nagybajcs 1998 Gönyű 1998 1961.X.10. Gönyű

Dunaremete 1950-59 Ásványráró 1998 Nagybajcs2002-2003 1961.X.10. Rajka Gönyű 2002-2003

Dunaremete 1989-92 Nagybajcs 1950-59 Gönyű 1950-59 1961.X.10. Dunaremete

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 [m3/s]

Vízállás [cm] Rajka

Rajka

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

Nagybajcs

Nagybajcs

Nagybajcs

Gönyű

Gönyű

Gönyű

Pozsony vízhozam [m3/s]

Dunaremete Dunaremete Ásványráró Ásványráró

Vízállás [mBf] Rajka

Rajka

Dunaremete Dunaremete Ásványráró Ásványráró

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 m3/s alatti vízhozamok esetén ugyancsak vízszintcsökkenés figyelhető meg, ennek mértéke 30-60 cm között változik, 2500 m3/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 m3/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 1,42,3 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 m3/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 m3/s) mellett a hullámtérbe bevezethető vízhozam 134 m3/s-ról 160 m3/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 m3/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 m3/s fölötti és tartóssága – előrejelzés szerint – minimum 3 nap.

Augusztus

Szeptember

Október

November

December

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

Június

40

Május

40

Április

37

Március

26

Február

26

Január

1000

QDévény

Július

1.2. táblázat. A hullámtéri vízpótló rendszerbe betáplálandó vízhozamok a javasolt üzemrend szerint

m3/s

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



1.3. táblázat. A jellemző kis- és közepes vízhozamokhoz tartozó vízszintek Vízszint kisvízi állapotban (mBf) Szelv.szám (fkm)

1816+050 1809+900 1804+600 1794+000

Hely

1961 (900 m3/s)

Ásványi ágrendszer torkolata Bagoméri torkolat Nagybajcsi mellékág kitorkollás Mosoni-Duna torkolat

2003 (1060 m3/s)

1998

eltérés (cm)

Vízszint középvízi állapotban (mBf) 1963 eltérés (2300 1998 (cm) 3 m /s)

112,67

110,52 (-112,02)

111,14

-215 / -153 (-65)

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

(elterelés előtti állapot adata) 1.4. táblázat. Jellemző vízszintek trendváltozása

Nagybajcs Gönyü

Trendváltozás (1970-2004) (cm) KV KÖV NV -109 -72 69 -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

Vízállás (cm)

600

500

400

300

200

100

19 98 .0 6. 26 19 98 .1 0. 24 19 99 .0 2. 21 19 99 .0 6. 21 19 99 .1 0. 19 20 00 .0 2. 16 20 00 .0 6. 15 20 00 .1 0. 13 20 01 .0 2. 10 20 01 .0 6. 10 20 01 .1 0. 08 20 02 .0 2. 05 20 02 .0 6. 05 20 02 .1 0. 03 20 03 .0 1. 31 20 03 .0 5. 31 20 03 .0 9. 28

0

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 m3/s vízemésztésre képes, s a Régi-Duna mederbe üzemrend szerint maximum 600 m3/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 m3/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 m3/s-os vízhozam mellett alakul ki olyan felszíngörbe, mint 1987-ben 3000 m3/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 MosoniDuna 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



alatt végzett mérések lehetővé teszik, hogy az új LNV-t okozó árhullámot részletesen értékeljük, s megvizsgáljuk, hogy a rendkívüli árvízszinteket rendkívüli tetőző vízhozamok okoztáke, illetve mi válthatta ki az árvízszint emelkedését. A Dunaremete szelvény vízállás-vízhozam összefüggéseinek változása Az elterelés által jelentősen érintett Duna-szakasz jellemzőnek tekinthető vízállásmérő és vízhozam nyilvántartó állomása a Duna, Dunaremete vízrajzi mérőállomás. Az 1992 előtti időszakban a VITUKI által készített vízhozamgörbék tanúsága szerint a nagyvízi levezetőképesség romlása a középvízi szabályozást követő években megkezdődött és közel egyenletesen, trendszerűen folytatódott a középvízi szabályozási szintek fölötti vízállásoknál. Mivel az 1992. évi Duna-elterelés miatt a dunaremetei szelvény alulról (az alvízcsatornán levezetett víz visszaduzzasztó hatása miatt) befolyásolttá vált, a szelvény vízállás-vízhozam összefüggésének jellemzésére a vízhozam modulusgörbe alkalmas. Ez az esés figyelembevételén alapuló módszer a K=Q/ΔH1/2 képlettel számított K modulusnak a dunaremetei vízállás függvényében történő meghatározhatóságán alapszik, ahol Q a dunaremetei vízhozam, ΔH pedig a segédállomásként szolgáló Duna, Doborgaz állomás és Dunaremete vízszintjeinek tényleges különbsége m-ben. Ezek az adatok az elterelés óta eltelt időszakban a levezetőképesség mintegy 20%-os romlását jelzik. A 1.11. ábra a Duna, Dunaremete vízmérce különböző vízállásaihoz tartozó vízhozamok időbeli alakulását szemlélteti és az ábrán feltüntettük a 2002 augusztusi árvízi állapotnak megfelelő pontot is. A teljes szelvény levezetőképessége trendszerű romlásának szelvényrészekre történő lebontásához konkrét mérési adatok nem állnak rendelkezésre a nagyvizek tartományában. Az azonban a 2001. évi vízeresztés-vizsgálatok során megállapítást nyert, hogy a főmederben maradó vizek esetében a levezetőképesség romlása szintén mintegy 20%-os a teljes szelvénynyel megegyezően.

1.11. ábra. Duna, Dunaremete adott vízálláshoz tartozó vízhozamok időbeni alakulása

Az 1.12. ábráról könnyen leolvasható, hogy a 2002. augusztusi árvíz 1991-ben 40 cm-rel alacsonyabb vízállásoknál folyt volna le. 22



12. ábra. Duna, Dunaremete (segédállomás: Duna, Doborgaz) az 1991. évi és a 2002. évi árvíz vízhozamgörbe összehasonlítás

A medvei szelvény vizsgálata Az üzemvízcsatorna torkolata alatt, a medvei hídnál 2002-ben végzett vízhozammérések lehetővé tették, hogy a hullámtéri változásokat is nyomon kövessük. Ez a szelvény a Dunavízhozam meghatározásában kiemelt szereppel bír. Ez az első olyan mérőszelvény a Duna magyarországi szakaszán, ahol minden vízjárásnál megmérhető hagyományos módon a Duna vízhozama, ráadásul a Duna összvízhozama, hiszen a mérőszelvény az Öreg-Duna és az alvízcsatorna összefolyása alatt, attól 4,7 km-re található. A vízszintek megfigyelése 2, egymáshoz közeli vízmérce-szelvényben történik: a szlovák oldalon a híd alsó élénél lévő medvei, a magyar oldalon pedig a híd alatt, attól 700 m-re lévő vámosszabadi vízmércén. E két vízállás és a hídról végzett vízhozammérés adatai képezik a számítások alapadat-bázisát. Medvei híd alatt egy 5 híd alkotta átfolyási szelvény-együttest kell érteni: a Duna főmedrén kívül szlovák oldalon egy jelentős, a magyar oldalon 3 kisebb hídszelvény vesz részt a vízszállításban. A vízszállítás változásának vizsgálata keretében elkészült az 5 medvei mérőszelvény árvízi vízhozamgörbéinek meghatározása az 1991. augusztusi, a 2002. márciusi és a 2002. augusztusi árvizekre vonatkozóan. Az adatok összevethetősége a 2 korábbi árhullám hurokgörbéinek extrapolálásával volt biztosítható. A hurokgörbék középvonalát extrapolálva a 2002. augusztusi tetőző vízállásértékre kapjuk azokat a vízhozam-értékeket, amelyek azt mutatják, hogy ilyen vízállásokat mekkora vízhozamok okozhattak volna 1991-ben, ill. 2002. tavaszán. Ily módon az ugyanazon vízállásokhoz tartozó vízhozamok eltérése a levezetőképesség változását megfelelően jellemzik a Duna esetében természetesen nem csupán közvetlenül a mérőszelvényre, hanem annak tágabb környezetére vonatkozóan is. A vizsgálatok eredményeit a 1.13. ábra mutatja. A grafikus ábrázolásmódon túl a kapott adatokat az 1.5. táblázatban is összefoglaltuk.

23



1.13. ábra. A medvei szelvény vizsgálat eredményeinek grafikus ábrázolása 1.5. táblázat. A medvei szelvény vizsgálatának eredményei A 2002. augusztusi tetőzéshez tartozó vízhozam (m3/s) Mérőszelvény

1991. augusztus

2002. március

extrapolációval extrapolációval képzett fiktív, szá- képzett fiktív, számított adat mított adat

2002. augusztus tényadat

főmeder

7520

7460

7300

szlovák oldali ág

1980

1355

1200

I. sz. magyar oldali ág

290

325

195

II. sz. magyar oldali ág

445

335

290

III. sz. magyar oldali ág

365

250

215

Összesen

10600

9730

9200

Arányszámok:

100%

92%

87%

24



A fenti adatokat elemezve az alábbi megállapítások tehetők ebben a szelvényben: − a főmeder vízszállítóképessége érdemben nem csökkent 1991 óta − a szlovák oldali ág levezetőképessége jelentősen leromlott napjainkra (mintegy 1/3-ával csökkent) − a hullámtéri levezetőképesség egyébként természetes évszaki változása mindegyik mellékágnál határozottan kimutatható: a szlovák oldali mellékágnál és a III. sz magyar oldali mellékágnál viszonylag kisebb, az I. sz. és a II. sz. magyaroldali mellékágaknál jelentős mértékben − a szlovák oldali ág levezetőképességét jellemző vízhozamgörbén a nagyobb vízállások tartományában a befogadó főmedernek és a hullámtérnek a vízszintek növekedésével egyre nagyobb visszaduzzasztó hatása szembetűnően jelentkezik (a vízállás-vízhozam összefüggés határozottan inflexiós − a két augusztusi árvíz tetőzési vízhozamának arányszámai (1991. év=100 %): főmeder ~100 % szlovák oldali ág 61 % I. sz. magyar oldali ág 67 % II. sz. magyar oldali ág 65 % III. sz magyar oldali ág 59 % A teljes szelvény 87 %, tehát ebben a szelvényben a levezetőképesség romlása kifejezetten a hullámtéri lefolyási viszonyok jelentős romlásából fakad. − Az évszaki hatás a két jelentős 2002. évi árhullám adatai alapján (2002. március=100 %): főmeder ~100 % szlovák oldali ág 89 % I. sz. magyar oldali ág 60 % II. sz. magyar oldali ág 87 % III. sz magyar oldali ág 86 % A teljes szelvény 95 % Az összefüggésekből megállapítható, hogy a 2002. augusztusi árvíz 1991-ben 80 cm-rel alacsonyabb szinten folyt volna le. 2002 augusztusában a Duna szigetközi szakaszán tehát minden eddigi vízállást meghaladó árvíz vonult le, de a csúcsvízhozamok nem érték el a korábbi maximumot. A mérések alapján kimutatható, hogy a meder emésztőképessége jelentősen lecsökkent. Ez a csökkenés a teljes Rajka-Gönyű közötti szakaszon megfigyelhető, s Szap alatt a legnagyobb mértékű.

1.1.4. Az árvízlevezető-képesség vizsgálata a Duna régi medrének szlovák-magyar szakaszán 2005-ben az ÉDUKÖVIZIG a szlovák VUVH-val közösen PHARE CBC tükörprojekt keretében vizsgálta az adott szakaszt. (A szlovák partner végül nem nyerte el a pályázatot, de a magyar projektben részt vettek adatszolgáltatással és konzultációval.) A "Árvízlevezető-képesség vizsgálata a Duna régi medrének szlovák-magyar szakaszán" című PHARE-projekt keretében a szigetközi Duna-szakasz vízszállító-képességének vizsgálatára hidraulikai kismintakísérlettel és numerikus modellezéssel került sor. A modellvizsgálatokat a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszéke végezte. A rövid összefoglaló a tanulmányból idézve az RMA2 kétdimenziós modellel végzett permanens áramlástani vizsgálatokat és azok eredményeit ismerteti. A kalibráció a 2002 augusztusi, a verifikáció a 2002 márciusi árhullámra történt. 25



A modell segítségével több változatot is lefuttattak, ennek legfontosabb megállapításai az összefoglaló jelentésből rövidítve közöljük: „A folyószakasz árvízi levezetőképességének feltárását a 2002 augusztusi tetőzés reprodukálásával kezdjük, részletesen bemutatva a modellezés eredményeit. A Medvei híd szelvénye visszaduzzaszt, ami a lecsökkent felszínesésben és a megnövekedett vízmélységekben is megmutatkozik. A keresztirányú felszínesés a modell eredményei szerint nem jelentős. Ez nem közömbös az egydimenziós modellezés szempontjából, ugyanis egy 1D modell felállításakor a keresztszelvényeket célszerű lehet például a vízfelszín szintvonalait követve felvenni. A hullámtér alsó részére a 4–6 m, a felső részére a 1–3 m-es vízborítottság jellemző. A főág és a mellékágak egyszerre kínálnak nagyobb mélységet és sebességet az áramlásnak, így a főmedrek egységnyi szélességre jutó vízszállítása, azaz a fajlagos vízhozama (|q| = h|v|) az előzetes elvárásoknak megfelelően magas. Az áramkép vektormező vektorai a sebességgel arányos nagyságúak és a számítási cellák középpontjában lettek kirajzolva. A mellékágak közül főleg azokban nő meg a sebesség, amelyek a főáramlással párhuzamosak, de az erre merőleges ágaknak is egyértelműen jut szerep a vízhozam keresztirányú szétosztásában. A hullámtér simább, erdőmentes részei is számottevő mértékben (0,5–1,5 m2/s) bekapcsolódnak a vízszállításba. A középvízi meder utóbbi időben elcserjésedett parti sávja tekintélyes 3–6 m2/s hozamot szállít, hiszen közvetlen kapcsolatban van a gyors folyású főággal. Nyári időszakban az erdő kerdő = 5 m1/3/s simasága olyan nagy akadályt jelent az áramlásnak, hogy a fajlagos hozam alig néhány helyen haladja meg az 1 m2/s-ot, jellemzően 0,6 m2/s körüli, míg a sebesség 0,1–0,2 m/s tartományban marad. Megfigyelhető, hogy az áglezárások fölötti átáramlás helyi sebességnövekedést és emiatt veszteséget okoz. Az az elméleti megfontolás nem igazolódott, hogy a bukók okozta visszaduzzasztás és az így megnövekvő felszínesés mellett a víz helyileg látványosan nagyobb hajlandóságot mutat az erdőn keresztüli megkerülésre. A vízpótlásnál betöltött funkciójával ellentétben a bukó hatása nagyvízi állapotban csak a szűkebb környezetére korlátozódik. Általában elmondható, hogy a k simasági együttható eloszlása nagymértékben magyarázza a vízhozam eloszlását. Mindazonáltal a növényzeti foltok topológiája összetetté teszi az áramképet: azokon a sima részeken nő meg nagyobb mértékben a vízszállítás, amelyeket az áramlás nyiladékokon, vagy mellékágakon kis energiaveszteséggel meg tud közelíteni. A hullámtéren tehát számos párhuzamosan kapcsolt vízáram alakul ki az ágak hidraulikai ellenállásának megfelelően, nem csak az ágrendszer fonataiban, hanem akár legelőkön keresztül is. A kétdimenziós leírásmód figyelembe veszi a nagyobb vízáteresztő képességű helyeken a "hozam rendelkezésre állását", azaz azt, hogy valóban kihasználja-e a folyó ezeket a helyeket. Ez a képessége minőségi javulást jelent az egydimenziós modellezéshez képest. A vízszállítás szempontjából az egyszerre mélyebb és gyorsabb folyású főmeder a szélességéhez képest kiemelkedő (30-60%) szerepet játszik, de a hullámtér is körülbelül ugyanakkora hozamot vezet le. A mellékágak részesedése szélesebb tartományban, 4-33% között változik ennél a hat szelvénynél. Szembeötlő, hogy a medvei hídhoz közeli 1808 fkm szelvényben, Szap alatt, a jelenlegi hullámtéri viszonyok mellett a vízhozamnak csupán ~40% százaléka veszi igénybe a hullámteret és a mellékágakat. A vizsgált változatok eredményeinek összevetése alapján kimutatható, hogy a folyószakasz jelenlegi állapotában a 100 éves visszatérési idejű vízhozam Dunaremete és Szap között a töltéskoronát elérő szintekkel vonulna le, ha a szlovák fél 7000 m3/s vízhozamot vezet le a Duna régi medrében. Ugyanez az árhullám Dunaremete térségében 3–5 deciméterrel meghaladná a töltéskorona-szintet, ha a teljes vízhozamot a régi mederben eresztenék le. Egy Medve alatti árvízlevezetést javító, a híd szelvényében 50 cm-es vízszint csökkentést feltételező hullámtéri rendezésnek számottevő hosszon kimutatható a hatása. Ugyanakkor a 26



középvízi meder zátonyainak és benőtt parti sávjának növényzetét ritkítva a kritikus szakaszokon várhatóan kevesebb, mint két deciméterrel csökkenthető a tetőzés szintje. A vizsgált Dunaszakaszon a 2D modellezés megfelelő eszköznek bizonyult az árvízi levezetőképesség vizsgálatára és a tervezett javító beavatkozások hatásának becslésére. A területre adaptált, kalibrált és igazolt modell alkalmas a tervezés későbbi fázisaiban felmerülő tervértékelő vizsgálatok elvégzésére is. Ismert, hogy időről-időre felvetődik a vizsgált Duna-meder kisvízi állapotban kialakuló vízszintjeinek emelése és az azt szolgáló beavatkozások megfelelő kialakítása. Az eddig felmerült változatok vagy a meder helyszínrajzi vezetésének, vagy a meder szélességének és fenékszintjének jelentős megváltoztatásán keresztül szándékozták a célt elérni. Felhívjuk a figyelmet, hogy egy ilyen mértékű beavatkozás kihatással van az árvízlevezetési viszonyokra és a hatás mértéke a tervezés során számszerűsítendő. A projektben felállított numerikus modell képes az említett beavatkozás típusok figyelembe vételére, ezáltal a felmerülő változatok árvízlevezetés szempontjából való számszerű, összehasonlító értékelésére. Végül megjegyezzük, hogy annak ellenére, hogy a projekt keretében eddig egyedülálló módon sikerült egyesíteni a geodéziai felmérési adatokat, a modellezett terület a magyar, és főleg a szlovák oldali mellékágakban további geodéziai pontosításra szorul. Ezeken a hivatkozott részeken az adatok pontossága ugyan elegendőnek bizonyul a nagyvízi viszonyok modellezéséhez, ám abban az esetben, ha a vizsgálatokat kisebb vízhozamokra, következésképpen alacsonyabb vízszintekre is ki kell terjeszteni, számolni kell azzal, hogy a mélységre vetített relatív pontatlanság növekedni fog. Jellemző vízszintek meghatározása A Magyar-Szlovák Határvízi Bizottság keretei között értékeltük az elmúlt évek vizsgálatainak eredményeit, s 1 D modell segítségével meghatároztuk a Q 1% vízhozamhoz tartozó vízszinteket. A Q1% vízhozam egyeztetett értékeit a 1.6. táblázat tartalmazza. 1.6. táblázat. A Q 1% vízhozam egyeztetett értékei 3

A/ N-éves visszatérési idejű Duna-árvízhozamok a teljes észlelési időszak alapján (m /s)

Szelvény

teljes időszak

módszer

2

5

10

20

50

100

200

500

1000

Duna-Dévény

1891-2004

Gumbel

5500

7000

8000

8900

10100

11000

11800

13000

13900

Duna-Medve

1930-2004

Gumbel

5000

6300

7200

8000

9100

9900

10700

11800

12600

Duna-Komárom

1892-2004

Gumbel

4800

6000

6700

7500

8400

9100

9800

10700

11400

Duna-Izsa

1930-2004

Gumbel

5100

6200

6900

7700

8600

9300

9900

10800

11500

Duna-Nagymaros

1891-2004

5300 5200

6400 6300

7100 7000

7700 7600

8500 8300

9000 8800

9500 9300

10200 9900

10700 10200

Duna-Budapest

lognormál 1924-2004 log-Pearson

3

B/ N-éves visszatérési idejű Duna-árvízhozamok azonos időszak (1930-2004) alapján (m /s) Szelvény Duna-Dévény Duna-Medve Duna-Komárom Duna-Izsa Duna-Nagymaros Duna-Budapest

közös időszak 1930-2004 1930-2004 1930-2004 1930-2004 1930-2004 1930-2004

módszer

2

5

10

20

50

100

200

500

1000

Gumbel Gumbel Gumbel Gumbel log-Pearson lognormál

5500 5000 4800 5100 5200 5200

6900 6300 6000 6200 6400 6400

7900 7200 6700 6900 7100 7100

8800 8000 7500 7700 7800 7700

9900 9100 8400 8600 8700 8500

10800 9900 9100 9300 9300 9100

11600 10700 9800 9900 9900 9600

12800 11800 10700 10800 10700 10300

13600 12600 11400 11500 11300 10800

A különböző árhullámok idején rögzített vízszinteket, a modell által számított vízszinteket és a MÁSZ értékét a 1.14. ábra mutatja.

27



mBf 133.00 131.00 129.00 127.00

Nagyvízi felszíngörbék levonult árhullámoknál vízszintrögzítések, mértékadó állapotnál modellezés alapján

Tetőző vízhozamok (m3/s) Rajka Vámosszabadi 1991. aug. 9010 8926 2002. márc. 3800 7980 2002. aug. 6590 9240 2006. márc. 3340 6700 10600 9900 Q1%

125.00 123.00 121.00 119.00 117.00 115.00 113.00 1794

1804

2006. március mBf

1814

2002 augusztus

1824

2002. Március 25.

1834

1991 július-augusztus

Q 1%-os

fkm

1844 Q 1% Bőssel

MÁSZ

1.14. ábra. A különböző árhullámok idején rögzített vízszintek, a modell által számított vízszintek és a MÁSZ értékei

Az ábrán látható, hogy a legkritikusabb szakasz az Alsó-Szigetközben található, de a MÁSZ értékét még a bősi erőmű jelenlegi vízmegosztása esetén is eléri a vízszint. A 1.15. ábrán a MÁSZ és a 2002. évi árhullám tetőző szintjének különbségét mutatja.

mBf 130

A 2002. augusztusi árhullám tetőzésének összevetése a mértékadó árvízszinttel m Bagoméri kanyar Medvei híd

125

Nagybajcsi sarkantyúsor 1800-as rossz kanyar, bp.-on hiányzó hullámtér és feliszapolódott jelentős mellékág

Lábatlan, kanyar, szűkület

Esztergom túlzott beépítés, Garam derékszögben, zátony, rossz kanyar

2.00

1.50

1.00

1795 rossz kanyar és töltésszükület

0.50

120

0.00 115

-0.50 modell volt, hullámtér rendezés Bagoméri ág kotrás, mellékág megnyitások (PHARE 2005)

110

105 1860

1840

1820

-1.00 Modellezni kell, területcsökkenésszámítás kész 1800

Területváltozás 1970-2002 folyamatban (VO szelv) utána modellezni 1780

Mértékadó árvízszint 51/1997 évi BM rendelet Alvízcsatorna Nagybajcs Komárom Esztergom

1760

1740

1720

fkm

2002.08. árhullám tetőzésének adatai 2002.08. árhullám eltérése a MÁSZ-tól Gönyű Dunaalmás

1.15. ábra. MÁSZ és a 2002. évi árhullám tetőző szintjének különbsége

28

-1.50

-2.00 1700



A 2002. augusztusi árhullám mindössze 6590 m3/s-mal tetőzött Rajkánál, de az 1820 fkm szelvény alatt mégis meghaladta a MÁSZ szintjét a tetőző érték. Mindezek magyarázatát fentebb ismertettük.

1.1.5. Hordalékviszonyok az elterelés után A Duna elterelését követően ismételt felméréseket végeztek a Duna és a szigetközi mellékágak mederalakulásának vizsgálatára (Rákóczi, Sass 1995). A mellékágrendszerek közül a bodaki, ásványi és bagoméri képezte a vizsgálatok tárgyát. A mérési eredményekből az alábbi következtetéseket vonták le: – a rövid, de heves lefutású árhullámok által keltett nagyobb hordalékmozgató erő helyi kimosódásokat okoz, – az árhullám utáni „fenntartó” vízhozam a laza anyagot szelektálja és továbbszállítja, – az alvízcsatorna visszaduzzasztó hatása érvényesül, megtalálható a lebegtetett hordalékból kiülepedő finom homok és iszapfrakció, – az időszakos rövid árhullámok ezt a finomabb anyagot kimoshatják, – a mellékágakban a meder feltöltődése az uralkodó medermorfológiai folyamat, a lebegtetett hordalék az ágrendszerekben visszamarad, – az ágrendszerekben a hordaléklerakódás területi eloszlása rendkívül változatos, – az olyan árhullámok hiánya, melyek akkora vízsebességet eredményeznének, melyek a mellékágak medrét régebben meghatározó durva kavicsanyagot is megmozgatná. Jelenleg a Szigetközi ágrendszerekben a kiöblítődési folyamatok, árasztások, nagyobb vízsebességek hiánya miatt a kavicsrétegre települt egyre vastagabb homok és iszaplerakódás a jellemző folyamat. A kisebb árhullámok ebbe a laza üledékbe vágnak új ideiglenes medreket és ezzel a görgetett hordalékmozgás a homokfrakciók szállítására korlátozódik. A fentiek figyelembe vételével talán még nagyobb jelentősége lehet a hallépcsőkkel egybekötött Szigetközi megcsapoló műtárgyaknak.

1.2. A vizsgált térség kiemelkedő árvizei az elterelés előtt és után A Felső-Duna szabályozása a XIX. század utolsó negyedében kezdődött el, a sorozatban jelentkező pusztító árvizek hatására. Az igen költséges szabályozások ellenére, amelyek az 1960as évek közepéig tartottak, az ármentesítés viszonyai és a hajózási feltételek nem sokat javultak. Az árvízi kockázat növekedését mutatják a XX. század árvizei is melyek 1954-ben, 1959-ben, 1963-ban, 1965-ben, 1975-ben, 1991-ben voltak. Különösen az 1954. évi Szigetközben és az 1965. évi Csallóközben bekövetkezett gátszakadások okozta árvizek is tanúsítják az említett árvízi kockázat növekedését. Ezek az események is alátámasztották a Felső-Duna ármentesítési és szabályozási koncepciójának újragondolását, amely okok oda vezettek, hogy 1977-ben aláírták a bős-nagymarosi vízlépcsőrendszer megvalósítására vonatkozó egyezményt. Az elterelés után 2002-ben és 2006-ben érkeztek nagyobb árhullámok a vizsgált térségbe. Az említett árvizek közül az elterelés előtti időszakban a Szigetköz-Csallóköz szempontjából az 1954-es, 1965-ös és az 1991-es árvizek voltak legjelentősebbek. Különösképpen kiemelkedett az 1954. évi és az 1965. évi árvíz a többi közül a már említett a gátszakadások miatt, az 1991. évi árvíz pedig arról nevezetes, hogy az elterelés előtti utolsó árvíz volt.. A következőkben áttekintjük ezen jelentősebb árvizek előidéző okait, következményit és az azokból levonható tapasztalatokat. 1954 júliusában a rendkívül tartós és heves csapadék-sorozat nyomán igen heves árhullámok alakultak ki a Duna alpesi mellékfolyóin. Magyar területre érve az árhullám a Szigetközben 29



négy helyen okozott gátszakadást. Július 15-én Ásványrárónál talajtörés miatt következett be gátszakadás, amely 98 m szélességet ért el. Ugyanezen a napon Kisbodaknál is átszakadt a gát. Július 16-án Dunakilitinél következett be szakadás, majd Ásványrárónál újabb helyen szakadt át a gát. A négy szakadás következtében 22 ezer hektár terület került víz alá és mintegy 30000 lakost kellett kitelepíteni. Az 1965. évi árvizek idején április elsejétől június közepéig hat egymást követő árhullám alakult ki a Dunán. A kiváltó csapadékra az volt jellemző, hogy a Pozsony feletti vízgyűjtőterületen március 17. és június 14. között gyakorlatilag állandóan esett az eső. A június elején keletkezett árhullám (a hatodik) sorra múlta felül a korábbi jégmentes maximumokat. A szigetközi védtöltések és védekezők kiállták a nagy próbát. Azonban szlovák területen Csallóközben Cicov-nál átszakadt a védvonal, és a kiömlő víz jelentős károkat okozott. Az 1965. évi dunai árvíz levonulását a rendkívüli tartósság és az összes szállított rendkívül nagy vízmenynyiség jellemezte. Az 1991. évi nyári árvíz két egymást követő néhány napos csapadékos időszak hatására alakult ki. A csapadékos időszakok eredményeként két árhullám, egy kisebb, majd egy nagyobb indult el. A magyarországi szakaszon a második árhullám egyre jobban ellapult és ráfutott az elsőre. Az 1991. évi árvíz több lényeges szempontra is felhívta a figyelmet. Pl. az előkészítő csapadék szerepére, valamint arra a problémára, hogy a Dunaremete térségben az árvízi és a középvizi meder, a folyószabályozási beavatkozások ellenére állandóan emelkedik. Ezt mutatja a rendkívül magas dunaremetei tetőző vízállás. A 1.7. táblázat a Felső-Duna szakasz legnagyobb észlelt jégmentes árvizeit, a 1.16. ábra. pozsonyi és a dunaremetei állomások tetőző árvízszintjeinek változását mutatják. 1.7. táblázat. A legnagyobb észlelt jégmentes árvizek a Duna felső szakaszán

1954.07.

1965.06.

1991.08.

2002.08.

2006.03.

1944.04.

1940.06.

1940.03.

1926.06.

1923.02.

1920.09.

1899.09.

Vízmérce

1897.08.

A tetőzés ideje

Pozsony

940

970

867

886

795

747

804

782

984

914

864

991

829

Dunaremete

565

605

555

551

507

519

550

554

692

654

722

718

573

Gönyü

711

735

684

702

650

614

654

645

774

878

721

816

728

Komárom

680

687

684

721

662

672

663

682

751

782

745

802

782

Nagymaros

622

600

574

610

560

610

563

575

641

682

634

707

713

Budapest

780

770

744

784

737

787

733

754

805

845

783

848

860

a tetőzés magassága (cm)

30



Árvízi tetőző vízállás [cm]

1050 950 850 750 650 550 450 1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Évek Dunaremete

Pozsony

1.16. ábra. Tetőző árvízszintek, Pozsony és Dunaremete

Pozsony és Dunaremete vízmércéjén jelentkezett tetőző vízállásokból egyértelműen kitűnik a dunaremetei árvízszintek emelkedésének üteme, ami különösen igaz az 1950-es évektől kezdődően. Ez mindenképpen rávilágít arra, hogy a szigetközi árvédelmi töltések emelése elkerülhetetlen lett volna az 1992-ben üzembe helyezett bősi vízerőmű üzemvíz-csatornája nélkül. A vízerőmű megnyitásával Szigetköz árvízvédelmi biztonsága javult. Azonban továbbra sem szabad megfeledkezni az Öreg-Duna medrének és hullámterének folyamatos karbantartásáról. Az elterelést követően 2002 augusztusában és 2006-ban vonult le jelentősebb árhullám a Dunán. A 2002. évi árvíz, mint a XXI. sz. első rendkívüli árhulláma részben hasonlított az 1954. évihez, mert ennek az árvíznek is volt egy kisebb előkészítő árhulláma. (A 2002. évi árhullámot kiváltó csapadék két részben hullott és két árhullámot indított el.) A különbség abban volt, hogy a csapadék területi eloszlása eltért az addigi rendkívüli árvizeket okozó csapadékoktól, ugyanis az árvíz kialakulásában nem az Inn, hanem a főként a Enns és a Traun játszották a vezető szerepet, amelyet a Salzach áradásai is sújtottak. A 2002. évi árvíz Pozsonynál 7 cm-rel magasabb volt, mint az 1954-ben észlelt addigi legmagasabb érték. A Duna Pozsony-Budapest szakaszán minden eddigi vízállást meghaladó árvíz vonult le (ezt láthatjuk 1.7. táblázatban is), annak ellenére, hogy a vízhozamok nem érték el a korábbi maximumot. Ami azt jelezné, hogy a meder emésztőképessége jelentősen lecsökkent. Ez nemcsak az eltereléssel érintett Duna-szakaszra igaz, hanem az üzemvíz-csatorna visszatorkollása alattira is. A Duna osztrák szakasza az augusztus eleji árhullám levonulása után augusztus 12-én kezdett újra áradni. Az áradás intenzitására jellemző, hogy a kienstocki szelvényben napközben 12 óra alatt több mint 2 métert áradt a folyó. Rendkívül heves árhullámok alakultak ki a felsőausztriai mellékfolyókon, a Traunon, az Ennsen és az Ybbsen is, de gyakorlatilag valamennyi kisebb mellékfolyón egyaránt. A maximális vízállás az Ennsen Steyrnél 2 m-rel haladta meg a valaha mért legnagyobb vízállást! Áradt az Inn is, de Schärdingnél a tetőzés nem haladta meg a korábbi LNV értékét. A Felső-Dunán a csapadéktevékenység 13-án jelentősen lecsökkent. Mivel a Bécs fölötti vízgyűjtő gyakorlatilag egyidejűleg kapta a csapadékterhelést, az alsóbb, kisebb vízgyűjtőjű folyók árhulláma hamar elérte a folyó Ybbs-Bécs közötti szakaszát, majd erre futott rá a Felső-Duna és az Inn árhulláma, ami tartós tetőzéseket okozott az osztrák szakaszon. Az árhul31



lám Kienstocknál 13-án éjszaka tetőzött 1087 cm-rel, ami a korábbi osztrák vízállás-vízhozam összefüggések alapján 11200 m3/s-nak felel meg. A tetőző vízállás 1 méterrel haladta meg az 1991. évi árhullám maximumát. A tetőzés tartósságára jellemző, hogy a tetőzést követően 11 óra alatt mindössze 7 cm-t apadt a vízállás. Augusztus 14-15-én 790 cm-rel rendkívül hosszan tetőzött a folyó a Bécs fölötti korneuburgi szelvényben. Az árhullámkép torzult alakjának pontos magyarázatát jelenleg nem ismerjük. Az árvíz Ausztriában katasztrofális elöntéseket okozott, a mellékvízfolyásokon tározókat robbantottak, ezeknek és a Bécs környéki árapasztásnak a vízállásokra gyakorolt hatását a későbbiekben az osztrák kollégákkal még elemezni kell. Dévénynél egy kisebb Morva árhullámot felvéve 948 cm-es vízállással 16-án kora hajnalban tetőzött a folyó, ami a legújabb szlovák összefüggések szerint 10 300 m3/s-nak felel meg. Ekkor a Duna osztrák szakasza már intenzíven apadt. Az árhullám csúcsa így fokozatosan ellapulva érkezett meg az ÉDUKÖVIZIG területére. Az áradás szinte az osztrák szakasz áradásával egyidejűleg megjelent a nagybajcsi szelvényben is. Az előrejelzések nyomán a dunacsúnyi tározót előürítették, így az áradó ág előbb megjelenik ÉDUKÖVIZIG területén, mint természetes levonulás esetén. A magas mederteltség miatt már 12-én este elérte a vízállás az I. fokú készültség szintjét. A bősi erőmű turbinái kb.: 4800 m3/s vízemésztésre képesek, így az intenzív áradás miatt a szlovák üzemeltetők már 13-án reggeltől bevonták az árvíz levezetésébe a régi Duna medret is. Ilyen hatalmas vízhozam mellett a tározónak gyakorlatilag már csak kisebb szerepe van az árhullámkép módosításának tekintetében, az árhullám nagyobb tömege az Öreg-Dunában folyik le. Szap alatt a vízállás folyamatos emelkedése miatt azonban a vízlépcső alvizének vízállása is emelkedik, így a csökkenő vízszintkülönbség okán az erőmű vízemésztése is fokozatosan csökken. Szlovák adatok alapján a Rajkánál érkező csúcsvízhozam 7200 m3/s volt. Ekkora vízmennyiség már teljes elöntést okozott a szigetközi hullámtéren. Dunaremeténél 16-án éjféltől tetőzött a folyó 715 cm-rel, ami csak 5 cm-rel marad el az 1991-ben észlelt eddigi maximumtól. (1.8. táblázat) Mivel a bősi erőmű a tetőzés időszakában kb. 2800 m3/s vizet emésztett, megállapítható, hogy vízmegosztásnak jelentős szerepe van abban, hogy a szigetközi Duna szakaszon nem haladta meg a vízállás a korábbi LNV értékét. Észre kell vennünk azonban azt is, hogy a nagyvízi meder vízszállítóképessége jelentősen leromlott, ugyanis 1991-ben az akkori számítások szerint 9000 m3/s csúcsvízhozam csak 5 cm-rel magasabb szinten folyt le, mint a mostani 7000-7200 m3/s. A nagybajcsi árhullámképet és tetőzést az alvízcsatornán és az Öreg-Dunán érkező vízhozamok együttesen alakították. A szigetközi hullámtér és a vízmegosztás együttes eredményeként az árhullám Bős alatt már jelentősen ellapulva érkezett, s Nagybajcsnál augusztus 17-én délelőtt tetőzött 878 cm-rel, 96 cm-rel magasabb szinten, mint 1954-ben. A csúcsvízhozam méréseink szerint 9250 m3/s volt. Nagybajcs alatt a jelentős hullámtéri elöntések, a felső szakasz intenzív apadása miatt gyorsabb lett a levonulás és egyre jelentősebb volt az ellapulás. Komáromnál a 17-én éjféltől tetőzött a folyó 802 cm-rel, a maximális vízhozam 8900 m3/s volt. Esztergomnál 18-án a délelőtti órákban 771 cm-es maximumot észleltek. Komáromnál 20 cm-rel, Esztergomnál 31 cm-rel volt magasabb a vízállás, mint az 1965-ben észlelt eddigi maximum. Fontos körülmény, hogy a Vágon gyakorlatilag nem alakult ki árhullám, így a Komárom alatti vízállásokat csak a Duna vízhozama szabta meg.

32



1.8. táblázat. A legfontosabb osztrák, szlovák és magyar állomások tetőző értékei Vízfolyás

Vízmérce

1954. VIII. 1965. VI. 1975. VII. 1991. VIII. 2002. III. 2002. VIII.

Inn

Scharding

1134

681

600

794

579

873

Duna

Passau

1220

973

784

935

-

1085

Linz

963

774

642

714

690

819

Traun

Wels

550

391

498

587

492

kb 670

Enns

Steyr

472

353

504

575

460

kb 750

Duna

Ybbs

958

773

775

823

750

950

Kienstock

-

-

-

986

910

1087

Bécs

861

754

806

835

-

-

Korneuburg

-

-

-

733

704

790

Pozsony

984

914

888

862

872

990

Dévény

-

-

-

-

829

945

Rajka

639

591

617

616

385

643

Dunaremete

692

654

688

720

580

715

Nagybajcs

784

780

726

779

763

878

Komárom

751

782

733

745

706

802

Esztergom

694

740

682

714

678

771

Győr

745

757

719

709

694

807

Rába

Az árhullám visszaduzzasztó hatása miatt a Mosoni-Duna, a Rába és a Marcal jelentős szakaszára is hatással volt. Mérések alapján a maximális vízhozam, ami a Mosoni-Dunán visszafelé áramlott, közel 300 m3/s volt. Ennek hatására minden eddig észlelt vízállásnál magasabb értékek alakultak ki a mértékadó vízmércéknél: Bácsánál 810 cm, Győrnél 807 cm, Gyirmótnál 598 cm, Mecsérnél 482 cm. Az árhullám nemcsak minden eddigi vízállásnál magasabb tetőző értékeket okozott, hanem – értelemszerűen – minden korábbi árhullámnál távolabb éreztette visszaduzzasztó hatását. A kialakuló vízszintek a Mosoni-Duna töltésezett szakasza fölött fekvő falvakat is veszélyeztették, s a visszahatás még a szigetközi mentett oldali vízpótlón is érezhető volt, így a Mosoni-Duna felől olyan települések kerültek veszélybe, mint Dunaszentpál, Kimle, Hédervár, illetve Ásványráró. Az ÉDUKÖVIZIG területén a mértékadó vízmércéken mért tetőzések Dunaremete kivételével valamennyi állomáson meghaladták az eddig észlelt maximumokat. Az 1.17. ábrán közös hossz-szelvényen ábrázoltuk a tetőző vízállásokat, a korábbi LNV-ket, illetve a MÁSZ értékét.

33



130

125

Mértékadó árvízszint mBf. LNV Tetőzés 2002. Augusztusban

mBf.

120

115

110

1850

1830

1810

1790

1770

1750

1730

1710

105 1690

Fkm.

1.17. ábra. Tetőző vízállások hossz-szelvénye a Rajka-Esztergom közötti szakaszon

Az ábra szemléletesen mutatja, hogy Nagybajcs-Gönyű térségében haladta meg leginkább a MÁSZ értékét a vízállás. Ugyanakkor ez az ábra is felhívja a figyelmet arra, hogy az ÖregDuna vízemésztőképessége jelentősen leromlott. Az 1.8. táblázatban jól látható, hogy elsősorban a Traun és az Enns folyók „mozgatták” ezt az áhullámot. Az LNV értéke a Kienstock fölötti Duna-szakaszon nem dőlt meg, s a mellékvízfolyások árhullámainak egybeesése esetén ennél nagyobb árhullám sem zárható ki a jövőben. Összehasonlításként végül közöljük a jellemző árvízi vízmércék 2002 előtti maximumait és a 2002. évi tetőzéseket. (1.9. táblázat) 1.9. táblázat. A jellemző vízmércéken a 2002 előtti és a 2002. évi maximum értékek Állomás Rajka Dunaremete Nagybajcs Gönyü Komárom Esztergom Győr Gyirmót

Eddigi LNV H (cm) 639 720 784 787 782 740 754 588

Év 1954. 1991. 1954. 1965. 1965. 1965. 1965. 1965.

Tetőzés H (cm) 630* 715 878 830 802 771 807 598

Az augusztus 17-18-i tetőzést követően intenzíven csökkenni kezdett a vízállás. A fokozatos apadást a bősi erőmű üzemelése rövid ideig megtörte, de 20-án napközben valamennyi állomáson a III. fokú készültség szintje alá süllyedt a vízállás. Az árhullám értékelésénél nemcsak hidrometeorológiai vonatkozásban érdemes összevetnünk a legnagyobb árhullámokat. A 1.18. ábrán és 1.19. ábrán együtt tüntettük fel az 1954., 1965., 1991. és a 2002. augusztusi árhullámképeket.

34



900 Nagybajcs 1954.

850

Nagybajcs 1965. Nagybajcs 1991.

800

Nagybajcs 2002.

750

H (cm)

700 650 600 550 500 450 400 0

1

2

3 4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Napok

1.18. ábra. Árhullámképek összehasonlítása a nagybajcsi szelvényben 800 Komárom 1954. Komárom 1965. 750

Komárom 1991. Komárom 2002.

H (cm)

700

650

600

550

500 5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 Napok

1.19. ábra. Árhullámképek összehasonlítása a komáromi szelvényben

Látható, hogy a legnagyobb tömegű az 1954. és az 1965. évi árhullám volt. Ezek közül az 1965. évi egyedülálló volt abban a tekintetben, hogy több árhullám futott egymásra már a nagybajcsi szelvényben is. Jellegében leginkább az 1991. évi árhullám vethető össze a mostanival. Az árhullám statisztikai értékelése Korábbi vizsgálatok bebizonyították, hogy a Nagymaros fölötti Duna-szakaszon az évi maximális vízállások statisztikai vizsgálatokra (nagyvízi eloszlás) nem alkalmasak. Nagybajcs-Gönyű térségében a mederváltozások, Komáromnál a Vág hatása, RajkaDunaremete térségében a mederváltozások, illetve a Duna elterelése is oka ennek. 35



A lefolyási viszonyok elemzésekor is utaltunk arra, hogy bizonyos Duna-szakaszokon kedvezőtlen folyamatok mutatkoznak, amelyeknek hatását az emelkedő árvízszintekben érzékeljük. Ha árvízi kockázatról, árhullámok valószínűségéről beszélünk, akkor a tényleges lefolyás statisztikai jellemzőit kell meghatároznunk. Alapelvként rögzíthetjük tehát, hogy ezen a szakaszon a jellemző vízhozamokra kell a statisztikai vizsgálatokat elvégezni. A leghosszabb adatsorral Dévény (korábban Pozsony) rendelkezik, de a 42 éves komáromi adatokat is felhasználhatjuk vizsgálatainkhoz. A rendelkezésre álló 1901-2001 közötti adatsor mellé beszereztük a szlovákok által elfogadott éves maximális vízhozamokra vonatkozó adatbázist is 1883-2001. Ez utóbbi adatsor eleje hiányos, gyakorlatilag kisebb pótlások után 1895től tekinthető folyamatosnak. Mivel a XIX. sz. végén 2 nagy árhullám is volt a folyón, ezért célszerű ezek figyelembe vétele is. Dévényi statisztikai vizsgálatok A homogenitás-vizsgálatok alapján az adatsor egyöntetűsége nem egyértelmű (P=0,655), trendet nem tartalmaz, a vizsgálataink jelen fázisában megfelelő. Matematikailag kiváló illeszkedést mutat a log-normál, a log-Pearson, a Gumbel és a Pearson eloszlás (mind a négy esetben 92% fölötti az illeszkedés) is (1.10. táblázat). A Gumbel eloszlást a Dunán nem célszerű alkalmazni, ezért a további vizsgálatokból kihagytuk. Grafikus illeszkedésvizsgálattal megállapítható, hogy bár az elméleti eloszlásfüggvény megfelelően leírja a mintát, de a felső tartományban valamennyi függvény eltér az adatainktól, legkevésbé a log-Pearson eloszlás. Ilyen hosszú adatsornál már használható az empirikus eloszlás is. 1.10. táblázat. A dévényi statisztikai-vizsgálatok eredményei

log-normál log-Pearson Pearson empirikus szlovák

adatsor hossza

illeszkedés valószínűsége

1895-2001 1895-2001 1895-2001 1895-2001 -

0,995 0,997 0,980 -

10 300 m3/s P(-) év 0,01 100 0,016 65 0,015 69 0,021 48 0,016 63

Dévény - évi maximális vízhozamok statisztikai vizsgálata A szlovák szakértők rendelkezésünkre bocsátották az általuk használt eloszlás-függvény írott formáját, ezt „szlovák” jelzéssel szerepeltettük a táblázatban. Az eredmények értékelése részletesebb hidrológiai feldolgozás eredménye lehet, de az látható, hogy 50–70 év közötti visszatérési idővel jellemezhető ez az árhullám. (A log-normál elméleti függvénye a felső tartományban alatta marad a tényleges adatok valószínűségének) Komáromi statisztikai vizsgálatok A rendelkezésünkre álló adatsor itt lényegesen rövidebb, mint Dévénynél, s a Vág hatása miatt a régebbi adatok megbízhatóságát még ellenőrizni kell. Ezért ez a vizsgálat is csak tájékoztató jellegű, kontrollként végeztük el. Az adatsor 1960-2001 között áll rendelkezésünkre. Az adatbázis homogénnek tekinthető (homogenitás valószínűsége 0,841), trendmentes (.1.11. táblázat). Az adatsor hossza alkalmas statisztikai vizsgálatokra, de az empirikus eloszlás alkalmazása itt nem javasolt. A legjobb illeszkedést itt is a log-normal, Gumbel, Pearson és log-Pearson adják. A Gumbel használata a Dunán nem javasolt. Komáromnál a log-normal eloszlás illeszkedése kétséges (P=0,656), de a teljesség kedvéért ennek eredményeit is kigyűjtöttük.

36



1.11. táblázat. A komáromi statisztikai-vizsgálatok eredményei

log-normál log-Pearson Pearson 3 szlovák

adatsor hossza

illeszkedés valószínűsége

1960-2001 1960-2001 1960-2001 -

0,656 0,877 0,893 -

8 900 m3/s P(-) év 0,008 120 0,014 71 0,013 79 0,014 71

Komárom - évi maximális vízhozamok statisztikai vizsgálata A dévényi és a komáromi évi maximumok statisztikai vizsgálata kimutatta, hogy nem beszélhetünk rendkívüli árhullámról. A tetőző vízhozamok Dévénynél nem érték el az elmúlt évszázad maximumát, s több hasonló mértékű árhullám is volt 1895. óta. Érdekességképpen Rajka vonatkozásában is végeztünk hasonló vizsgálatokat, igaz itt a teljes vízhozamnak csak egy része folyt keresztül a szelvényen. A jelenlegi 7200 m3/s (szlovák adat) tetőző vízhozam kb. 6,5 éves visszatérési idővel volt jellemezhető az elterelés előtt. Ez egyfelől azt mutatja, hogy ezen a szakaszon jelentősen árapasztó hatása van a bősi erőműnek, másfelől azonban ismételten felhívja a figyelmet a nagyvízi meder állapotára, hisz LNV közeli vízállásokat eredményezett ez a korábban nem túl ritka vízhozam. A jelenlegi árhullám is alátámasztotta korábbi tapasztalatainkat, miszerint az árhullámok kiértékelését a Duna ezen szakaszán a vízhozamok statisztikai vizsgálata alapján kell elvégezni. Az előzetes vizsgálatok alapján összességében megállapítható, hogy a 2002. évi augusztusi árhullám jelentős volt, de nem rendkívüli. 2006 márciusában ás áprilisában a Felső-Dunán, a Traun-Enns vízgyűjtő területein lehullott csapadék, valamint a meleg időjárás hatására (a 0 fok magassága 2800-3000 m-ig emelkedett és az Alpokban intenzív hóolvadás kezdődött. A Duna teljes felső szakaszán erőteljesen emelkedett a vízszint. Március 30-án a magyar Felső-Dunán az áradás mértéke két óra alatt 68 cm emelkedett. A szigetközi szakaszra III. fokú készültséget kellett elrendelni, a tetőző vízszintek azonban nem érték el a 2002-ben mért szinteket. A Szigetközben, Vének és Dunaremete között volt a legrosszabb helyet, Dunaszentpál és Mecsér térségében erősíteni kellett a gátakat. Az említett településeken 1954 óta ez az árvíz okozott károkat, de ezek a veszteségek még mindig kisebbek voltak, mint amilyeneket a többi szigetközi településnek kellett akkor elviselnie.

Dunaszetpál és térsége 2006 márciusában

Mecsér és térsége 2006 március 37



Az árhullám levonulása A dunai árhullám sajátossága volt, hogy a folyó osztrák szakaszán 4 egymástól jól elkülöníthető árhullám alakult ki, amelyek fokozatosan „egymásra futottak”, s Dévénynél 2 tetőző csúccsal, míg a Szigetközben, illetve az alatt egy egységes árhullámként jelentek meg. Március 25-26-án a vízgyűjtőterületre hullott csapadék (7-15 mm) valamint a jelentős hóolvadás hatására 26-án a Duna osztrák és bajor szakaszán is a mellékfolyókkal együtt intenzív áradás indult el. Árhullám indult el a Morván, a Vágon és a Garamon is. Az áradás intenzitására jellemző, hogy Kienstock 24 óra alatt 230 cm-t áradt, majd 27-én délelőtt bekövetkezett az első árhullám tetőzése. Egyúttal 26-án délután az EDUKÖVIZIG területén is megindult az áradás. Nagybajcsnál 27-én délelőtt a vízszint elérte az I. fokú készültség szintjét (470 cm). Kienstocknál 27-én este, közel fél méteres apadás után a hóolvadásnak köszönhetően újabb emelkedés indult el, s 28-án délelőtt ebben a szelvényben tetőzött a második árhullám. Bécs alatt közben folyamatos volt az áradás, 28-án délben Komáromnál a vízállás elérte az I. fokú készültség szintjét, majd délután Nagybajcsnál már a II. fok szintjét, Esztergomnál pedig éjszaka az I. fok szintjét. Március 28-án a teljes vízgyűjtőt elérte az újabb csapadékzóna (15-25 mm), így Kienstocknál éjszaka ismét intenzív emelkedés indult el. Március 30-án hajnalban 798 cm-el (6980 m3/s) tetőzött a harmadik árhullám. Ekkorra már a Morván is magas volt a vízhozam, Morvaszentjánosnál 29-én már 1300 m3/s érkezett. A Vágon ekkor még csak kisebb árhullám alakult ki, Vágsellyénél 600 m3/s vízhozam volt. Szintén árhullám vonult le a Garam folyón, melynek maximuma ekkor 450 m3/s körül volt. A felsőbb szakaszon jelentkező árhullámok Dévénynél már egymásra futottak, és a Morva jelentős áradása miatt igen magas vízszint alakult ki. Az osztrák szakaszon 30-án jelentős apadás következett be (Kienstocknál 120 cm-t csökkent a vízszint). Dévénynél március 31-én hajnalban megtörtént az első tetőzés 790 cm-rel, 8000 m3/s körüli értékkel. Eközben EDUKÖVIZIG területén március 31-én az összes dunai állomáson meghaladta a vízszint a III. fokú árvízvédelmi készültség szintjét. Március 30-án a Duna felső szakaszát (már csak a bajor szakasz, valamint az Inn, Traun és az Enns vízgyűjtőjén volt érdemi csapadék) ismét egy csapadékzóna érte el, amely ugyan nem okozott jelentősebb csapadékot (6-10 mm), de a hóolvadással együtt újabb kisebb árhullám alakult ki. A negyedik árhullám Kienstocknál 80 cm-es emelkedést jelentett. Az újabb áradásig a dévényi vízszint - a Morva közben még tovább növekvő vízhozama miatt (1600 m3/s)csak 20 cm-t apadt, majd ismét emelkedni kezdett. Így az előző tetőzést 48 órával később (április 2. hajnal) egy újabb, szinte ugyanakkorra tetőzés követte ebben a szelvényben. A Morva vízhozama maximumát április 3-án érte el, közel 1600 m3/s körüli értékkel. Nagybajcsnál az előzőleg említett, az osztrák szakaszon már 4 db árhullám egymást utolérve teljesen együtt jelentkezett, a vízszint folyamatosan áradt. Az elmúlt több mint 50 év árhullámait összevetve, - az 1965. évit nem számítva - a leghosszabb áradó ág alakult ki, amely több mint 7 napig tartott! A tetőzés április 3-án reggel 758 cm-en következett be. Ez az érték a 2002. márciusi maximumnál 1 cm-el volt nagyobb, de a 2002. augusztusitól 114 cm-el maradt el. A tetőzés után igen lassú apadás indult el, a III. fok szintjét (610 cm) csak április 8án reggel érte el. A II. fok szintjét 9-én, az I. fok szintjét pedig 10-én napközben lépte át. Komáromnál a Vág árhullámai jelentősen befolyásolták a tetőzés mértékét. A Vág torkolatában napokon át 1000 m3/s fölötti vízhozam érkezett a Dunába, amelynek visszaduzzasztó hatása jelentkezett a Komárom feletti szakaszon is. A tetőzés április 3-án délután 781 cm-en következett be. Ez az érték a 2002. márciusi maximumnál 75 cm-el volt nagyobb, de a 2002. augusztusitól már csak 20 cm-el maradt el. A tetőzés után a Vág továbbra is magas vízhozama miatt a felsőbb szakasznál is lassabb apadás indult el, a III. fok szintjét (680 cm) április 8-án reggel érte el. A II. fok szintjét 9-én, az I. fok szintjét pedig 10-én napközben lépte át. Esztergomnál a Vág és a Garam hatása is érezhető volt, ezért az árhullám maximuma megközelítette az LNV értékét. A tetőzés április 4-én hajnalban 767 cm-en következett be. Ez az érték a 2002. márciusi maximumnál 88 cm-el volt nagyobb, de a 2002. augusztusitól már csak 38



4 cm-el (!!) maradt el. A szintén lassú apadás indult el, a III. fok szintjét (650 cm) április 8-án este érte el. A II. fok szintjét 9-én, az I. fok szintjét pedig 11-én hajnalban lépte át. A Rábán árhullám nem vonult le, a vízhozama a dunai árhullám alatt 50 m3/s körül alakult. A folyó alsó szakaszán Árpásig, valamint a Mosoni-Dunán Mecsérig a Duna visszaduzzasztó hatása érvényesült. Győrben és Bácsán már az árhullám kezdetekor (március 27.) intenzív vízszintemelkedések indultak el. Bácsánál az I. fokú készültség szintjét már március 28-án napközben elérte a vízszint. A II. fok szintjét 30-án reggel, a III. fok szintjét 31-én reggel érte el. Győrben az I. fok szintjét március 29-én délelőtt érte, a II. fok szintjét március 31-én reggel, a III. fok szintjét április 1-én hajnalban. A tetőzés április 3-án délben volt 712 cm-es vízszinttel. 1.12. táblázat. A mértékadó vízmércék tetőző vízállásai

Duna

- Dunaremete - Nagybajcs - Gönyű - Komárom - Esztergom Mosoni-Duna - Bácsa Rába - Győr Marcal - Gyirmót

IV.2. 16:00 IV.3. 6:00 IV.3. 12:00 IV.3. 14:00-21:00 IV.4. 2:00-4:00 IV.3. 8:00-15:00 IV.3. 11:00-15:00 IV.3. 10:00-18:00

578 cm 758 cm 731 cm 781 cm 767 cm 712 cm 712 cm 508 cm

A következő ábrákon a nagybajcsi, komáromi, esztergomi, a győri, gyirmóti és a bácsai és mecséri vízállásidősorokat ábrázoltuk (1.20-1.22. ábra). 900

Nagybajcs Komárom

800

Esztergom 700

600

500

400

300

200

1.20. ábra. Árhullám a Dunán, 2006. március-április

39

14

13 20

06 .0 4.

12 20

06 .0 4.

11 20

06 .0 4.

10 20

06 .0 4.

09 20

06 .0 4.

08 20

06 .0 4.

07 20

06 .0 4.

06 20

06 .0 4.

05 20

06 .0 4.

04 20

06 .0 4.

03 20

06 .0 4.

02 20

06 .0 4.

01 20

06 .0 4.

31 20

06 .0 4.

30 20

06 .0 3.

29 20

06 .0 3.

28 20

06 .0 3.

27 20

06 .0 3.

26

06 .0 3.

20

06 .0 3.

20

20

06 .0 3.

25

100



750 700

Bácsa 650

Mecsér

600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

20 06 .0 3. 25 20 06 .0 3. 26 20 06 .0 3. 27 20 06 .0 3. 28 20 06 .0 3. 29 20 06 .0 3. 30 20 06 .0 3. 31 20 06 .0 4. 01 20 06 .0 4. 02 20 06 .0 4. 03 20 06 .0 4. 04 20 06 .0 4. 05 20 06 .0 4. 06 20 06 .0 4. 07 20 06 .0 4. 08 20 06 .0 4. 09 20 06 .0 4. 10 20 06 .0 4. 11 20 06 .0 4. 12 20 06 .0 4. 13

0

1.21. ábra. Vízállások a Mosoni-Duna állomásain a 2006. évi tavaszi árhullám ideje alatt

750 700

Gyirmót

650

Győr

600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

20 0

6. 03 .2 5 20 06 .0 3. 26 20 06 .0 3. 27 20 06 .0 3. 28 20 06 .0 3. 29 20 06 .0 3. 30 20 06 .0 3. 31 20 06 .0 4. 01 20 06 .0 4. 02 20 06 .0 4. 03 20 06 .0 4. 04 20 06 .0 4. 05 20 06 .0 4. 06 20 06 .0 4. 07 20 06 .0 4. 08 20 06 .0 4. 09 20 06 .0 4. 10 20 06 .0 4. 11 20 06 .0 4. 12 20 06 .0 4. 13

0

1.22. ábra. Vízállások a Rába és a Marcall állomásain a 2006. évi tavaszi árhullám ideje alatt

A szlovák fél az Öreg Duna mederbe a bősi felvízcsatorna által már le nem vezethető többlet vízmennyiséget március 27-én éjszakától kezdte fokozatosan növelni. Március 29-én reggel a Rajkánál átadott vízhozam elérte a 3900 m3/s-ot, amit kisebb ingadozások mellett (maximum április 1-én 4050 m3/s volt) április 2. délutánjáig tartott. A dévényi tetőzések időpontjában naponta 250 m3/s-os ingadozás mellett történt a vízátadás. Az üzemrend szerinti vízátadás (600 m3/s) április 7-én, az éjszakai órákban állt vissza (1.23. ábra). 40

Környezetvédelmi és Vízgazdálkodási Kutató Kht. HIDROLÓGIAI ELEMZÉS. Végleges tanulmány. Megrendelő: Mosonmagyaróvár Környezetvédelméért Közalapítvány

Recommend Documents