Elektroprojekt d.d. Zágráb
NOVO VIRJE VÍZERŐMŰRENDSZER HATÁRKÖZI KÖRNYEZETI HATÁSVIZSGÁLAT Espoo Egyezmény KIEGÉSZÍTŐ ANYAG –3
TARTALOMJEGYZÉK: A.. ÁLTALÁNOS SZEMPONTOK 1. BEVEZETÉS 2. A BOTOVO-I HIDAKTÓL ČAMBINÁIG ÉS ORSZÁGHATÁRIG TERJEDŐ DRÁVA SZAKASZ 3. A VIZSGÁLT HATÁRKÖZI TERÜLET 4. ELŐZMÉNYEK 5. HATÁSOK ÉS VÉDELMI INTÉZKEDÉSEK B. PROJEKT HATÁSA A DRÁVA-VÖLGY FELSZÍN ALATTI VIZEIRE 1. TÁGABB TERÜLET LEÍRÁSA ÉS JELLEMZÉSE 1.1. Általános szempontok 1.2. A terület jellemzése 1.3. Domborzat 1.4. Földtani és vízföldtani viszonyok 1.4.1. Általános szempontok 1.4.2. Földtani adottságok. 1.4.3. Hidrogeológiai viszonyok 2. FELSZÍN ALATTI VIZEK 2.1. Bevezetés 2.2. A felszín alatti víz meglévő megfigyelő rendszere 2.2.1. A monitoring hálózat fejlesztésének történelmi áttekintése 2.2.2. A monitoring pontok területi eloszlása 2.2.3. Felszín alatti vízszint mérések 2.3. Felszín alatti vizek járása 2.4. Következtetések 3. TALAJVÍZMODELL ALAPJAI 3.1. Talajvízmodell kifejlesztése 3.2. Az alluviális takaró talajvízmodell koncepciója 3.3. Felszíni víz elvezetési és felszín alatti víz megcsapolási koncepciója 3.4. Védelmi intézkedések 3.5. A modell alapjai 3.6. Kiegészítő dokumentáció 3.6.1. Morfológia 3.6.2. Földtan és vízföldtan 3.6.3. Hidrológiai és meteorológiai inputadatok 4. TALAJVÍZMODELL 4.1. Adatinterpoláció 4.2. A természetes állapot peremfeltételei 4.3. Modell kalibráció
4.4. Az építés utáni állapot peremfeltételei 4.5. Modell tesztelése 4.6. A modelltesztelés eredményei C. JELENLEGI BIOÖKOLÓGIAI ÁLLAPOT 1. VÍZMINŐSÉG 1.1. A Ždalica patak vízminősége 1.2. A Dombó-csatorna vízminősége 1.3. Felszín alatti víz minősége 2. NÖVÉNYI TÁRSULÁSOK D. A TERVEZETT LÉTESÍTMÉNY HATÁROKON ÁTTERJEDŐ HATÁSAI 1. A FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEKRE GYAKOROLT HATÁSOK 2. A BIOÖKOLÓGIAI ÁLLAPOTRA KIFEJTETT HATÁSOK
A. ÁLTALÁNOS SZEMPONTOK
1. BEVEZETÉS A Kiegészítő dokumentáció a „ tervezett tartalmi javaslatok” (Magyar fél STE-1084/2001 sz, levele) figyelembe vételével készült és magában foglalja a többcélú Novo Virje Rendszer határközi környezeti hatásvizsgálatának a leírását. Jelen dokumentációt a Dráva - Mura torkolata és Ferdinandovac közötti szakaszára rendelkezésre álló műszaki dokumentumok alapján dolgozták ki. Az anyag három részből áll: Határközi környezeti hatásvizsgálat - a Dráva medre alvízi szakasza a duzzasztógát alatt. A tervdokumentáció jele: • horvát nyelven: Y1-NVD.00.42-G01.0 , • angol nyelven: Y1-NVD.00.42-G01.1. Határközi környezeti hatásvizsgálat – a Dráva medre felvízi szakasza a tározó fölött (Botovoi hidak). A tervdokumentáció jele: • horvát nyelvű Y1-NVD.00.42-G02.0, • angol nyelvű - Y1-NVD.00.42-G02.1. Határközi környezeti hatásvizsgálat, a Magyar Köztársaság határközi területe. A tervdokumentáció vonatkozó kötetének jele: • horvát nyelvű Y1-NVD.00.42-G03.0, • angol nyelvű Y1-NVD.00.42-G02.1. A Novo Virje többcélú rendszerrel kapcsolatos általános kérdéseket az Y1-ND.00.42-G01.1 jelű dokumentáció „Általános szempontok” című „A” fejezete tárgyalja a következő tartalommal: 1. Bevezetés 2. A létesítmény kivitelezése és jogi eljárások a Horvát Köztársaságban 3. Környezeti hatástanulmány- Általános szempontok 4. Novo Virje Vízerőmű rendszer 4.1. A létesítmény rendeltetése 4.2. A telep 4.3. Az erőmű működése 4.4. Az államhatár közelsége 4.5. Kiegészítő dokumentáció, inputadatok és módszerek 4.6. Elvetett ( „kiselejtezett”) alternatívák 5. Kiegészítő dokumentáció. A Dráva fejlesztésének általános áttekintését a Novo Virje Vízerőműrendszer Határközi Környezeti hatásvizsgálat, Espoo Egyezmény, KIEGÉSZÍTŐ DOKUMENTÁCIÓ Y1NVD.00.42-G01.o és G01.1 köteteiben a C.2 fejezet foglalja össze a következő tartalommal: 2.1. A Dráva vízerőművei 2.2. Folyószabályozási létesítmények a Dráva horvátországi szakaszán 2.3. A Dráva mederhordalékának kotrására vonatkozó adatok és egyéb információ, az Y1NVD.00.42-G02.0 és G02.1. kötetekben szereplő részletesebb magyarázattal.
2. A BOTOVO-I HIDAKTÓL ČAMBINÁIG ÉS ORSZÁGHATÁRIG TERJEDŐ DRÁVA SZAKASZ.
A Kiegészítő Dokumentáció harmadik része a Magyar Köztársaság - országhatártól északra fekvő és a Botovo hidaktól Čambináig terjedő – területrészének határközi környezeti hatásvizsgálatát tartalmazza. A Mura torkolata alatt az országhatár a Botovo-i hidakig főképp a Dráva medervonala mentén halad, majd a folyótól eltávolodva, a Horvát Köztársasághoz tartozó bal parti részen a 9560 ha kiterjedésű Prekodravje nevű földterületet zárja. A vízáramlás irányában 25 km-el lejjebb a Čambina tónál a határ újra a Dráva folyóhoz kanyarodik. Prekodravje területén az államhatár nyugati része mezőgazdasági földeken halad át. A Gotalovo községtől Čambináig a határ főleg a Zdalica vízfolyás mentén húzódik. Ždalica patak Ždala községnél a Dombó-csatornába torkollik be. Az utóbbi a Zákány fennsíkról érkező vizek egy részét gyűjti össze, és a Dráva medrével párhuzamosan folyik, tőle 6-10 km távolságban. Ez a csatorna a Magyar Köztársaság vizsgált területrészének fő vízelvezető csatornája. A csatorna hossza a Ždalicai torkolatánál közel 18.5 km. A Nove Virje Többcélú Rendszer tározóját a Dráva medrében tervezik megépíteni a meglévő árvízvédelmi töltésekkel határolt területén, a Botovo-i hidak és a Čambina közötti szakaszon. Az államhatár és a tervezett létesítmény közötti legkisebb távolság 1.5 –2.0 km a felvízi szakaszon (Gotalovo falú mellett), ahol feltehetően a legenyhébb hatásokra lehet számítani, míg a legnagyobb távolság eléri a 6 km-t a rendszer alvízi szakaszán, a Ždala község mellett.
3. VIZSGÁLT HATÁRKÖZI TERÜLET A környezeti hatásvizsgálatba vont területet délen az országhatár, nyugaton a Zákányi fennsík, északon és keleten pedig a Csurgó – Berzence – Somogyudvarhely és Bélavár települések irányában emelkedő felszín fogja körbe. Ez a határrész a Horvátország területén fekvő Prekodrajétől északra és kisebb részt keletre eső alluviális felépítésű Dráva-völgyet érinti (B.1.ábra). A tervezett Novo Virje projekttel érintett terület jelentősebb részének műhold felvételét az A.1. ábra szemlélteti ( 1993. szeptember 24-i Landsat felvétel). B.1. ábra. A terület átnézeti térképe (ld. eredeti szöveg 10. old.) N= Észak A.1. ábra. Vizsgált határközi terület (ld. eredeti szöveg 8. old.) N= Észak Az itt található települések magaslatokon épültek, kivéve a vizsgált területtől északra található Gyékényest, amely mélyebb területen fekszik. A vizsgált területen kavicsbányászat folyik. Ennek következtében itt - a kisebb bányatavakat magában foglaló - nagyobb vízfelület alakult ki, amelynek kiterjedését 200 ha-re becsülik. A bányatavak mellett a hétvégi házakból álló üdülőtelep épült fel. A kavicsbányák működnek: a kavics kitermelése és osztályozása folyamatban van. A kavicskitermelés következtében a Somogyudvarhely és Bélavár mellett számos kisebb bányató keletkezett, azonban e tavak célirányos fejlesztésére nem került sor. Az érintett területet hosszirányban a Zákány-Bélavár vasútvonal, keresztirányban a Gola-Berzence és Csurgó-Gyékényes-Zákány aszfaltozott közlekedési utak szelik át. A vizsgált területet lecsapolták. A vízelvezető rendszer fő befogadója a terület közepén nyugaton a Zákányi fennsíktól, keleten Ždalicáig és Čambináig, illetve Dráváig - húzódó
Dombó-csatorna. A mezőgazdaságilag művelt terület nagyrészt belterjes növénytermesztés (kukorica és gabona monokultúrák) alatt áll, részben pedig azt a nagyüzemű állattartótelepek fejős marhaállománya részére fenntartott legelőnek használják. A vizsgált területről északra és keletre található magasabb fekvésű területrészeken is intenzív mezőgazdasági termelés folyik, amelynek részei az öntözött búzamezők és a belterjes művelésű külterjes faiskolák. A Dráva-Duna Nemzeti Park a vizsgált terület közepén található. A Parkot nyugatról Lankoci erdő, Berzencétől délre mezőgazdasági területek, Bélavártól nyugatra pedig a kisebb mezőgazdasági parcellákkal és felhagyott kavicsbányákkal tarkított Dráva árterülete határolja. A Dombó-csatornát, amely a terület fő vízelvezető csatornája, a Nemzeti Park középső legmélyebb fekvésű – részén vezették át. A Dombó-csatorna és a vasútvonal a Nemzeti Park tengelyvonalában haladnak. A rendelkezésre álló, idevonatkozó magyar adatbázisok jegyzéke alapján (a magyar fél STE 118/2001 jelű levele) a Lankoci erdő nagy értéket képvisel, ezért ez a terület részletesebb tárgyalást igényel.
4. ELŐZMÉNYEK A tervezett Novo Virje többcélú Rendszer hatásvizsgálatában kiinduló pontként a projekt által közvetlenül befolyásolható jelenlegi állapot és a környezeti elemeket szabályozó természetes törvények megismerését jelöltük ki. Ezek a szempontok közvetlenül érintik a felszín alatti vizeket is, ideértve a vízszinteket, vízminőséget és a víztároló rétegek hidrogeológiai jellemzőit. A felszín alatti vizek modellezésére alkalmazott korszerű matematikai modellek megkövetelik a természetes viszonyokra vonatkozó adatok rendelkezésre állását, amelyek inputadatként vesznek részt a modell súlyozásában és a tervezett létesítmény okozta változások meghatározásában. Mivel a matematikai modellek TIR rendszerben működnek, szükség van a topográfiai adatokra is. A fentieknek megfelelően a tervezett projekt által talajvízszintekre gyakorolt hatás modellezési eredményeinek megbízhatósága az aktuális természetes állapotra vonatkozó adatok megbízhatóságától függ. Az érintett terület ökoszisztémájában jelentkező minden egyéb hatás a tervezett projekt által talajvízszintre és a talajvízminőségre kifejtett közvetlen hatás „mellékterméke”. A horvát fél számára azonban nem voltak hozzáférhetők sem a magyar területre eső vízszintmegfigyelési adatok, sem az alluviális képződmények hidrogeológiai jellemzőire vonatkozó adatok. A horvát fél részére megküldött inputadatokat tartalmazó dokumentációk listája (adatbázisok jegyzéke), alapján azt a következtetést vontuk le, hogy ezek az adatok jelenleg nem állnak rendelkezésre. Annak érdekében, hogy a magyarországi területre is kiterjesszük a felszín alatti vízszintváltozásokból eredő lehetséges hatások felmérését, a hiányzó magyarországi adatokat extrapolált horvát adatokat helyettesítettük. A jelen dokumentáció „B” fejezete részletesen ismerteti a talajvízszint jelenlegi helyzetét és a vízminőség mérési eredményeit, továbbá a Prekodravje várható állapotának matematikai modellezéséhez felhasznált adatokat, beleértve a háttéri információkat, inputadatokat, valamint modellezési eredményeket, amelyeket bevontunk az államhatárt keresztező területekre kiterjedő extrapolációba. Az utóbbit nem szabad elfelejteni, amikor azoknak a felmért hatásoknak az értékelését végzik, amelyeket a tervezett projekt a határokon átnyúló felszínalatti vizek vízszinthelyzetére gyakorolhat.
5. HATÁSOK ÉS VÉDELMI INTÉZKEDÉSEK A Novo Virje Többcélú Rendszer hatásvizsgálata során figyelembe kell venni a tervezési koncepcióban előirányzott környezetvédelmi intézkedéseket. Ezen intézkedések alkalmazásával a hatások megelőzhetők vagy csökkenthetők a környezetvédelmi szempontból elfogadható szintre. Szükség szerint a környezetvédelmi intézkedéseket tovább kell szigorítani, míg nem érik el a kívánt eredményt (elfogadható környezetvédelmi szintet). Tekintettel arra, hogy a környezetvédelmi intézkedéseket a hatás mértéke befolyásolja, a koncepció a következőket irányozta elő: 1. 2. 3. 4.
Övárok-rendszer a tározó töltése mentén Gyenge áteresztő képességű 10 m mély szádfal a 10 km hosszú töltés alatt Vízszintes agyaggallér a töltés lábánál a vízoldalon Vízelvezető rendszer a mezőgazdasági területeken.
A határközi hatásvizsgálatnak figyelembe vette ezeket az intézkedéseket.
B. PROJEKT HATÁSA A DRÁVA-VÖLGY FELSZÍN ALATTI VIZEIRE 1. TÁGABB TERÜLET LEÍRÁSA ÉS JELLEMZÉSE 1.1. Általános szempontok A tervezett Novo Virje Többcélú Rendszer területén található talajvizek állapotát különbözo folyamatok befolyásolják, amelyek globális és lokális jellegu természetes és antropogén hatásoknak a következménye. A talajvizeket érinto lokális jellegu antropogén hatásokat a vízgyujto egészére és a Dráva felso szakaszára kiterjedo fejlesztések váltják ki. Hatásterületén belül a talajvizeket és az azokat éro hatásokat foképp a Dráva szabályozza. A területen végzett elemzések alapján a talajvízállasokra a csökkeno trend a jellemzo. A védogátak építése csökkenti a Dráva medrébol való kilépésének valószínuségét, ami kihatással van a felszín alatti víztartó réteg utánpótlódására. A Dráva medrének átvágása és a folyóterhelés növelése fokozza a medereróziót. A felszín alatti víz ivóvízellátási célokra való kitermelése ugyancsak hozzájárul a vízszintek csökkenéséhez.
1.2. A terület jellemzése A jelenlegi talajvízszintek vizsgálatába vont területet az Mt. Bilogora felé húzódó alluviális képzodmények peremsávja határolja, amely egyben az egész terület déli határát képezi. A terület északi határa a Vízvár- Bélavár- Berzenice - Zálány irányában a dombokon át a Magyar Köztársaság felé, a nyugati határ pedig a Kopnice-Botovo vonal mentén halad, míg keleten a határ a Klostar Podravski-Vízvár (Magyarország) vonalat követi. Ez a terület, nagyságát tekintve, meghaladja a projekttel érintett talajvíz hatásterületét. A jelenlegi talajvízjárásban bekövetkezo változások részben pozitív, részben negatív kihatásokkal lehetnek a mezogazdaságra, épített környezetre, ivóvíz minoségére, ökoszisztémára, stb. A mezogazdasági terméshozamok szorosan összefüggnek a vegetációs ciklus egyes idoszakaiban észlelheto talajvíz mélységi helyzetével. A vízszint szélsoséges változásai veszélyeztethetik a talajvíz minoségét is, az intenzív külterjes földmuvelésben alkalmazott mutrágya, növényvédoszerek és rovarírtószerek oldatainak gyorsabb beszivárgása miatt. Az erdok különösen érzékenyek a talajvízjárás változásaira. A fentiekben lehatárolt terület egyébökológiai szempontból értékes- természeti javakat is érint. Nagyon érzékenyen érinti a vízszinthelyzet a településeket is, a belterületükön bekövetkezo vízszintváltozások negatívan befolyásolhatják a helyi vízellátást és felszín alatti víz elszennyezodését is okozhatják, pl. a szennyvíziszap- és szennyvízelhelyezésekbol eredoen. Ezért a vizsgált terület határait az alluviális völgy peremére helyeztük át, bár a tervezett projektbol eredo hatások várhatóan ennél kisebb területre korlátozódnak. Ezzel azonban azt a területet határoltuk le, amelyre ki kell terjeszteni a komplex védelmi intézkedéseket. 1.3. Domborzat A lehatárolt terület a Dráva folyó hosszanti irányában megnyúlt alluviális völgy középso részén helyezkedik el. Északon a területet a Magyarországhoz tartozó dombvidék, nyugaton az Mt. Bilogora hegyalja határolja, az északnyugati és délkeleti irányban pedig a völgy tovább terjed. (B.1. ábra). A völgy ÉNy- DK –i irányban, valamint délrol Dráva felé enyhén lejt, ÉK-i irányban pedig - a folyótól kiindulva - a felszín kissé emelkedik.
2
A folyó balparti völgyoldalán Gotalovo mellett a terepmagasság megközelíti a 124 m t.sz.f. szintet, a Ždala közelében a felszín közel 116 m t.sz.f magasságú. Meg kell jegyezni, hogy a völgy különbözo változásokon ment keresztül. A régi topográfiai térképek szerint a terület központi része el volt árasztva, és azt mocsaras terület foglalta el. Ma - miután kiépítették az árvízvédelmi töltéseket és végrehajtották a Dráva árvízszabályozását - ezen a területen földmuvelés folyik. A területen keletkezo többletvíz elvezetése hatékonyan megoldott, ezért nem szabad elhanyagolni az ebbol eredo talajvízállásokat érinto hatásokat sem, mert a vizek gyors elvezetése a felszín alatti víztároló réteg csapadékvíz-beszivárgási viszonyaiban változásokat idéz elo. Ez lehet a területen észlelt enyhe vízszínt-csökkeno trend egyik komponense, ami összefüggésbe hozható a topográfiai jellemzokkel, fejlesztésekkel, meliorációval és a hidrogeológiai viszonyokkal is.
1.4. Földtani és vízföldtani viszonyok 1.4.1. Általános szempontok A talajjárásban bekövetkezo minden változás konkrét földtani viszonyok között megy végbe, ezért a vízszintelemzések csak a földtani adottságokat jellemzo adatok ismeretében végezhetok. A felszín alatti víztartó réteg jelentos kiterjedése és mélysége következtében, valamint a megfelelo mélységu kutatófurások kisszáma miatt az egyes hidrogeológiai adatok a földtani információk, nevezetesen a regionális rétegfejlodési viszonyok alapján kerültek meghatározásra. A helyi hidrogeológiai mutatókra vonatkozó adatokat a tervezett vízeromulétesítményhez végzett kutatásokból nyerték. Az egész lehatárolt terület földtani - vízföldtani viszonyainak elemzése alapján azt tételezzük fel, hogy a Novo Virje többcélú vízeromurendszer létesítményei által talajvízszint kialakulására kifejtett hatások csak a negyedkori rétegösszlet felso szintjeit fogják érinteni. A terület déli peremén a negyedkori rétegösszlet a harmadkori üledékekre települ, amelyek táplálják a víztároló alluviális képzodményeket, s így befolyásolják a vízszintek alakulását a negyedkori víztárolóban is. A vizsgált terület magában foglalja a negyedkori üledékes medencét a DNy-i medencehatárig, ÉK- i irányban pedig tovább terjed a Magyar Köztársaság felé. A negyedkori összlet mélységi határa a harmadkori rétegösszlet csatlakozási síkjában nyomozható. A vastag üledéktakaróval jellemzett központi területrészen a negyedkori összlet alsó határának és a feküjében települt pliocén korú üledékekkel való kapcsolatának meghatározása nehézségekbe ütközött.
1.4.2. Földtani adottságok A negyedkori üledékösszletet a kavics, homok, iszap és agyag képzodmények alkotják, amelyek tágabb kiterjedésben részt vesznek a völgy és a csatlakozó dombok alakjában megmaradt teraszok felépítésében. Rétegtani szempontból a negyedkori összletet elsosorban a felso pleisztocén és az erre települt holocén kori képzodmények építik fel. A kifejlodés és a kozettani összetétel tekintetében a negyedkort a következo szintek képviselik: -
lösztakaróval fedett ópleisztocén kori üledékes képzodmények idosebb és fiatalabb korú Dráva-üledékek
3
-
folyóvízi holocén üledékek
A negyedkori üledékek jelenléte a vizsgált térség egészére jellemzo, kivéve a Száva-Dráva vízválasztó vonalához tartozó peremterületeket. Idosebb és fiatalabb korú Dráva-üledékek A Varaždin és Ðurdevac között húzódó agyagréteget kavicsos-homokos és homokrétegek fedik. Lejjebb a vízfolyás irányában, a Ðurdevac és Podravska Slatina közötti szakaszon, az agyag fölött homokréteg települ, amelyet helyenként iszapos-agyagos képzodmények váltanak fel. Ezek közül a iszaptartalmú képzodmények a dominánsak. Ezek a kozetek a Dráva idosebb és fiatalabb korú üledékeit képviselik. ÉNy- DK-i irányban az üledékek kifejlodése változó, ami összefügg a vízfolyás hordalékszállító kapacitásával. A vizsgált területen ezek az üledékek a legnagyobb kiterjedésben a felszínen találhatók, keletkezésük a Dráva és Mura által kifejtett intenzív hordalék-lerakodásra vezetheto vissza. A negyedkori üledékek képzodésében fo szerepet a jégkorszak periodicitása és a tektonikus tevékenység játszott. Az interglaciális idoszakaszokra a környezo domborzati formák intenzív eróziója és a mélyfekvésu területek elöntése volt a jellemzo. Az erózió termékanyaga nagykiterjedésu területeken ülepedett le, különösképpen a negatív domborzati formákban. Az utóbbiak süllyedése lehetové tette a nagyvastagságú kavicsos és homokos üledékösszletek kifejlodését. Az eljegesedési szakasz bekövetkezéséig az erózió már jelentosen meggyengült. Emiatt ezt a szakaszt finomabb frakciók (pl. homok, iszap, agyag) lerakodása jellemzi. A fúrási adatok alapján a negyedkori üledékek összetételében uralkodóan a finom és közép szemcseméretu homok fordul elo. A homokos rétegek iszapos és agyagos közbetelepüléseket, valamint iszapos homokot tartalmaznak. A kutatófúrások többsége különbözo vastagságú kavicsos, homokos-kavicsos rétegeket is feltárt. Egyes fúrásokban az ilyen képzodmények vastagsága eléri a 10-20 m-t. A felso pleisztocén kori képzodmények két kifejlodésben fordulnak elo: a szárazföldi és mocsári löszök, amelyek az eolitos eredetu finom részecskék tavakban és mocsarakban (mocsári losz) vagy szárazföldön (tipikus karbonátos lösz) történo leülepedésével képzodtek. Holocén képzodmények A tervezett Nove Virje többcélú Rendszer területén a talajtakarót foképp a homok és a finomszemu kavics alkotják, de a Dráva és mellékfolyói medrében elofordulnak az agyagos és iszapos képzodmények is.
1.4.3. Hidrogeológiai viszonyok Az alábbiakban ismertetett víztartó rétegösszlet geometriai és hidrogeológiai paraméterei különösen fontos szerepet játszanak a felszín alatti vizek jelenlegi állapotának értékelésében: 1. víztartó összlet vastagsága és területi kiterjedése, 2. víztartó összlet vízátereszto képességét jellemzo szivárgási és anizotrópiai tényezok és 3. a víztároló réteg utánpótlódása a vízgyujto hegyes térségei felöl
4
A talajvízszintek alakulása szorosan összefügg a Dráva vízjárásával és a meteorológiai tényezokkel. A víztartó összlet vastagsága és területi kiterjedése A tervezett Novo Virje objektum területén az üledékes medence szélessége megközelíti a 12 km-t. A rendelkezésre álló fúrási adatok és geofizikai (elektromos ellenállási) mérések alapján a negyedkori víztartó összlet vastagsága a Dráva vízfolyásával egy irányban (felso szakasza felöl alsó szakasza felé), valamint a medence peremétol középpontja felé haladva, általában no. Az ÉNy- DK-i irányban vastagodó negyedkori víztároló rétegösszlet maximális vastagsága Koprivnica és Torcec közötti szakaszon eléri a 80 m-t, Ferdinandovacnál a 140 mt, Sokolac Podravski (Virovitica) mellett pedig megközelíti a 117 m-t. A felszínt gyenge áteresztoképességu üledékek, mocsári lösz, eolitos homok és alárendelt elterjedésben a folyóvízi (patakok hordta) agyagos- iszapos képzodmények borítják. A medence peremén túlsúlyban lévo alacsony és magas plaszticitású agyagokat a Dráva irányában homokos- iszapos és homokos képzodmények váltják fel. Minimális vastagságuk a Drávánál mutatható ki (1-2 m), sot sokhelyütt ezek kiékelodnek. Az üledékes medence peremrészein e képzodmények gyakran közbetelepülések formájában vannak jelen a homokos-kavicsos rétegekben. A negyedkori rétegösszlet vastagsága a magyarországi Ortilos, Zákány és Barcs irányában 50-70 m-re becsülheto. A továbbiakban e becsült értékeket használjuk, mivel a magyar hatóságok nem tudták biztosítani a szóban forgó projekt céljainak megfelelo adatokat.
A víztartó összlet vízátereszto képességét jellemzo szivárgási és anizotrópiai tényezok A rendelkezésre álló vonatkozó adatok (szivárgási tényezo) minosége és hasznosíthatósága a terepen végzett vizsgálatok meglététol és minoségétol, valamint a szivattyúzási adatok feldolgozási módszerétol és a vizsgálati mélységtol függnek. A rendelkezésre álló dokumentációkban szereplo legtöbb adat a 30 m körüli vizsgálati mélységre vonatkozik. Csak két mérési helyen (Dubravna Vízeromu felépítmény és a régebbi tervezésu Ðurdevac Vízeromu felépítmény) a víztároló réteg vizsgálatát a 60-70 m-es mélységben végezték. A felszínközeli víztartó réteg (30 m körüli mélységu) egységes függoleges (Kv ) és vízszintes (Kh ) szivárgási tényezovel rendelkezik. Ezek értékei növekedési sorrendben a következok: Kh = n x 10 –3 … m/s Kv = n x 10 –4 …. m/s Csak a magyarországi Murakeresztúr melletti területrészén feltételezhetok a fentinél valamivel alacsonyabb értékek. A feltételezés a logikai következtetéseken alapul, mivel az üledékes medence határmenti területét a Zákányi fennsík irányában valamivel finomabb összetételu törmelékes képzodmények építik fel. A balparti Dráva völgyszakaszra jellemzo szivárgási tényezok az elérheto dokumentációk lapján kerültek meghatározásra. A vizsgált terület referencia adataihoz a Gyékényes, Gotalovo, Novacka és Repaš-erdo területeire számított szivárgási tényezok is sorolhatók. A víztartó 40 m-es mélységében a szivárgási tényezok a következo értékekkel jellemezhetok:
5
Kh =3 x 10 –3 … m/s Kv = 3 x 10 –4 …. m/s. A víztárolóösszlet 30-85 m közötti szintjeire jellemzo szivárgási tényezo meghatározásához a régebben tervezett Ðurdevac Vízeromu felépítmény területén mért adatok adtak támpontot. A tágabb területre kiterjedoen, a szivárgási tényezok hozzávetoleges értéke: Kh = 3 x 10 –4 … m/s Kv = 3 x 10 –5 …. m/s. A víztárolóösszlet egyes vízvezeto szintjeinek és az azokat egymástól elválasztó rétegek szivárgási tényezoit a B.1. Táblázat szemlélteti. A táblázatban szerepel az anizotrópiára vonatkozó információ is. B. 1. Táblázat. A Durdevác vízeromu állomás területére jellemzo szivárgási tényezok (ld. az eredeti szöveg 14 old.) Víztartó Réteg
Mélység (m-tol - m-ig)
Szivárgási tényezo (m/s) Vízszintes Függoleges
Anizotrópiai együttható
II. víztartó szint III. közbenso réteg (a II víztartó fekürétege) IV. víztartó szint IV. közbenso réteg (a IV. víztartó szint fekürétege) A VÍZTARTÓ RÉTEG SZIVÁRGÁSI TÉNYEZOJÉNEK ÁTLAGÉRTÉKE
A Repaši eredoterület szivárgási jellemzoinek részletes elemzését matematikai modell segítségével végeztük. Az eredményeket a B.2. Táblázat foglalja össze. B.2. Táblázat. A Repaši erdoterület szivárgási tényezoi (ld. az eredeti szöveg 14 old.)
Víztartó Réteg
Mélység (m-tol - m-ig)
Szivárgási tényezo (m/s) Vízszintes Függoleges
Anizotrópiai együttható
6
II. III. IV. IV. A VÍZTARTÓ RÉTEG SZIVÁRGÁSI TÉNYEZOJÉNEK ÁTLAGÉRTÉKE A KÖZBENSO RÉTEG SZIVÁRGÁSI TÉNYEZOJÉNEK ÁTLAGÉRTÉKE
A vizsgált területek szivárgási tényezojének értékeloszlását a függoleges szelvény mentén a B.2. ábra mutatja. (az ábra az eredeti szövegben nem található!)
2. FELSZÍN ALATTI VIZEK 2.1. Bevezetés Megépítése után a Novo Virje többcélú Rendszer hatást gyakorolhat az alluviális völgy tágabb területén települt víztáróban tárolt felszín alatti vizeire. A lehetséges hatások objektív értékelése megköveteli a felszín alatti vizek jelenlegi állapotának ismeretét. A vizsgált területen, amely méreteit tekintve meghaladja a projekttel érintett hatásterületet, alapvetoen háromfajta természeti érték van jelen: a mezogazdasági terület, a természetes eredo és a Dráva folyó. A hatásterületen a természetes egyensúly felbomolhat, ami a felszín alatti vizeket is érinti. Az utóbbiak esetében az egyensúlyi állapot felbomlása a vízszintváltozási cikluson belüli vízszint ingadozási tartományok szukítéséhez és a felszín alatti víz mélységének csökkenéséhez vezethet. Ezen kívül várhatóan változik majd az elso víztartó réteg vízminosége is. A felszín alatti vizeket érinto lehetséges hatások csökkenthetok, illetve részben megelozhetok a megfelelo hidraulikai szabályozással (muszaki megoldások) és a völgyre kiterjedo védelmi intézkedések megtételével.
7
2.2. A felszín alatti víz meglévo megfigyelo rendszere 2.2.1. A monitoring hálózat fejlesztésének történelmi áttekintése A völgy balparti részén a felszín alatti víz monitoring hálózatának kiépítése elmaradt a jobbparton végzett fejlesztésektol. Az Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálattól kapott dokumentációk alapján az elso megfigyelési egységeket itt 1966-ban telepítették, amely egységeket rendszeres vízszint megfigyelésekbe vontak be. Csak 1985-ben került sor - a tervezett projekt megvalósítása elotti, közbeni és a megépítés utáni - vízszintek és a vízminoség megfigyelését szolgáló monitoring kiépítésére. A monitoring hálózat 111 db. megfigyeloegységbol - foleg a vízszintmegfigyelo kutakból - áll, amelyeket a Durevác Vízeromu kivitelezése elott, a kutatási munkafázisban telepítettek. A B.3. ábra a balparti felszín alatti víz megfigyelo rendszer kiépítésének folyamatát szemlélteti 1990-ig. A megfigyelésekbe vont egységek számát és a megfigyelo egységek létesítési évét 2000-ig a B.3. táblázat mutatja.
B.3. Táblázat. A felszín alatti víz monitoring hálózat történelmi áttekintése Vízméro állomás létesítési éve 1967 1980 1986 1989 1996 2000 Összesen
A mérési pontok száma 4 3 62 5 59 1 134
Mivel egyes megfigyelo egységek valótlan mérési eredményeket mutattak, ami leginkább a termelo kutakra volt a jellemzo, valamint tekintettel arra, hogy egyes egységek tönkrementek, a megfigyelo kutak egy részét megszüntették. 2000-ben a megfigyelések 79 helyen összesen 134 mérési pontban folytak, ahogy ezt a B.3. és B.4. ábrák mutatják. Egyes helyeken sor került a két vagy három megfigyelo kútból álló kútcsoportok telepítésére, amelyek a mezogazdasági kultúrák és az erdo gyökérzónájában történo talajvíz megfigyelésekre szolgáltak.
B.3. Ábra. A felszín alatti víz monitoring hálózatának fejlesztése a folyó bal partján. (ld. az eredeti szöveg 17 old.) Függoleges tengely: A csoportos és egyedi megfigyelo kutak száma Vízszintes tengely: év
8
B.4. Táblázat. Megfigyelo kútcsoportok és rendszerek, méropontok száma Méropontok száma kútcsoporton belül Egyedi kutak 1 kutat tartalmazó kútcsoport 2 kutat tartalmazó kútcsoport 3 kutat tartalmazó kútcsoport Összesen
Kútcsoportok száma a balparton 4 46 3 26 79
A méropontok száma 4 46 6 78 134
A méro pontok közül 7. db. automatamérovel van ellátva, a többi 127 pontban kézi méréseket végeznek. A vízszintmérésen kívül a tervezett projekttel érintett területen vízmintavétel is folyik a felszín alatti víz fizikai, kémiai és bakteriológiai vizsgálatok elvégzése érdekében. A felszín alatti víz minoségét a vizsgálatok eredményei és az egyes komponensek határértékei alapján osztályozzák. A B.4. ábra a vízszintmegfigyelo helyeket, a B.5. ábra pedig a vízminoség-ellenorzési (vízmintavételi) helyeket mutatja. B.4. ábra. Novo Virje Vízeromurendszer. Felszín alatti víz monitoring hálózata. Vízszintekjelenlegi állapot. N = Észak
B.5. ábra. Novo Virje Vízeromurendszer. Felszín alatti víz monitoring hálózata. Vízminoségjelenlegi állapot.
2.2.2. A monitoring pontok területi eloszlása A monitoring hálózat tulajdonképpen két hálózatból tevodik össze: a nemzeti alaphálózatból (Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálat) és a projekt céljaira – nevezetesen a többcélú rendszer felszín alatti vizekre kifejtett hatások elemzésére - létrehozott hálózatból. A hálózatok fejlesztésében és céljaiban fellelheto különbségek mellett, a területi eloszlásuk is különbözik egymástól. A nemzeti hálózat a magyar határtól Bilogorai dombokig terjedo hatalmas területet vonja be a megfigyelésbe, míg a Dráva vízi energiájának igénybevételéhez kapcsolódó megfigyelo rendszer a beruházás várható hatásainak kitett területre korlátozódik a folyó völgyében. A felszín alatti víz vízszint- és vízminoség megfigyelo hálózata a Horvát Köztársaság területén a Prekodravje és Pridravje térségeket teljesen lefedi. Az Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálat, Horvátországi Vízügyi és a Horvátországi Vízenergia Bizottság közös vízszintmegfigyelo hálózata a Dráva vízgyujto területén 1960-ban épült ki, és késobb jelentosen bovítésen ment át.
9
A kiegészíto monitoring hálózat kiépítésére a Dráva többcélú vízgyujtofejlesztési terv beindítása után került sor. A méréseket és az adatfeldolgozást még mindig az Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálat végzi hetente kétszer. 1996 folyamán a Novo Virje többcélú rendszer területén végrehajtották a felszín alatti víz intenzív monitoring programját. Az 1996-ban végzett hálózatbovítésnek köszönhetoen, a folyó bal partján telepített monitoring hálózat jelenleg a Predravje egész területét fedi le. Ennek az volt a célja, hogy megbízható információhoz jussanak a balparti felszín alatti vizeket illetoen, ami különösen fontos a Horvátország és Magyarország kétoldalú kapcsolatai szempontjából. 2.2.3. Felszín alatti vízszint mérések A tervezett Novo Virje többcélú vízeromurendszer építési területén a folyó menti felszín alatti vizek állapotának hosszabb ideig tartó megfigyelése azzal a céllal történt, hogy megbízható információt gyujthessenek a felszín alatti vizek természetes vízjárásáról a létesítmény megépítése elott, és hogy biztosítsák a tervezett beruházás lehetséges környezeti kihatásainak megbízható felmérését. Egyes megfigyeloegységeket egyedi megfigyelo kutak képviselnek. Ezek talpmélysége kivétel nélkül jelentos (10 és 30 m közötti). Azonban a megfigyelo kutak többségét csoportosan telepítették: két - három különbözo talpmélységu kút egy csoportban (mély kút, valamint felszínközeli és közepes mélységu kutak). A mély kutakban a vízszint megfigyelés már bizonyos ideje folyamatosan történik. A felszínközeli és közepes mélységu kutakat ezzel szemben szakaszosan üzemeltetik, az intenzív esozések és árvizek következtében felszín alatti vízbe történo beszivárgással összefüggo vízszintalakulás megfigyelése céljából. A Novo Virje többcélú rendszer területén a felszín alatti vízszintméréseket heti két alkalommal végzik (hétfonként és csütörtökönként). Ezen kívül a monitoring magában foglalja az automatikus megfigyeléseket és az adatfeldolgozást. A manuális vízszintméréseket - a vonatkozási ponthoz viszonyítva - elektromos jelátalakító segítségével hajtják végre, ezenkívül vízállásírót (limnigráfot) alkalmaznak.
2.3. Felszín alatti vizek járása A Prekodravje vízszintmegfigyelo hálózatán gyujtött adatok felhasználásával végzett elemzések megfelelo információt biztosítottak a talajvizek jelenlegi és múltbeli állapotáról s ennek alakulásáról, ami inputadatbázisként használható fel a várható trendek elorejelzésénél. A Novo Virje Vízeromu Többcélú Rendszerének tágabb területén végzett vízszintelemzések általános csökkenotrendet mutattak. Ez a tendencia világosan nyomozható a Repaš községben települt B-125 jelü és Ždala községben található P-41 jelü megfigyelo kutak 1966- 1990 és 1974 –2000 közötti idoszakaszokra vonatkozó vízszintgörbéi alapján. ( B.6. és B.7. ábrák). A keskenyebb vízgyujtosávon belül a Dráva vízállasai és a talajvízszintek között egyértelmu a korrelációs kapcsolat. Ennek alapján állítható, hogy a talajvízszintek az 1876-ban üzembe helyezett Botovoi vízmérce egész - 125 éves - megfigyelési idoszakán belül csökkenési tendenciát mutatnak.( B.8. ábra). A vízszintcsökkenések elemzési eredményeit bemutató B.9. ábra a Repaš-i erdoterületen 1900-1990 közötti években észlelt havi talajvízmélységek alakulását szemlélteti (az „Erdei ökoszisztémák megóvása szempontjából elfogadható talajvízjárás” c. dokumentáció alapján). Az ábra azt mutatja, hogy 1900- ban a talajvíz a Repaš - erdoterület kb. 40 %-át öntötte el.
10
Ezzel szemben 1990-ben a vízszint egyáltalán nem érte el a terepszintet. Emellett az ábra a talajvízszint csökkeno tendenciáját és az élohelyeken végbement jelentos változásokat (szárazsági jellemzok felé tendáló változások) is mutatja 100 évre visszamenoleg. A B.10 ábrán szereplo - fent nevezett dokumentációból kölcsönzött – diagramon világosan látható, hogy a talajvízmélységek havi átlagértékei a múlt század során egyértelmuen csökkeno tendenciát mutattak a Repaš-erdo egész területén, illetve a Podravina tágabb vidékén, ami a Dráva medrének morfológiai változásaival magyarázható. B.6. ábra. B-125 (3085) észlelo kút 1966/1990. A havi vízszintek változási tendenciája Jelmagyarázat: Függoleges tengely: vízszint (m t.sz.f.) Vízszintes tengely: idoszak (év, hónap) min. vízszint max. vízszint min. csökkeno trend max. csökkeno trend B.7. ábra.- nem található! B.8. ábra. Tipikus éves vízállások, Dráva- Botovo (1876-1998) Jelmagyarázat: Függoleges tengely: vízszint (m t.sz.f.) Vízszintes tengely: Év éves minimumok éves maximumok Megjegyzés: a grafikon a„0” pontra ( 122.25 m t.sz.f.) átszámított vízszinteket ábrázolja B.9. ábra. Repaš-erdo. Átlagos havi talajvízmálységek Április Talajvízmélység B. 10. ábra. A talajvízmélységek 100-éves trendje. Talajmélységek a fák alatt: tölgygyertyánfa ciklusban, vonal = éves ingadozás tartománya Függoleges tengely: talajvízmélység Vízszintes tengely: Év
2.4. Következtetések A jelenlegi állapot meghatározását célzó vizsgálatok és elemzések eredményei alapján a Dráva vízjárásában és a felszín alatti vízszintek alakulásában általános csökkenotendencia mutatható ki a folyó bal – és jobb parti területein egyaránt. Egy keskenyebb partmenti sávban a Dráva a talajvízszintek fo szabályozója. A folyó felé egy éven belül többé-kevésbé egyenletes talajvíz hozzááramlás történik a völgy felöl. A közvetlen folyó menti sávban a talajvízszintek alakulása a Dráva vízállasoktól függ. Továbbá, a felszín alatti vízszinteket, különösen a magas vízállásokat - jelentosen befolyásolják a talajjavító tevékenységek is, amelyekben a talajvíz lecsapolása és a talajvízszint süllyesztése azt a célt szolgálják, hogy hasznosítható, elsosorban földmuvelésre alkalmas, területeket nyerjenek.
11
A talajvíz távlati állapotának meghatározásánál – amely magában foglalja mind a víztükör mélységének, mind a ciklikus vízszintváltozások jellemzését, figyelembe kell venni a mezogazdasági, erdogazdasági és vízellátási igényeket, azok legtágabb értelmében. Az optimális vízszintek megállapításához a tervezett vízi létesítményeket, az észlelt természetes tendenciákat, a környezetvédelmi intézkedéseket, valamint a mezogazdasági, erdogazdasági és általános környezeti szempontokat kölcsönösen kell vizsgálni, illetve számításba venni. Egyeztetések szükségesek a távlati talajvízszintekre vonatkozó kikötések és a folyóvölgy védelme érdekében megvalósítandó muszaki beavatkozásokkal szembeni követelmények között is. Ezért speciális követelményrendszert kell alkalmazni a tervezett területhasználatok tekintetében. Valamennyi követelmény gazdasági mérlegelés tárgyát képezi. Tulajdonképpen a talajvízszintek jelenlegi alakulása nem azt az állapotot tükrözi, amelyet minden áron meg kell orizni. A jelenlegi állapot ki van téve dinamikus változásoknak, amely egy irányban tart, nevezetesen a vízszintek csökkenése irányában, ami káros környezeti hatásokat idézhet elo. A Novo Virje Vízeromurendszer megépítése, különösképpen a tározó létesítése megszünteti a medereróziót, hozzájárul a felszín alatti víztároló rendszer feltöltéséhez és ezáltal a vízszintek általános emelkedéséhez. Végeredményben a beruházás megállítja a felszín alatti vízszintek alakulásában észlelt - kedvezotlen jelenséget jelento- csökkeno tendenciát.
3.
TALAJVÍZMODELL ALAPJAI
3.1. Talajvízmodell kifejlesztése A Ðurdevac - Barcs Rendszer felszín alatti víz hatásvizsgálatára a Ðurdevac - Barcs rendszer környezetvédelmi hatásvizsgálata keretében került sor már az 1980-ban. A hatásvizsgálatot a Magyar Köztársasággal közösen készített Ðurdevaci Vízeromurendszer c. projekt céljaira végezték. Ennek a vizsgálatnak része volt a „Ðurdevac-Barcs Rendszer kiépítésének talajvíz hatásvizsgálata – a globális modell” c. fejlesztési munka (Vízépítési Intézet, Zágráb és Vízépítési Kollégium, Split). A tanulmány a Dráva alluviális üledékének kutatási eredményeit használta fel az 1979 évig bezárólag (a tervezett vízeromu rendszer Ðurdevaci és Barcsi létesítményei vonalában). Földtani és vízföldtani szempontból az adatbázis meglehetosen kevés információra épült, mert az alapkutatáson kívül, amelyet a két eromure vonatkozó Alapkoncepció és Koncepciós Terv készítéséhez végeztek, más feltárásokra nem került sor. Késobb folytatták a Dráva alluviális hordalékának kutatását, amelyre a Ðurdevaci Vízeromurendszer engedélyezési dokumentációjának összeállításához volt szükség. Ezenkívül a területen egyéb célú kutatások is folytak (regionális vízbázisok, talajvizsgálatok). Magán az építési területen 1989-ig hat próbaszivattyúzást végeztek, 1986 végén pedig sor került a felszín alatti víz monitoring hálózatának kiépítésére a Ðurdevaci Vízeromurendszer vízgyujtoterületén. A Ðurdevaci Vízeromurendszer engedélyezési dokumentációjának készítése során a talajvízmodellt kiegészítették az 1989-ig (bezárólag) végzett kutatások eredményeivel. A tervezett létesítmények által felszín alatti vizekre - vízgyujton belül - kifejtett hatások meghatározásánál számításba vették az újabb input adatokat és a felso szakaszon épült eromuvekkel kapcsolatos tapasztalatokat. Azonban „ A felszín alatti vizek kutatása matematikai modellezés módszereivel a Ðurdevaci Vízeromurendszer vízgyujtoterületén „ c.
12
tervdokumentáció kidolgozását nem fejezték be, ahogy tervezték, mert a fejlesztést 1990 júniusában felfüggesztették a Ðurdevaci Vízeromurendszert érinto egyéb tevékenységek leállításával együtt. Ennek ellenére a Ðurdevaci Vízeromurendszer bal- és jobb parti vízgyujtojére kifejlesztett talajvízmodellek, valamint a kiegészíto dokumentációk kidolgozása, a módszertani fejlesztések és különösen a peremfeltételek meghatározása jelentosen leegyszerusítették a Novo Virje többcélú Vízeromurendszer céljainak megfelelo modellek kifejlesztését. A két projekt nagyfokú hasonlósága kifejezetten kedvezo körülmény volt.
A Novo Virje talajvízmodelleket több ütemben fejlesztették ki. Elso lépésben meghatározták a Novo Virje tározóból történo kiszivárgást (1992). Ezután sor került annak a modellnek a kifejlesztésére, amely az alvízcsatorna hatását szimulálja a talajvizekre a vízgyujton belül. Emellett ez a komplex modell néhány peremfeltétel meghatározását is szolgálta (1993). Mind a két modellt felhasználták a komplex modellek peremfeltételeinek meghatározásához (a jobb és balparti vízgyujtok tározó menti területeinek komplex modelljei). A Novo Virje többcélú rendszer jobb és balparti vízgyujtojéhez tartozó talajvíz áramlását szimuláló komplex modelleket 1993-ban dolgozták ki. Kalibrálásuk az 1990-1991 évi adatok felhasználásával történt. A tározó hatását a talajvizekre a Dráva magas és alacsony vízállásainál határozták meg a természetes vízjárást tükrözo idoszakon belül. Ezt követoen a tervezett létesítmények talajvízre gyakorolt hatását a tározó kiszivárgás elleni védelmének figyelembe vételével mérték fel. (vízszintes övárok rendszer a tározó töltése mentén). A hatást a tározó 122.5 m t.sz.f. vízszintjénél a nem kolmatált és kolmatált fenék esetére vizsgálták. A talajvíz modellek aktualizálására 1995- ben -a Novo Virje rendszer koncepciós tervének készítése közben - került sor. Az aktualizált modellben figyelembe vették a vízkivételnél és a tározó töltése mentén végzett hidrogeológiai feltárások és talajmechanikai vizsgálatok eredményeit. A tározóból történo kiszivárgás peremfeltételeinek meghatározását a tározó módosított - 124.00 m t.sz.f. - vízszintjére végezték. Ezen kívül a Koncepciós tervnek megfeleloen a kiszivárgás ellen kiegészíto védelmi intézkedéseket vettek tervbe: a tározófal talpánál gyenge átereszto képességu szádfal létesítése ( kb. 10 nulla- km). Az vízteleníto kutak szerepét a felszín alatti vizeket sújtó hatások keletkezésében csökkentették. A modellek ezen túlmenoen arra is szolgáltak, hogy lehatárolják azokat a - védelmet igénylo - területeket, ahol szükség lesz a felszíni vízelvezetésre. E területek lehatárolásához a talajvíz modellezési eredmények mellett felhasználták a talajmodellt is, amelyet az M = 1:5000 léptéku térképek és a mezogazdasági kritériumok alapján (talajvízszintekkel szembeni követelmények a földmuvelés alatt álló területeken) fejlesztettek ki. Ahogy ezt már az elozoekben említettük, a projekttel érintett területen lévo erdoállomány fenntarthatósága érdekében a tervezett Novo Virje objektum bal- és a jobbparti vízgyujto területén 1996-ig intenzív felszín alatti víz megfigyelés folyt. A megfigyelési eredmények és a mezogazdasági terület vízelvezetésének koncepciós terve alapján a talajvízmodellt továbbfejlesztették. Az aktualizált modellben új FEFLOW programcsomag került alkalmazásra abból a célból, hogy a kutatási követelmények érvényesíthetok legyenek a TIR rendszerben. A modell továbbfejlesztése magában foglalta az M = 1:25 000 léptéku domborzati térképek számítógépes feldolgozását (beszkenelését) is. A térképek a hatásterületnél nagyobb kiterjedésu modellezési területet fedik le és biztosítják a felszín alatti vízszint-megfigyelési adatok, valamint a víztároló réteg feltárási eredményeinek azonosítását.
13
3.2. Az alluviális takaró talajvízmodell koncepciója A végzett kutatások és a kapott eredmények értelmezésének támogatására egy olyan alluviális víztartóra szerkesztett koncepciós modell alapelveit mutatjuk be, amilyen a tervezett Novo Virje rendszerrel érintett Dráva-völgy szakasz. A fejlesztés elotti állapot Az alluviális víztartókban tárolt felszín alatti vizekre általában a Dupuit vízáramlási modellt alkalmazzák, mivel a Dupuit-féle feltételektol való eltérések csak lokális szinten jelentkeznek, és az általános áramképet jelentosen nem befolyásolják. Ezenkívül a modell lehetové teszi a víztartó két részre osztását (jobb és bal rész), mivel a folyó valamiféle vízválasztót képez a víztartóban, függetlenül attól, milyen mélyen vágódik be a meder a víztartó rétegbe. Ha a folyómeder szoros hidraulikai kapcsolatban van a víztároló réteggel, akkor a tárgyi folyószakasz vízszintjei meghatározzák a modell peremfeltételeit is. A további peremfeltételek a természetes viszonyoktól függnek, nevezetesen ezeket a határos vízföldtani rendszerbol víztartóba történo hozzáfolyás (belépo vízhozam) és a víztartóból határos vízföldtani rendszerbe történo elfolyás (kilépo vízhozam) határozzák meg. A fejlesztés utáni állapot A tározó megépítése után a folyó és a víztároló réteg kapcsolata az érintett szakaszon megváltozik. Tulajdonképpen össze kell hasonlítani a tározóból történo kiszivárgásból eredoen felszín alatti víztárolóban bekövetkezett vízszintemelkedéseket a fejlesztés elotti természetes állapottal. A tározóból kiszivárgó víz egy része az oldal(öv)csatornákba kerül, a többi víz pedig a vízgyujtohöz tartozó földtani közegbe szivárog át. A kiszivárgott víz eloszlását a felszín alatti rendszerben a vízszinthelyzet és a víztároló hidrogeológiai jellemzoinek eloszlása szabályozzák. A talajvízszintek alakulását a vízgyujto területén a tágabb víztárolórendszer vízjárása befolyásolja, a tározó közelében pedig a talajvízállások az oldalcsatornák vízszintjétol függnek. Bár a fenti leírás alapján is nyilvánvaló, hogy az alluviális kifejlodésu víztárolórendszer hidrodinamikája összetett, a vízáramlási folyamatok két térbeli és logikai egységre bonthatók, vagyis a modellek két csoportba sorolhatók. Ezek a következok: -
-
Függoleges modell a Dráva és a tározó keresztszelvényében. A tározó mentén bizonyos távközönként több ilyen modellt állítanak fel annak érdekében, hogy minél megbízhatóbb áramképet kaphassanak. Alkalmazhatók mind a 2D, mind a 3D modellek (pl. a zsilip hatásának elemzésére). A függoleges modellel érintett térköz a tápterületen belül mindenhol addig a pontig terjed, ahol a felszín alatti víz áramlása már vízszintes irányú, vagyis a Dupuit-féle feltételek teljesülnek. Ez a pont a függoleges és laterális (globális) modellek érintkezési (összekapcsolási) pontja. Utánpótlódási (globális, illetve laterális) modellekben a Dráva a két önállóan felállítandó modell közötti hidraulikai határt (vízválasztót) képviseli. Hidraulikai szempontból ez a modell vízszintes modellnek tekintheto egy bizonyos mélységu víztartóra, de mivel a Dupuit feltételek általában egy keresztmetszetre (felületre) érvényesek, a modell egy meghatározott térközben is jó megközelítéssel írja le a felszín alatti vízáramlást. A függoleges modellel való kapcsolatot a természetes határfeltételek határozzák meg, amelyek értelmében a két modell csatlakozási felületén az áramlás a vízszint függvénye. Ez az összefüggés általában lineáris, amely igazolható az adott helyzetu nem-lineáris
14
geometriájában is (a víztükör alakja). Ebben az esetben a fo víztartó mélysége csak kisebb mértékben befolyásolja a lineáris kapcsolatot (a tervezett Novo Virje rendszerrel érintett területen a mélység eléri és meghaladja a 30 m-t). Bizonyos muveleteknél a vízszintes modellben figyelembe kell venni a felülrol történo utánpótlódást, a felszíni vízfolyásokat és/vagy a felszín alatti víz megcsapolást. Ez az elvi megközelítés, amely szerint az áramlási kép leírásához két modell szükséges egyrészt a tározó keresztszelvénye mentén felállított függoleges modell, másrészt a globális (vízszintes ) modell, amelyben a Dupuit feltételek teljesülnek, és a függoleges és vízszintes modell közötti kapcsolatot az érintkezési síkban a q = f (h) összefüggés írja le - a legjobban tükrözi a felszín alatti víz áramlási viszonyait. Ezért a Novo Virje Koncepciós Tervben ez a koncepció került alkalmazásra. B.11. ábra. A függoleges kapcsolatrendszere. 1). 2D (kétdimenziós) modell 2). Dupuit modell 3). Vízáramlási választóvonal
és
vízszintes
felszín
alatti
hidrodinamikai
modellek
3.3. Felszíni víz elvezetési és felszín alatti víz megcsapolási koncepciója A Novo Virje tározó megépítésével az érintett területen meg kell oldani a meglévo és új csatornák vízének befogadását, mivel a közvetlen beömlésre a Drávába ezen túlmenoen nem lesz lehetoség. Erre az általános megoldást a tározó töltése mentén létesítendo oldalcsatornák hozzák meg, amelyek az alvízcsatornák vízének és a vízgyujto vízfolyásainak befogadója lesz. A hatásterületen belül a tározó és az alvízcsatornák változásokat idéznek elo a talajvíz szintjeiben, ami az egyes szakaszokon megkövetelheti a talajvíz elvezetésére és a felszín alatti víz megcsapolására irányuló kiegészíto muszaki intézkedések megtételét. Az intézkedések kiválasztását a terület típusa és a területhasználatok befolyásolják. Emiatt a tervezés során különös figyelmet kell fordítani az ilyen hatások és következményeinek számszerusítésére, valamint azon muszaki megoldások kiválasztására, amelyek segítségével a hatásokat az elfogadható szintek közé lehet visszaszorítani. A korlátozások, azaz kritériumok meghatározása, valamint az egyes kérdések megoldására alkalmas módszertan kiválasztása komplex feladatot jelent. A többcélú létesítmények építése, amilyen a Novo Virje is, megköveteli a nagyobb közösségek érdekeinek elismerését, a szakmától pedig megállapodásokat a célkituzések és kritériumok kérdésében. Az érintett területen megvalósítandó vízelvezetéssel, illetve a vízgyujto védelmével kapcsolatos kérdések külön vizsgálatot igényelnek a mezogazdaság, erdogazdaság és a települések szemszögébol. A Prekodraje és Pridravje térségére elkészült a mezogazdasági területekre vonatkozó vízelvezetési koncepciót tartalmazó Koncepciós Terv, illetve tervdokumentáció. Az „ .Erdei ökoszisztémák védelme szempontjából elfogadható talajvízjárás” c. tanulmány azokat a talajvízszinteket határozza meg, amelyek elfogadhatók az erdei ökoszisztémák fenntartása szempontjából, különös tekintettel a tervezett beruházással
15
érintett terület szomszédságában található Repaš-erdore. E dokumentáció elkészítésével tulajdonképpen elkezdodött az érintett területen várható hatások értékelése és a védelmi megoldások kiválasztása. A javasolt muszaki megoldások a vízelvezeto rendszer kifejlesztését komplexen közelítik meg, figyelembe véve a hidraulikai, talajtani, erdogazdasági és mezogazdasági kritériumokat. A felszín alatti vizek modellezésének alapeszköze a matematikai modell, amely felhasználásával lehetoség nyílik a tervezett beruházás által felszín alatti vizekre kifejtett hatások meghatározására. Az ilyen modellezéshez a Dupuit-féle modellek alkalmasak. Egy ilyen modellt a Novo Virje rendszer céljaira fejlesztettek ki. A modell a telitett víztartóban végbemeno vízszintes irányú vízáramlást elemzi a zárt és/vagy nyílt tükru rétegben. A felszíni- és csapadékvizek figyelembe vételére a felszín alatti víz modellezésénél különbözo megközelítések léteznek, de rendszerint a modellek bevonják a vizsgálatba a víztartó fölötti telítetlen zónát is. Szem elott tartva azt a tényt, hogy a nagy kiterjedésu víztartó rétegekben, amelyekhez a Novo Virje rendszerrel érintett Dráva szakaszhoz tartozó víztároló rétegösszlet is sorolható, a csapadék- és lecsapolt vizek szerepe (figyelembe véve a párolgást a vízmérleg alakulásában) viszonylag kicsi, azok bevonása a globális vízszintes modellbe muszaki szempontból nem igen fontos annál is inkább, mert az gazdaságtalanná tenné a modellt. E megfontolásokból a kifejlesztett modellben a felszín alatti vizet a telítetlen zónában végbemeno folyamatoktól elkülönítve vizsgálják, más szóval a függoleges irányú szivárgás és a vízszintes áramlás közötti kapcsolat számszerusítése itt szükségtelen. Ezért a vízgyujto védelmét célzó muszaki intézkedések tervezésénél a vonatkozó dokumentációkkal együtt figyelembe vették a korábbi vízszintes vízáramlási modellek vizsgálati eredményeit is.
3.4. Védelmi intézkedések A felszín alatti vízszintek alakulásának vizsgálatát a Novo Virje többcélú rendszer területén matematikai modell segítségével végezték. A vizsgálat a különbözo jellegzetes állapotokhoz kapcsolódó vízáramlási kép minoségi és mennyiségi meghatározását célozta meg annak érdekében, hogy a természetes viszonyok összehasonlításában legnagyobb megbízhatósággal kerüljenek bemutatásra a felszín alatti vizeket érinto projekthatások. A Novo Virje tározó a vízátereszto homokos-kavicsos képzodményekben épül, ahol az elso víztároló réteg 30 m mélységben helyezkedik el a terepszint alatt. Ez a réteg fogadja be a tározóból kiszivárgó víz nagyobb részét, amely tovább áramlik a tározófal mentén húzódó oldalcsatornák és a vízgyujtoterület felé. Az ilyen irányú szivárgást a tározó vize és a környezo felszín alatti víz közötti nyomáskülönbség váltja ki. Idovel a meder - kolmatáció következtében a kiszivárgás mértéke csökken. A felszín alatti vízszintek alakulásában – a különbözo peremfeltételek mellett - bekövetkezo változások elorejelzésére, és a projekt által felszín alatti vizekre kifejtett hatások megfelelo szintu korlátozására irányuló muszaki védelmi alternatívák tesztelésére a felszín alatti hidrodinamikai modelleket használják. A modelleket úgy kell megszerkeszteni, hogy az adatbázis alkalmas legyen a kiegészíto dokumentációkban tett minden további módosítás befogadására.
16
A Novo Virje többcélú rendszer egyes tervezési fázisaiban a tározóból történo kiszivárgás szabályozására a következo megoldásokat jelölték ki: -
Az elárasztási területen létesítendo vízzáróágy (takaróréteg), amely a természetes közegben is jelen lévo gyenge áteresztoképességu iszapos-agyagos anyagból épül. A Koncepciós Tervnek megfeleloen a takarás hossza a felvízi töltéstalpától mérve, folyómederig legalább L min = 15 H, a megfelelo tömörségu felso réteg minimális vastagsága dmin = 0.6 m, ahol H = vízszint különbség a tározóban és az oldalcsatornákban.
-
A Koncepciós Terv alapján a tározófal vízzáróságának eléréséhez a felvízi rézsun aszfaltbeton szigetelést alkalmaznak.
-
Az osztályozott kavicsból készült szuroágyat a rézsu mentett oldalán helyezik el, ami védelmet biztosít a töltés mentett oldalán keletkezo vízszivárgások ellen (buzgárok keletkezése ellen), és egyben a töltéstestében kialakuló eróziós folyamatok megakadályozását célozza.
-
Az övcsatornákat úgy méretezik, hogy képesek legyenek a tározóból kiszivárgó vizek befogadására, de a vízszintje ne indítsa el a vízgyujto felöli vizek hozzáfolyását (övcsatornák vízszintjének méretezése, illetve szabályozása).
-
A Koncepciós tervnek megfeleloen a felvízi gátszakasz védelmét a baloldali töltés elso 10.81 km és a jobboldali töltés 9.18 km szelvényeiben az agyag-beton anyagú szádfal biztosítja. A tározó baloldali töltésének 0+000 és 0+200 km szelvényei között a szádfal mélysége 15.0 m, a 0+200 és 10+810 km között kb. 10 m. a terepszint alatt. A jobboldalon a 0+000 és 0+300 km szelvények között a szádfal mélysége 15.0 m, a 0+300 és 9+180 km között kb. 10 m a terepszint alatt. A szádfal csökkenti a tározóból történo kiszivárgást és az övcsatornákba tartó vízáramlás hidraulikai gradiensét, de nem fejt ki jelentos hatást a talajvízszintekre.
-
A vízgyujto felé szivárgó vizek visszatartását célzó kiegészíto intézkedésként hidraulikai falat építenek ki, amelyet általában az övcsatornák mentén telepített vízteleníto kútsor képez. A kutakat a maximális nyomászónában telepítik, s a tározó vízszintje és kútkifolyó vízszintje közötti különbségnek köszönhetoen fellépo jelentos nyomáskülönbség lehetové teszi a kutak önmuködését, külso energiaforrás nélkül. A kutak által gyujtött vizet az övcsatornába vezetik be, A modellel végzett vizsgálatok alapján a kutatat egymástól 50 m-es távolságban kell telepíteni.
-
A vízgyujto védelmét szolgáló felszíni vízelvezetést – mint muszaki beavatkozást elsosorban a mezogazdasági muvelés alatt álló területeken alkalmazzák, ahol a talajvízszinteket a területhasználatnak megfelelo korlátok között kell tartani. Ezekre az intézkedésekre különösen a mélyfekvésu területrészeken (mélyedésekben) van szükség, ahol a kisebb vízszintemelkedés is káros hatást idézhet elo.
3.5. A modell alapjai FEFLOW (Finite Elem FLOW) egy interaktív, grafikus alapú rendszert jelent, amelyet a permanens és átmeneti tartományban történo vízáramlás, valamint a szennyezoanyag- és
17
hoszállítás modellezésére alkalmaznak. A modell szoftverét a berlini WASY Vízkészletgazdálkodási és Rendszerkutatási Intézet Kft-ben fejlesztették ki. A szoftvert világszerte használják, változatait rendszeresen felülvizsgálják, illetve korszerusítik. Referenciái alapján e szoftvert a világ legelismertebb és legjobban igazolt felszín alatti vízáramlási modellszoftverei közé sorolják. A felszín alatti vízáramlás modellezése az anygmegmaradási és kvantumfizikai (impulzus) törvények speciális mérnöki és matematikai adaptációin alapul. A vízáramlási képlet külön került meghatározásra a 2D függoleges, tengelyszimmetrikus és 3D modellekre, és külön a vízszintes modellekre, amelyekben különbséget tesznek a nyomás alatti és nyílt tükru víztartó rétegek között. A képlet a zárt és nyílt tükru rétegekre, szennyezoanyag szállítással vagy szállítás nélküli állapotra, stb. adaptálható. Tekintettel arra, hogy ez a kérdéscsoport terjedelmes elméleti bázissal rendelkezik, valamint arra, hogy valamennyi képlet e FEFLOW kézikönyvben is található, nincs szükség az általánosan ismert elméleti alapok részletes leírására. Ezért példa gyanánt csak a folytonossági képletet és a nyomás alatti rétegben történo oldalirányú vízszivárgást leíró Darcy törvényt mutatjuk be:
∂h ∂qi S0 B + ∂t ∂xi ∂h qi = - Tij ∂t S0 B h qi Qi Tij
= Qi
folytonossági képlet
Darcy törvény
= a réteg víztározási (vízraktározási) együtthatója = rétegvastagság = vízszint (pjezometrikus nyomás) = Darcy - féle vízhozam = forrásfunkció = transzmisszibilitási tenzor
Az átmeneti áramlási tartománnyal kapcsolatos feltételeket a kezdeti állapotra kell meghatározni, azaz meg kell adni a kiválasztott funkció értékét az elemzésbe vont területre (ez általában a pjezometrikus nyomás = vízszint helyzete). A képletek csak peremfeltételekkel alkalmazhatók. A FEFLOW a peremrfeltételek négy típusát különbözteti meg: 1. típus: Dirichlet –féle peremfeltétel = ismert vízszint a fizikai modell határán (pl. a folyó partján), amely általában szoros hidraulikai kapcsolatban van a felszíni vizekkel. A modellben az érintkezési felületen végbemeno áramlástól független vízszintet veszik figyelembe, amelyet elore kell meghatározni. Gyakran ezt fogadják peremfeltételnek. 2. típus: Neumann –féle peremfeltétel = vízáramlási funkció a modell határmenti szivárgásra, ahol lehetoség van a vízháztartási mérleg kiegyenlítodésére a szomszédos
18
területek felöl (azaz oldalirányú utánpótlódásra - ford.). A vízzáró réteg a peremfeltétel részéként szerepel, ahol a vízhozam = 0. 3. típus: Cauchy –féle peremfeltétel = a modellezett határréteg pjezometrikus nyomásával (vízszinthelyzettel) funkcionális összefüggésben lévo vízáramlás. Leggyakrabban az áramlás és nyomás közötti összefüggést lineárisnak tekintik. A funkció elemeit, illetve azok értékeit elore adják meg, vagy az elozetes vizsgálatok alapján határozzák meg. Ezt a peremfeltételt általában akkor alkalmazzák, ha a tározóhoz csatlakozó tápterületre szerkesztett globális modell fizikai határát kell meghatározni (B.11. ábra). 4. típus: egyedi forrás = a peremfeltételt a modellezett terület arra a pontjára alkalmazzák, ahol a modellezést egy ponthoz kötött szivattyúzás vagy beszivárgás alapján végzik. Ezt a peremfeltételt gyakran a kutak modellezésére alkalmazzák.
FEFLOW program lehetové teszi a második és harmadik peremfeltétel integrált alkalmazását, vagyis a nyílt tükru réteg esetében a határon végbemeno áramlást függetlennek tekinti a víztároló réteg vastagságától és a vízszint helyzetétol. Ilyenkor a számítások célja a vízszint helyzet meghatározása. A program ezenkívül lehetové teszi a korlátok (érvényességi értéktartományok) megadását minden peremfeltételre. Így pl. a kút felé áramló vízhozam megadásához rögzíteni kell, hogy a szivattyúzott vízhozam értéke csak addig lesz alkalmazható, míg a vízszint nem süllyedt le bizonyos értékre, pl. a beszurozött szakasz felso síkjáig. Más szóval a vízhozam megadásánál mindig rögzíteni kell a lehetséges értéktartományokat és fordítva, a vízhozamot mindig a lehetséges tartományon belül kell megadni, ami javítja a vizsgált állapot modellezési eredményeit a korlátozott peremfeltételek alkalmazása esetén. A számítások tekintetében a FEFLOW a végeselem-módszert alkalmazza. A 2D modellezéshez 4 és 8 rácspontú négyzetrács elemeinek, illetve 3 és 6 csomópontú háromszögrács elemeinek alkalmazására van lehetoség. A 3D modellezéshez rendelkezésre áll a 8 és 20 csomópontú négyzet-alapú prizma, illetve a 6 és 15 csomópontú háromszögalapú prizma. A szoftver felhasználónak választania kell a különbözo opciók és paraméterek között, amivel befolyásolhatja a program-muveleteket a kiválasztott direkt vagy iterációs módban. A preprocesszor- programok egy nagyon jó végeselem rácsháló-generátort tartalmaznak, amely teljesen automatizált és opcionálisan felkínálja a manuális beavatkozást a háló bármely pontjába, a modellfejlesztés bármely fázisában. A grafikus interfész interaktív üzemmódja jelentos mértékben hozzájárul a hálógeometria minoségi korrekciójához az aktuális feladatnak megfeleloen. Mivel a FEFLOW az információcserét a különbözo formátumú fájlokkal bonyolítja le, a modellezett területgeometriába behelyezendo adatokat - ideértve az olyan szerkezeteket, mint a megfigyelo kutak, egyéb kutak, stb. – elore lehet eloállítani és elkészíteni azok georeferenciáját, és ugyancsak elore lehet végezni a végeselem hálójának igazítását is. A FEFLOW program – többek között – tartalmazza a modell kalibrálásánál (mért pjezometrikus vízszintek) alkalmazott PEST modult (Parameter ESTimation = paraméter értékelés).
19
3.6.Kiegészíto dokumentáció 3.6.1.
Morfológia
A vízgyujto morfológiai viszonyainak elemzésére felhasználható kiegészíto alapdokumentumokat az 1: 25 000 léptéku topográfiai térképek alkotják. A modellezett területet tágabb kiterjedésében a következo térkép - fedvényeket fedik le: • Mura torkolata • Koprivnica • Hlebine • Gola • Ždala • Jagnjedovac • Novigrad Podravski • Djurdjevac • Ferdinandovac • Brodic • Šandrovac • Pitomaca • Stari Grad A térképek vízszintes síkja be van kódolva (geokódok), a magasságokat nem digitalizálták. A modell kifejlesztéséhez digitális térképeket használtak, a FEFLOW programcsomagban ezeket ugyancsak digitális formában importálták. Interaktív üzemmódban ez lehetové teszi a topológiai modell-elemek igen pontos meghatározását a vízszintes síkban. A modellezésbe vont terület nagysága a völgy balparti részvízgyujtojén megközelíti a 180 km2, a jobb parton a terület kiterjedése cca. 550 km2. A geológiai szolgálat, ill. hatóság, vagy más illetékes intézmények által verifikált domborzati modell még nem készült el. Azonban a talajvízmodellben a terepmagasságokat már beolvasták a speciális rácshálóba. Az adatok feldolgozásánál interpolációt alkalmaztak, hogy képet kapjanak a terepmagasság alakulásáról és a domborzati formák kiterjedési irányairól. A fenti módszerrel szerkesztett Dráva-völgy domborzatának grafikus ábrázolása a B.12. ábrán látható. 3.6.2. Földtan és vízföldtan
A vízáramlási képet foleg a modellezési területhez tartozó felszín alatti víztárolórendszer földtani és vízföldtani jellemzoi határozzák meg. Ebben a vonatkozásban a kiegészíto dokumentáció alapadatbázisát a kutatási eredmények képezik. Mivel nagykiterjedésu területrol van szó, fontos, hogy a víztároló réteg földtanáról részletes ismeretekkel rendelkezzünk, azért, hogy az egész modellezési területre lehessen elvégezni a feltárási adatok értelemszeru összekötését és interpolációját. E módszerrel már elkészült a hidrogeológiai paraméterek eloszlási vázlatának végleges verifikációja, amit a modell kalibrálásával végeztünk. A Novo Virje többcélú rendszerrel érintett terület földtani és vízföldtani viszonyai a Ðurdevac Vízeromurendszerhez végzett feltárások alapján kerültek meghatározásra. Késobb azok
20
pontosítására kiegészíto helyszíni kutatásokat végeztek. A Ðurdevac Vízeromurendszer kutatási területe magában foglalta a Botovo- hidaktól Otocka községig terjedo Dráva menti szakaszt és a Repaš-erdo területét a völgy bal partján. A próbaszivattyúzásokat a völgy baloldalán négy helyen végezték: Gotalovoban, a Ðurdevac Vízeromurendszer vízkivételénél és az eromu felépítményénél, valamint a Repaš-erdoben, s ezenkívül egy helyen a völgy jobb oldalán (Sigetec). A Novo Virje projekttel kapcsolatos geotechnikai és hidrogeológiai feltárási munkákat az Otocka község alatt fekvo területen folytatták. A vizsgálatokat a víztározó és az övcsatorna mentén telepített fúrások és egy kútcsoport alapján végezték. Az utóbbi próbaszivattyúzására - a Novo Virje rendszer vízkivételi muvének tervezéséhez – 1993-ban és 1994-ben került sor. A vizsgált terület magában foglalja a negyedkori üledékes medencét, amely a felszíni vízválasztót képezo Mt. Bilogora lejtoitol horvát-magyar határig terjed, és tovább folytatódik, kb. követve a Zákányi és Bélavári fennsíkok szegélyvonalát. A rendelkezésre álló adatok alapján megállapítható, hogy a negyedkori víztárolóösszlet vastagsága általában no a Dráva vízáramlásával azonos irányban és a medence peremérol annak belseje felé. Ennek megfeleloen a Koprivnica és Torcec között a rétegösszlet maximális vastagsága 80 m, Ferdinandovacnál megközelíti a 140 m-t, Viroviticánál pedig 177 m körüli. Becslések szerint a víztározó hatásának mélységi kiterjedése a felszín közelében húzódó elso víztartó réteg feküjében lévo gyenge vízátereszto képességu rétegig tart majd. B.12. ábra. A Dráva-völgy domborzati képe a Novo Virje Vízeromu felvízi szakaszán. (ld. eredeti szöveg 37 old.) 1. magyar-horvát határ 2. Dráva 3. S = Dél
A vizsgált terület földtani felépítésében a harmad-i és a negyedkori képzodmények vesznek részt. A terepmélyedések felszínét a negyedkori üledékek alkotják, míg a harmadkori képzodmények csak a környezo dombok felszínén bukkannak fel. A Dráva menti mélyfekvésu területeken a harmadkori képzodmények a negyedkori rétegsor feküjében települnek, 80 m-nél nagyobb mélységben. A Dráva-völgyben korábban folytatott földtani-vízföldtani kutatások alapján elvégezték a negyedkori és harmadkori medencék földtani elkülönítését és a negyedkori üledéksorozat kor szerinti azonosítását. Az alábbiakban a negyed- és harmadkori fedoképzodmények rövid jellemzésére kerül sor. Mivel a vízszintváltozások várhatóan a negyedkori víztárolóösszletet fogják érinteni, ennek képzodményeivel részletesebben foglalkozunk.
21
(1) Harmadkori üledékösszlet A topográfiai választóvonaltól délre, annak mentén (Bilogora) a mezozóos alaphelység fölé elonyomuló – vagyis transzgressziós (túlterjedo) településu - neogén üledéksor van jelen. A pliocén üledékeket agyagos–homokos márgák képviselik, helyenként kavics, homok és gyengén cementált homokko közbetelepülésekkel. A harmadkor és a negyedidoszak határán a legmélyebb negyedkori víztárolóösszletet agyagos márgák, homok- és gyengén cementált kavicsrétegek – az un. beldeveri üledékek – alkotják, amelyek a negyedkori üledékes medencealjzat felépíto képzodményei. (2) Negyedkori üledéksorozat Keletkezése és összetétele alapján a negyedkori rétegsor a következo egységekre bontható: - lösztakaróval befedett ópleisztocén rétegek, - pleisztocén üledékek (idosebbek és fiatalabbak), - holocén folyóvízi üledékek. Ezek az üledékek majdnem mindenütt megtalálhatók a területen, kivéve egyes kisebb foltokat a Dráva-Száva vízválasztóvonala mentén. Anyagösszetételük tekintetében a pleisztocén üledékek homokos agyagot, agyagos kavicsot, homokot és lazán cementált konglomerátumot tartalmaznak. Felszínen ezeket a képzodményeket többnyíre lösztakaró fedi. A felso pleisztocén üledékek két jellegzetes fáciense a kontinentális és mocsári lösz. Az utóbbi a kistavakban és mocsarakban leülepedett eolikus eredetu kozetliszt felhalmozódásából keletkezett, míg a karbonátos lösz a szárazföldi kiülepedésbol ered. A Novo Virje beruházási területen a holocént túlnyomórészt agyag, iszap, homok és finomhomok képzodmények képviselik. Az érintett területen a negyedkori üledékmedence átlagban cca. 12 km széles. Az itt végzett fúrások és elektromos ellenállás vizsgálatok alapján a negyedkori víztárolóösszlet vastagsága áltatában a Dráva áramlási irányában és a medence belseje felé no. A jelenlegi Dráva medre a tározó hosszabb tengelyéhez viszonyítva - excentrikusan vágódik be az üledékes képzodményekbe. A negyedkori víztárolórendszer összvastagsága ÉNy-ról D-i irányban no, így Koprivnica és Torcec között a rétegösszlet maximális vastagsága 80 m, Ferdinandovacnál megközelíti a 140 m-t, Sokolac Podravski-nál (Virovitica) pedig 177 m körüli. A terület fo törésvonala Koprivnicka Rijekától - Šelmovicin, Viroviticán és Podrvska Slatinán át – a Vukovar irányában fut. Tektonikai szempontból a nyugati területrészt a Legradi gerincvonal vágja át, ami ÉK-i irányban a Kalnik közvetlen folytatása. A terület az alsó Dráva nyugati sullyedékének a tartozéka, amely Legrad-tól Suhopolje irányában terül el.
A víztárolóösszlet geometriája A terület felszínét gyengén átereszto üledékes képzodmények, mocsári lösz, elites homok és agyagos-iszapos folyóvízi üledékek fedik. A felso talajréteg, amelyet a medence peremén
22
magas és alacsony plaszticitású agyagok alkotnak, Dráva felé homokos iszapba és homokba megy át. E képzodmények vastagsága a Dráva közelében 1 és 2 m között változik, de gyakran ezek teljesen hiányoznak a területrol. A völgyszegély felé vastagságuk 12 m-re no. Az elso víztárolóréteg a felszíni üledékes takaró alatt kb. 30 m mélységben húzódik. Anyagösszetételét tekintve, a réteg kavicsból és homokból épül fel, amelyek kozetanyaga ÉNy - DK-i irányban fokozatosan kifinomodik. A kavicsréteget gyakran homok-, iszap-, agyag- és azok átmeneti formáit tartalmazó közbetelepülések tarkítják. Jelenlétük elsosorban az üledékes medence peremén jellegzetes. Az elso víztároló réteg vastagsága Botovo közelében cca. 10 m, amely Sigetec és Otocka felé fokozatosan no, és ott megközelíti a 30 m-t. Az alvízi szakaszon a rétegvastagság 24-29 m-re csökken, és az alvízcsatorna legvégén már csak 23 m-t tesz ki. A vízkivétel és az alvízcsatorna környezetében a Dráva-menti területre intenzív ciklikus üledékképzodés volt a jellemzo. A folyó áramlási irányával ellentétes irányban, valamint a völgy mélyebb szintjei felé haladva, megállapítható, hogy itt a ciklikus üledékképzodés és a lebegohordalék terhelés kevésbé hangsúlyos szerephez jutott. A rendelkezésre álló adatok alapján a Dráva-völgy középso szakaszán, a víztározó közép- és felso részében, az elso víztároló réteg - mind függoleges, mind vízszintes szelvénye mentén egységes anyagösszetételu, jelentosebb vízrekeszto kozetanyag-közbetelepülések nélkül. Az elso víztároló réteg feküjében változatos vastagságú gyengén és közepesen vízátereszto agyagos és iszapos kavicsrétegek települnek. A települési mélységük laterális eloszlása nehezen differenciálható. A meglévo adatok alapján ez a mélység 25- 35 m, illetve 32-40 m között változik. A folyó vízáramlásával ellentétes irányban, a felso szakasz felé, az elso víztároló réteg mélysége csökken: Botovo közelében a réteg felso síkjának mélységét 13 mben tárták fel, az alsó sík mélységi helyzetének meghatározására azonban nem végeztek fúrásokat. A víztározó felso szakaszában a domináló agyagos-iszapos kozetanyagot helyenként iszapos homok váltja fel. A középso szakaszon az iszapos-homok, iszap és agyag rétegek megoszlása egyenletesnek tekintheto, míg az alsó szakaszon – a vízkivétel és az alvízcsatorna környezetében - az iszapos homok elofordulása a gyenge áteresztoképességu rétegben gyakoribb, mint az agyagos iszapban.
Hidrogeológiai paraméterek A kutatási eredmények alapján a hidrológiai paramétereket az alábbiak szerint jellemezzük: (1) A felszíni takaróréteg szivárgási tényezoje A szivárgási tényezo becsléséhez a helyszíni feltárások és a szemeloszlási vizsgálatok eredményeit, az irodalmi adatokat, valamint a próbaszivattyúzások alapján hasonló összetételu kozetanyagokra kapott eredmények analógiáját használhattuk fel. A fentiek mellett figyelembe véve az üledék típusát is, meghatároztuk a Dráva mentén nyomozható homokos iszapok és foleg a völgyszélén, a dombok lábánál nagyobb mélységekben települt agyagok szivárgási tényezojét, amely k = 10–4 és 10-8 m/s értékek között változik. A szivárgási tényezo átlagos értéke ezekre a képzodményekre: k = 10–6 m/s.
23
(2) Elso víztartó réteg szivárgási tényezoje A Ðurdevaci Vízeromurendszer víztározójának tervezéséhez - a vízkivételi mu, felépítmény, valamint Gotalovo és Sigetec környékén - végzett kutatásokról készült dokumentáció és a Novo Virje tervezett vízkivételének közelében folytatott legutóbbi feltárások azt mutatják, hogy a völgyben – annak tágabb területén - a negyedkori víztárolórendszeren belül különbözo vízvezeto képességu víztartó szintek különíthetok el. Szem elott tartva azt a tényt, miszerint a tervezett víztároló körül kb. 30 m mélységben egy folytonos gyenge vízátereszto képességu közbenso réteg települ, megállapítható, hogy jelentosebb hatások a mélyebb szinteket nem érik el. Ezért a hidrogeológiai paramétereket elsosorban a víztárolórendszer felso szintjeire kell meghatározni, nevezetesen az elso víztároló rétegre, amelynek alsó síkja cca. 30 m mélységben húzódik. A próbaszivattyúzások alapján az elso víztároló réteg vízvezeto képessége (vízszintes irányú vízátereszto képessége) 10–3 m/s nagyságrendu. Átlagos értéke a víztároló réteg legnagyobb részében 1 – 3 x 10–3 m/s értéktartományba esik, eltekintve a gyenge vízátereszto képességgel rendelkezo kozetanyag lencséktol. Eddig csak a Novo Virje-i gát melletti területen került sor a próbaszivattyúzásra, amelyet a víztároló réteg sekélyebb szintjeiben végeztek, pontosabban a 6-8 m közötti beszurozött szakaszban. Eltekintve attól, hogy a próbaszivattyúzás idején figyelték a vízszint alakulását az elso víztároló réteg sekélyebb, középso és mélyebb szintjeiben telepített észlelokutakban is, a legsekélyebb víztárolószint vízszintes és függoleges szivárgási tényezojére vonatkozó közvetlen adatok csak egy kútból származnak (a Novo Virje vízkivétele mellett telepített kút), amelyek egyben a réteganizotrópiáról is szolgálnak információt. Ennek a kútnak az eredményeit legjellemzobb adatként fogadták el az elso víztartó réteg legsekélyebb és legjobb vízvezeto képességgel rendelkezo víztároló szintjére. Az utóbbi kavicsból épül fel, nagyon csekély iszapos agyag tartalommal (5% iszap és agyag). A szóban forgó rétegszint, amelynek települési mélysége 1.5 –10 m, a Novo Virje vízeromurendszer vízkivételi mu telepérol kiindulva - a rendelkezésre álló információk alapján - tovább folytatódik a víztárolótól felfelé, 10 km távolságra. A vizsgált rétegszint anyagösszetétele és vastagsága változó. Pl. kimutathatók benne a finomabb anyagfrakciót tartalmazó átmeneti szakaszok is, de azok általában a Dráva partja mentén futnak, a víztározótól számított elso 10 km-en belül. Feljebb csak foltokban jelennek meg. A Novo Virje vízkivételi mu területén az elso víztároló réteg középso része több közbenso jobb és gyengébb vízvezetoképességu – szintre tagozódik, ami nagymértékben rontja a réteg vízvezeto képességét a 10-20 m mélységközben. Azonban ez a jelenség csak kisebb kiterjedésu területen volt észlelheto és arra vezetheto vissza, hogy a közelfekvo üledékes medence pereme felöl eroteljesebb volt a finomabb kozetanyag behordása. Ezenkívül a fiatal vizek romboló ereje mérsékeltebb volt, így azok csak kisebb mértékben erodálták az itt lévo idosebb üledékeket. A balparti völgyszakasz A Gotalovo, Ðurdevaci Vízeromurendszer vízkivételénél, valamint a Novo Virje vízkivétele melletti területre számított szivárgási tényezok a 30 m vastag víztároló rétegre vonatkoznak. Ezek a vizsgált terület referencia adatainak tekinthetok: -
Botovoi híd és a Gotalovo alatt fekvo terület:
24
kv =1.5 x 10–3 m/s kf = 5.0 x 10–5 m/s -
Otocka fölötti szakasz és valamivel a Repaš-híd fölött fekvo területrész
kv =3.0 x 10–3 m/s kf = 1.0 x 10–4 m/s -
a Repaš-híd és a Novo Virje Vízeromu vízkivétele közötti terület
sekélyebb rétegszint ( kb. 10 m mély) kv =5.0 –7.5 x 10–3 m/s kf = 1.0 x 10–4 m/s mélyebb rétegszint (10-30 m mély) kv =1.5.0 x 10–3 m/s kf = 2.0 x 10–4 m/s
(3) Az elso víztároló réteg gyenge átereszto képességu feküjének szivárgási tényezoje
Az elso víztároló réteg gyenge átereszto képességu feküjének szivárgási tényezojét a Ðurdevaci Vízeromurendszer vízkivételénél, a Repaš-erdoben és a Novo Virje vízkivételi mu telepén végzett próbaszivattyúzások alapján határozták meg. Figyelembe véve az eloszlási arányokat és a litológiai összetételt, a következo becsült értékeket kapták meg: -
a Botovoi híd fölötti szakasz Gabajeva Gredáig
kv =5.0 x 10–6 m/s kf = 5.0 x 10–7 m/s -
középso területrész Gabajevo Gredától valamivel a Repaš-híd alatti szakaszig
kv =5.0 x 10–5 m/s kf = 5.0 x 10–6 m/s -
valamivel a Repaš-híd alatti szelvény és az alvízcsatorna drávai visszatorkollása közötti terület
kv =2.0 x 10–4 m/s kf = 2.0 x 10–5 m/s (A fentiekben: kv = vízszintes szivárgási tényezo, kf= függoleges szivárgási tényezo.)
25
3.6.3. Hidrológiai és meteorológiai inputadatok A hidrológiai és meteorológiai inputokra elsosorban a különbözo talajvízjárási alternatívák vizsgálatánál van szükség, mégpedig a vízeromurendszerrel érintett területre szerkesztett talajvízmodell peremfeltételeinek meghatározásához, vagyis ezek a jellemzok az alluviális víztároló rendszer vízszinthelyzetének közvetett mutatóiként vesznek részt a vizsgálatban. A Dráva folyó tágabb vizsgálati területén négy hidrológiai méroállomás található. Ezek a következok: Donja Dubrava, Botovo, Novo Virje - Rév és Terezino Polje. Minden méroállomás vízállásíróval van ellátva. Telepítési idopontjuk eltéro, de minden állomás a tervezési céloknak megfelelo adatokkal és hosszú adatsorokkal rendelkezik. A hidrogeológiai adatok gyujtését és részben feldolgozását az Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálat Zágrábi Hidrológiai Osztálya végzi. A Donja Dubrava állomást rajzoló vízmérceként létesítették 1978-ban. A méroállomáson vízállas- és vízhozam mérést végeznek. A mérési adatok megbízhatóak. A Botovoi vízméroállomást már 1873-ban hozták létre Žakanji vízmérce néven. Az állomáson 1960 június 16.-ig csak vízszintészlelés folyt, ezt követoen azonban egy rajzoló vízmércét szerelték fel a vasúti híd alatt, tole 70 m-el lejjebb. Az állomás vízszintet, vízhozamot, lebegtetett hordalékszállítást és vízhomérsékletet regisztrál. Általában a meglévo adatok megbízhatóknak tekinthetok. A Novo Virje – Rév vízméroállomást 1973 október 13-án helyezték üzembe a Horvátországi Energiabizottság (HEP) rendelkezése alapján. Azóta mint rajzoló vízmérce muködik. Az állomás a használaton kívül lévo Novo Virje révállomásától lefelé 600 m távolságban helyezkedik el. Az állomás vízszint és vízhozam adatokat szolgáltat, és szükség esetén vízhozamgörbéket rajzol. A mért adatok megbízhatóak. A Terezino Polje vízméroállomás a leghosszabb észlelési múlttal rendelkezik. Az állomást 1872 - ben létesítették. Muködése folyamán egyes idoszakokban az észlelés szünetelt. Az állomás vízállás-, vízhozam-, lebegtetett hordalékhozam adatokat és vízhozamgörbéket állít elo. A Botovo és a Novo Virje vízméroállomások a vizsgált területhez tartozó Dráva-szakaszon helyezkednek el. A Dráva napi vízhozamainak tartóssági és gyakorisági görbéi a Botovo állomáson 1926-1985 közötti idoszakra, a Novo Virje állomáson 1977-1985 idoszakra állnak rendelkezésre. A folyóvölgy vízrajza gyengén kifejlett. A balparti völgy határmenti vízfolyása a Ždalica patak, amely az év legnagyobb részében száraz. Az Izidorijus patak a magyarországi területrol folyik át. A határon medrében vízlépcsot építettek meg. A Ždalica patakon vízállásmérés folyik. A vízmércét a Ždala mérohelyen 1987-ben helyezték üzembe. A mérohely bizonyos mennyiségu vízmélységi adatokkal rendelkezik. A vízmérce nullapontja azonban nem ismert.
26
A meteorológiai adatokat az Állami Meteorológiai és Hidrológiai Szolgálat gyujti. A felhasznált csapadékadatok a Koprivnicai és Ðurdevaci Meteorológiai állomásokról, valamint a Križevci-i, Hlebine-i, Ferdinandovaci és Golai csapadékméro állomásokról származnak Az éves csapadékátlagok és éves csapadékösszegek számítása, valamint az 1991-1999 éves idoszakra vonatkozó éves csapadék elemzése a napi csapadékadatok alapján történt. Az elozo hidrológiai idoszak kiértékelésére a korábbi modellek dokumentációiban került sor.
27
4. TALAJVÍZMODELL
4.1. Adatinterpoláció A Novo Virje vízeromurendszerrel érintett területen a bal- és jobbparti völgymodelleket külön fejlesztették ki úgy, hogy a Dráva hidraulikai választóvonalat képez a két modell között. A balparti völgy modellezési területe megközelíti a 180 km2-t, a jobbparton annak kiterjedése kb. 550 km2. A balparton a modellezési területet északról Zákányi és Bélavári fennsíkok veszik körül, míg a jobbparti terület déli határa az Mt. Bilogorai domblejtok, amelyek egyben az alluviális képzodmények kiterjedésének határát jelzik. Nyugaton és keleten a modell határa egybeesik a Dráva mentén húzódó víztároló réteg földtani határával. A lehatárolt területen a víztartó réteg folytonosnak tekintheto. A modell kifejlesztésénél az input adatokat interpolálni kellett ahhoz, hogy bizonyos adatsuruséget érjenek el a modellezett területen. Ez elsosorban a terepmagassági és a felszín alatti geometriai jellemzoket (diszkrét térbeli méréseket), a földtani kutatások adatait, a talajvízszint adatokat és a kútadatokat érintette. Az adatokat elobb egy abszolút magassági rendszerben azonosították, majd interpolálták a meghatározott adatsuruségu modell igényeinek megfeleloen. Ki kell hangsúlyozni, hogy az interpoláció nagymértékben az érintett terület nagyságától és az eredeti (mért) adatok suruségétol függ. A talajvízmodell eredményeinek bemutatására az interpolációt az 1:25 000 léptéku térképekrol leolvasott terepmagassági adatok alapján végezték annak érdekében, hogy meg tudják határozni a talajvízszintek és a terepmagasságok közötti globális kapcsolatot az egész érintett területen. A rendelkezésre álló adatok alapján az elso víztároló réteg vastagsága Botovo mellett 10 m, amely a Sigetec és Otocke irányában no és ott eléri a 30 m-t. Az alvízcsatorna végén pedig a rétegvastagság 23 m-re csökken. Ez a rétegvastagság-változás azonban nem olyan mértéku, hogy befolyásolni tudja az oldalirányú vízáramlási viszonyokat, ezért transzmisszibilitás helyett a szivárgási tényezok térbeli eloszlását kell meghatározni a kalibráció segítségével. A térbeli, illetve függoleges irányú vízszivárgás (a víztározóra meroleges szelvényben) szimulációjában minél megbízhatóbb rétegvastagsági adatokat kell alkalmazni. 4.2. A természetes állapot peremfeltételei A természetes állapotra a következo peremfeltételeket fogadták el: - Dirichlet –féle peremfeltételek a Dráva interfész vonalán = 1. típusú peremfeltételek: h= h (x,y) - Neumann-féle peremfeltételek a modell szélén = 2. típusú peremfeltételek q = q (x,y), ahol h = pjezometrikus magasság q = vízhozam x,y = pont helyzete a modell vízszintes síkjában. A peremfeltételeket a B.13 ábra mutatja be. Azon a kontúrvonalon, amely mentén a völgymodellt Dráva határolja, a Dirichlet peremfeltételeket alkalmazzák. A határfeltételeket a
28
Dráva - vízfelület potenciális értékeire vonatkoztatják, ami azért lehetséges, mert a Dráva és a víztároló réteg között jó az interfész kapcsolat. Más modellkontúrokra a Neumann peremfeltételeket határozzák meg, azaz kalibráció segítségével megbecsülik a modell peremvonala mentén végbemeno hozzáfolyást. A vízzáró modellhatárokat is a Neumann-féle peremfeltételek mellett jellemzik. Ebben az esetben a hozzáfolyás értéke q = 0. A modell kalibrációnál három jellegzetes hidrológiai állapotot vettek figyelembe a Dráva vízfelületének leírásához: magas víz (NV), középvíz (KÖV) és kisvíz (KV) (ld. B.5. Táblázat). A vizsgálathoz az 1998 éven belül kiválasztott adatokat használták fel. A kiválasztott adatok a többnapos állandósult idosorokat, illetve trendeket jellemzik. Ez biztosítja a megfelelo szintu korrelációt a völgyben mért talajvízszintekkel, mivel számításba kell venni a felszíni és felszín alatti vizek közötti késleltetési idot az állapotváltozásoknál. B.5. Táblázat. Dráva vízállasai és vízhozamai a kiválasztott magas-, közép- és kisvízi állapotra (ld. eredeti szöveg 46 old.). Méroállomás: Állomás helye, fkm: Idopont
Állapot
Donja Dubrava 241 +870 Vízszint m Af
Vízhozam m3/s
Botovo 226+135 Vízszint m Af
Novo Virje 199+944
Vízhozam Vízszint m3/s m Af
Terezino Polje 152+334
Vízhozam Vízszint m3/s m t.sz.f
Vízhozam m3/s
NV KÖV KV
4.3. Modell kalibráció A kalibrációt a fent ismertetett három tipikus állapotra végezték: magas víz (NV): 1998.10.19.-i állapot , középvíz (KÖV): 1998.08.03.-i állapot és kisvíz (KV):1998.04.02. - i állapot. Mivel a PEST modul jelenlegi formájában még nem alkalmas az állapotok közötti átmenetek szimulációjára, a vizsgálatnál a fent nevezett három állandósult állapotot vették figyelembe. Ezeket azért választották ki, mert a többnapos állandósult idosorvégi állapotot tükrözik, ami biztosítja a megfelelo szintu korrelációt a felszíni és felszín alatti vizek között. B.13. ábra. A természetes állapotot szimuláló modell peremfeltétel-típusai (ld. eredeti szöveg 47 old.). 1. Balparti völgymodell 2. Jobbparti völgymodell 3. 1.,2. típus A kalibráció eredményeképpen a szivárgási tényezok területi eloszlását kapták meg a modellezett területre, miközben az aktuális peremfeltételekkel végzett nem-lineáris optimalizáció és szimuláció iterációs folyamatában elérték a mért és modellezett vízszintek megegyezését. A kalibrációs folyamat konvergenciáját az optimalizálási paraméterek segítségével ellenorizték. Az utóbbiak interaktív módban hozzáférhetok a felhasználók számára.
29
A B.6. Táblázat a balparti völgyszakasz kalibrálásába vont 41 db. vízszintészlelo kút adatait foglalja össze. Az észlelo egységek leírása magában foglalja a kutak jelölését, helymeghatározási koordinátákat, vonatkozási szintek magasságát, szurozött szakaszok szintmagasságait és az 1998. 04. 02.- án, 1998.08.03-án és 1998.10.19-én észlelt vízszinteket. A B.14. ábra a talajvízmodell kalibrációba vont észlelo kutak térbeli eloszlását szemlélteti. B.14. ábra. Kalibrációba vont észlelo kutak a völgy bal- és jobbpartján 1. kalibrációba vont észlelo kút 2. magyar-horvát határ 3. N = Észak
Az észlelo kutak kiválasztása azok reprezentativitási vizsgálata alapján történt meg, amelynél a következo kritériumokat vették figyelembe: a kutak térbeli helyzete, az adatsorok megbízhatósága és stabilitása, valamint a szurozött szakaszok mélységbeli helyzete (a sekélymélységu észlelo kutakat nem vonták be). A balparti völgyben mind a három tipikus talajvízállási állapotra végzett elemzésnél alkalmazott PEST modul segítségével - a talajvízszivárgás szimulációjával - meghatározták a kiválasztott pontokra vonatkozó szivárgási tényezoket. A PEST modul arra szolgált, hogy elérjék a legjobb megegyezést a talajvízszintek mért értékeivel. Példaként mellékeljük a mért és a kalibráció folyamán kiszámított vízszintek közötti megegyezést szemlélteto kimutatást az 1998.10. 19-i állapotra (B.7. Táblázat). A csatolt kimutatásban az 1998.10. 19-i magas talajvízállasra végzett kalibráció eredménye a „ Maradvány” rubrikában található. Hasonló kalibrálási eredményeket megkaptak az 1998. 04. 02.- i (kisvíz) és az 1998.08.03-i (középvíz) állapotokra is. A baloldali völgyben kiválasztott 41 db. észlelo kút közül a kalibrációban 40 kút vett részt, mivel az egyik kút a meghatározott területi alegységen kívül helyezkedik el. A kalibráció folyamán meghatározott vízhozamok a 2. típusú peremfeltételekre, illetve a releváns kontúrokra vonatkoznak, amelyek a hidrológiai viszonyoktól függnek. A számított szivárgási tényezok értékei 10–3 m/s ( Drávánál) és 5 x 10–4 m/s (Ðurdevaci és Ferdinandovaci területek) között változnak.
B.6. Táblázat. A balparti völgy észlelo kútjai (fejléc) (értékek: ld. eredeti szöveg 49. old).
Sorszám Kút jele
Koordináták
Vonatko Szuro zási. magassá pont gi szintje m t.sz f. magassá ga
Vízszint, m tsz.f.
m tsz. f.
X
Y
98.04.02 98.08.03 98.10.19
30
B.7. Táblázat. Modellkalibrálási eredmények: balparti völgy, magas vízállás 1998.10.19-én. (fejléc) (értékek: ld. eredeti szöveg 51 old.) Optimalizálás eredményei Észlelo kút, Észlelt vízszint Számított észlelés vízszint . . . Célfunkció A súlyozott maradványnégyzetek összege ( Phi)
Maradvány
Súly
4.4. Az építés utáni állapot peremfeltételei A B.15. ábra a többcélú Novo Virje rendszer kiépítése utáni állapot peremfeltétel-típusait mutatja. A víztározó vízszintje a duzzasztógát felvízi oldalán 124.00 m t.sz.f.
B.15. ábra. A fejlesztés utáni állapotot szimuláló modell peremfeltétel-típusai (ld. eredeti szöveg 52 old.). 1. Balparti völgymodell 2. Jobbparti völgymodell 3. 1.,2. típus A víztározó alsó szakaszára az 1. típusú (Dirichlet-féle) peremfeltételeket alkalmazták a víztározó vízszintje által befolyásolt Dráva-vízhozamokhoz tartozó számított vízszintek mellett ( B.8. táblázat). B.8. Táblázat. A víztározó alsó szakaszának vízszintjei a fejlesztés utáni állapotra (a tározó üzemi vízszintje 124 m t.sz. f.) (Ld. az eredeti szöveg 53 old.) Vízméro állomás
Botovo állomás: 226+135
Vízhozam (m3/s)
vízszint (m t.sz.f.) fejlesztés után fejlesztés elott
Mura torkolata állomás: 235+240 vízszint (m t.sz.f.)
Donja Dubrava állomás: 241+870 vízszint (m t.sz.f.)
Süllyedés a fejlesztés utáni állapotra
31
A 3. típusú ( Cauchy) peremfeltételeket a víztározóból völgy felé kiszivárgó vízhozam meghatározásánál alkalmazzák. Az összefüggéseket a tározóra merolegesen 11 keresztirányú szakaszra osztott függoleges modellek segítségével határozták meg. A szakaszokat úgy választottak ki, hogy az adott szakasz geometriai és parametrikus homogenitását jól reprezentálják. Ezeket a funkciókat - amelyek a függoleges és a Dupuit modellek csatlakozásánál a pjezometrikus vízszintekkel lineáris összefüggésben vannak - a völgy és /vagy az oldalcsatorna felé kiszivárgó vízhozam meghatározására alkalmazták: q = Φ ( hR-h).
B.16. ábra. A 3. típusú peremfeltételek meghatározási vázlata (ld. eredeti szöveg 53 old.). 1. beszivárgás
A Cauchy peremfeltételek modellezésénél figyelembe veszik az „ átadási együtthatót”, amely alakilag a közvetíto szakasz szivárgási tényezojének és vastagságának a hányadosa. Ez a módszer más esetekben is alkalmazható, pl. akkor, ha a felszíni víz és a víztároló réteg között nincs jó vagy közvetlen kapcsolat, s így a kiszivárgó vízhozam és a felszín alatti víztároló réteg közötti funkcionális kapcsolatra épülo peremfeltételek a víztároló réteg vízszintjeitol függnek. E határfeltételek alkalmazásának tipikus példáihoz a következok sorolhatók: szivárgás a kolmatációs rétegen keresztül, kiszivárgás a tározóból a völgy vagy oldalcsatornák irányába, szivárgás a szádfal környezetében, valamint azok az esetek, ahol elozoleg a függoleges modellt alkalmazták a vízhozam-funkció meghatározására a Dupuit modellnek megfeleloen. A vízhozam-funkció együtthatóit a víztározóból végbemeno kiszivárgásra a B.9. táblázat tartalmazza. (a két számítási képletet ld. eredeti szöveg 54 old.) B.9. Táblázat. A völgy felé szivárgó vízhozam funkciója a fejlesztés utáni állapotra (ld. eredeti szöveg 54. old.) q = ah+b - > q =Φ ( hR-h). Balparti völgyszakasz modella (1/s) szakasz 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
b (m/s)
Φ (1/l)
hR (m t.sz. f.)
Megjegyzés szádfal 10m szádfal 10m szádfal 10m szádfal 10m szádfal 10m
32
A vízhozam funkciót az alvízcsatornára is meghatározták a 3. típusú peremfeltételek alkalmazásával. Az alvízcsatorna bal partján a régi Dráva-meder egy szakasza a duzzasztógát és az alvízcsatorna torkolata között helyezkedik el. A balparti völgymodell a régi medret veszi figyelembe. A Novo Virje rendszer által - duzzasztógát alvízi szakaszán - kifejtett hatások értékelésére kifejlesztett modell segítségével a vízfelületek meghatározására került sor, s így az alkalmazott 1. típusú peremfeltételeknek eleget tettek. A számításoknál a következo feltevéseket fogadták el. Az alábbiakban található képlet a többcélú Novo Virje rendszer vízmérlegét mutatja, amely akkor teljesül, ha a rendszer a beállított üzemi vízhozammal folyamatosan üzemel olyan idon keresztül, amely megegyezik a Dráva tartós vízhozama alapján kiszámított rendszerbetáplálási idotartammal. Mivel a felszíni és felszín alatti vizek közötti idokorrelációs kapcsolatban késleltetéssel kell számolni, egy meghatározott üzemi vízhozammal és normál üzemi viszonyok között történo vízmu muködésénél ez a modell viszonylag precíznek tekintheto a régi Dráva-meder vízállasai által balparti völgyszakaszra kifejtett hatások becslésére, a rendszerbe történo különbözo mértéku hozzáfolyás mellett. Q Dráva = Q pz + Qpk + Qstr Q rest = QDráva – Qpz = Qstr + Qpk Qpk = Qpkl +Qpkd Qpkl ≈ Qbm Qok = Qstr + Qpkd Qrest = Qok +Qbm = Qstr +Qpkd +Qpkl ahol Q Dráva
= Dráva vízhozama ( Novo Virje rendszer betáplálása)
Q pz
= szivárgás a völgy felé
Qpk
= szivárgás az oldal (öv) csatornák felé
Qpkl
= szivárgás a baloldali övcsatorna felé
Qpkd Qbm
= szivárgás a jobboldali övcsatorna felé = biológiai vízhozam minimum a régi mederben
Qstr
= turbina vízhozam
Qok
= az alvízcsatorna összvízszállítása
Qrest
= vízhozam a visszavezetésnél
A B.17. ábra a vízmérleg elemeit mutatja be. B.17. Ábra. A Novo Virje vízeromurendszer felszíni vízmérlege ( ld. eredeti szöveg 56 old.)
33
A régi Dráva-meder elemzéséhez két folyamatos üzemben muködo vízmuvet vizsgáltak meg, ami két kezdeti feltételt kínál a peremfeltételek azonosításához: (A) folyamatos üzem a Dráva középhozama mellett (≈ 530 m3/s) és (B) folyamatos üzem a vízeromu üzemi vízhozamának biztosításához (960 m3/s) szükséges vízhozam mellett (≈ 1060 m3/s). Az alkalmazott vízmérleg-képlet és a modellezéssel meghatározott víztározóból kiszivárgó vízmennyiségek alapján megállapítható, hogy a B.9. Táblázatban szereplo vízhozamok megfelelnek a fenti üzemi feltételeknek. A B.10. Táblázat a következo vízszinteket tartalmazza: az alvízcsatorna torkolati szelvénye, duzzasztógát alvízi szelvénye és a vízeromu felépítményének alvízi szelvénye. 9. Táblázat. Novo Virje rendszer vízhozamai az (A) és (B) üzemi feltételeknek megfelelo folyamatos muködésénél. ( ld. eredeti szöveg 56 old.) Felszíni lefolyás/ üzemmód
Q Dráva
Q pz
Qpkl
Qpkd
Qstr
Qbm
Qok
Qrest
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
m3/s
(A) (B)
B. 10. Táblázat. Vízszintek (vízszintek a visszavezetésnél, DTW = duzzasztógát alvízi szelvénye és PTW=a vízeromu felépítményének alvízi szelvénye) a vízeromu (A) és (B) üzemi feltételeinek megfelelo folyamatos muködésénél ( ld. eredeti szöveg 57 old.) Felszíni lefolyás / üzemmód
Q Dráva
hrest
hDTW
hPTW
(m3/s)
(m. t.sz.f.)
(m. t.sz.f.)
(m. t.sz.f.)
A számított Dráva vízfelületek meghatározzák az 1. típusú peremfeltételek alkalmazását - azon a szakaszon, ahol a balparti völgymodell érintkezik a Dráva- mederrel - azon a szakaszon, ahol a jobbparti völgymodell érintkezik a Dráva alsó szakaszával ( a visszatorkolás alatt). 4.5. Modell tesztelése A többcélú Novo Virje rendszer vízgyujtojére kifejlesztett talajvízmodell a talajvízjárás meghatározását célozta meg, különös tekintettel a rendszer kiépítése után kialakuló hidrológiai-hidraulikai viszonyokra. A völgy jobb- és balparti szakaszának véges-elem rácshálóját a B.18. ábra mutatja.
B.18. ábra. A talajvízmodellel befedett terület – véges-elem háló- (ld. eredeti szöveg. 58 old.) Jelmagyarázat
34
-
horvát-magyar határ N = Észak
A kifejlesztett és kalibrált modell segítségével a következo alternatívák kerültek kivizsgálásra a fejlesztés utáni állapotra: -
-
talajvízjárás a Novo Virje rendszerhez tartozó vízgyujto területén a rendszer folyamatos üzemben történo muködése esetére a Dráva középes vízhozamánál, amely a Botovo szelvényben cca. 520 m3/s értéknek felel meg ---- (A) állapot talajvízjárás a Novo Virje rendszerhez tartozó vízgyujto területén a rendszer folyamatos üzemben történo muködése esetére a Dráva cca. 1060 m3/ s vízhozama mellett, ami biztosítja a rendszer üzemeltetését a beállított üzemi vízhozammal (960 m3/s) ---(B) állapot
A két alternatíva egyes peremfeltételei eltérnek egymástól. Ez érinti mind a víztározó felso részére vonatkozó vízszintek, mind a Dráva duzzasztógát alvízi szakaszára vonatkozó vízszintek peremfeltételeit (1. típusú peremfeltételek). A megépített víztározóból történo kiszivárgás hatása a tározó 124.00 m .tsz. f. vízszintjénél, az alvízi csatorna drénhatása és a hozzáfolyás hatása a modell peremvonalánál mindkét alternatívára azonos ( 2. és 3. típusú határfeltételek). Ezért, míg a víztározó hatása a talajvízszintek emelkedésében nyilvánul meg a völgy területén, az alvízcsatorna hatása pedig a talajvízszint süllyedésben fejezodik ki, a tározó fölötti és alatti területre a Dráva vízállasai fejtenek ki hatást az (A) és a (B) alternatíváknál meghatározott mértékben. A tartóssági görbék alapján megállapítható, hogy az (A) alternatívában meghatározott vízhozamnál kisebb Dráva vízhozamokra kb. 60 %-os tartóssága a jellemzo, a (B) alternatíva vízhozamánál kisebb Dráva vízhozamok tartóssága kb. 95%. Ez azt jelenti , hogy a Novo Virje víztározó talajvízszint-emelo hatása a teljes idotartam 60 %- ában kisebb lesz, mint ahogy ezt az (A) alternatíva megállapítja, és a teljes idotartam 95 %-ában nem éri el a (B) alternatívában kimutatott mértéket. Az alvízi csatorna és a visszavezetés alatti szakasz hatása jelentosen függ a turbinahozamtól és a lehetséges vízfelesleg leeresztésektol, vagyis a víztározó üzemmódjától. Azonban a víztározó gátfölötti szakaszán fenntartott 124 m t.sz. f. szint melletti folyamatos üzemmód estén ez a hatás megegyezik azzal, amit az (A) és (B) alternatívákban határoztak meg a meghatározott Dráva vízhozamokra. Figyelembe véve a Botovoi szelvényre szerkesztett tartóssági görbékrol meghatározott fenti vízhozam gyakoriságokat, megállapítható, hogy az alvízcsatorna hatása nagyobb lesz annál, amit az 60 %-os, illetve 95 %-os tartósságra határoztak meg, feltéve, hogy a vízeromu folyamatos üzemben muködik. Mindkét alternatíva ((A) és (B) állapot) esetén a modellek számolnak a szivárgás szabályozásával, amit az agyag- beton szádfal létesítésével tervezik megoldani tározó töltésének elso 10 km-es szakaszán ( a duzzasztógát fölötti szakasz). 4.6. A modelltesztelés eredményei A határközi projekt által talajvízre – nevezetesen a Magyar Köztársaság területéhez tartozó Dráva-völgy baloldali szakasz felszín alatti vizeire - gyakorolt hatás modellelemzési eredményeit szaggatott vonallal jelöltük meg. Erre azért került sor, mert a kalibrációhoz, illetve a peremfeltételek meghatározásához sem a mérési információ, sem a kiegészíto
35
dokumentáció nem állt rendelkezésre. A szaggatott vonal a horvát területre meghatározott szivárgási tényezokbol interpolációval kapott értékeket jelzi, a magyaroldali modell peremvonala feloli hozzááramlás figyelembe vétele nélkül. A talajvízmodell verifikációját természetes (fejlesztés elotti) és a fejlesztés utáni állapotra a magyar területre kapott input és mérési adatok alapján kellett végrehajtani, de a bemutatott eredmények csak tájékoztatásra szolgálhatnak. A hatás mértékének meghatározása (a talajvízszintek változása, mint a referencia adat) a paraméterek összehasonlítását feltételezi. A mi esetünkben ez azt jelenti, hogy a hatás mértékét a természetes (fejlesztés elotti) és fejlesztés utáni állapotokra vonatkozó átlagos talajvízállasok, valamint a természetes (fejlesztés elotti) és fejlesztés utáni állapotokra vonatkozó magas talajvízállások közötti különbségek alapján határoztuk meg. Ezenkívül megállapítottuk, hogy a fejlesztés utáni viszonyok között a talajvízmélysége is fontos szerepet játszik a projekt hatásának felmérésében a völgyben. A kedvezo talajvízmélység a területhasználat függvényében határozható meg. Az ily módon meghatározott hatás alapján azt a következtetést vontuk le, hogy Ždalától Nyra, a határon átnyúló területen – nevezetesen a Somogyudvarhely környékén - számítani kell a talajvízszintek emelkedésére. E vonaltól DK-re fekvo területeken pedig talajvízszint süllyedés lesz tapasztalható. B. 19. ábra a fejlesztés elotti és utáni áltagos talajvízállások közötti különbségeket szemlélteti („A” állapot, közepes szintek a fejlesztés utáni idoszakra). A vízszintemelkedés a felso szakaszt érinti és eléri az 1.0 m-t. A legjelentosebb vízszintcsökkenéssel (cca. 1.0 m) a Bélavár környékén kell számolni. A B.20. ábra a fejlesztés elotti és utáni áltagos talajvízállások közötti különbségeket szemlélteti (B állapot, magas szintek a fejlesztés utáni idoszakra). A vízszintemelkedés mértéke a terület nyugati felében eléri a 0.5 m-t. A legjelentosebb vízszintcsökkenés, amely eléri az 1.0 m-t, a Bélavár környékén lesz észlelheto. A B21. és B.22. ábrák a fejlesztés utáni A ( közepes vízhozam) és B (beállított vízhozam) állapotra matematikai modellezéssel meghatározott talajvízmélységeket mutatja. B. 19. ábra. Talajvízállások közötti különbségek a fejlesztés utáni „A „ állapot (közepes vízhozam) és természetes állapot (középvízállások) között. Jelmagyarázat: - magyar-horvát határ - N = Észak
B. 20. ábra. Talajvízállások közötti különbségek a fejlesztés utáni „B „ állapot (beállított vízhozam) és természetes állapot (magas vízállások) között. Jelmagyarázat: - magyar-horvát határ - N = Észak
B. 21. ábra. Talajvízmélység a fejlesztés utáni „A „ állapotnál (közepes vízhozam) Jelmagyarázat: - magyar-horvát határ
36
-
N = Észak
37
B. 22. ábra. Talajvízmélység a fejlesztés utáni „B „ állapotnál (beállított vízhozam) Jelmagyarázat: - magyar-horvát határ - N = Észak
Nyilvánvaló, hogy a fent tárgyalt talajvízszint változásokat a tervezett víztározóból történo beszivárgás, a víztározó fölötti és alatti Dráva szakasz és a környezo terület hidrológiai – hidrogeológiai viszonyai, valamint a tervbevett védelmi intézkedések fogják meghatározni. Az államhatárt átszelo terület talajvizeit és a víztároló réteget jelenleg érinto adathiány kezelése mellett a hatás intenzitásának kezelésére a következo módszerek alkalmazhatók: 1. Kiegészíto védelmi intézkedések megtétele a horvát oldalon, az erre alkalmas határmenti területen. 2. A tervezési koncepció módosítása: alacsonyabb vízszint beállítása a víztározóban vagy az alvízcsatorna nyomvonalának rövidítése. Szem elott tartva a folyóvölgy talajvízjárására jelenleg jellemzo vízszintcsökkenési tendenciát és figyelembe véve a növényi fajok szukcesszióját, megállapítható, hogy az érintett terület jelentosebb hányadában a tervezett projekt megállítja ezeket a tendenciákat, s mi több – kedvezoen befolyásolja a jelenleg vízhiányos ökológiai talajprofil vízutánpótlását. Az elfogadható talajvízszint változási határok elsosorban a területhasználattól függnek, így az érintett területhasználóknak ezeket meg kell határozni. Miután megegyezésre jutottak az elfogadható változások vonatkozásában, nevezetesen a „ jelentos hatást” nem okozó változások tekintetében, meg kell határozni a szükséges intézkedéseket.
C. JELENLEGI BIOÖKOLÓGIAI ÁLLAPOT A jelenlegi bioökológiai státus bemutatásával a vízminőség és növényvilág állapotát értékeljük a Gyékényes és Berzence községek között fekvő vizsgált területen, elsősorban a Lankoci erdő térségében, ahol a tervezett Novo Virje Vízerőműrendszer megépítése után felszín alatti vízszintek emelkedése várható. A vizsgált területet az A.1. és a B.1. ábra mutatja. 1. VÍZMINŐSÉG A Ždalica patakon és a Dombó-csatornán kívül a vizsgált területen időszakos vízfolyások is vannak, amelyek a Dombó-csatornába viszik a vizet. A Dombó-csatorna és a Ždalica patak összefolyása néhány kilométer távolságban van attól a helytől, ahol Ždalica a Čambinába ömlik be. Čambina ökoszisztémája a kistavi ökoszisztémához hasonló jeleket mutat a talajvízben észlelt általános vízszintcsökkenő tendencia miatt, amit a területen folytatott meliorációs munkák okoztak. A Ždalica patak és a Dombó-csatorna vízminőségi elemzéséhez a Varaždini Egészségügyi Központ 1989 és 1990 évi vizsgálati eredményeit használtuk fel. Mivel a Horvát Köztársaság Vízvédelmi Terve a Ždalica patakot és a Dombó-csatornát II. vízminőségi osztályba sorolja ( Nemzeti Közlemények, 8/1999), a vízminőségi kritériumokat a II vízminőségi osztály határértékei határozzák meg (Nemzeti Közlemények 77/1998 és 78/1998). 1.1. A Ždalica patak vízminősége A Ždalica vízgyűjtő területe kb. 46.5 km2, amelyből csaknem fele Magyarország területére esik. A nem megbízható adatok alapján az 1988 és 1990 évek közötti időszakban Ždalica település melletti szelvényben mért Ždalica vízhozama 40 és 100 l/s között változott (a hidrológiai mérések minőségét a kis esések és a vízzel szállított hordalékmennyiség gyakori felugrása befolyásolták). Becslések alapján legvalószínűbbnek tartják, hogy a vízfolyás középvízi vízhozama Q közép = 0.119 m3/s körüli. Ezenkívül ki kell hangsúlyozni, hogy a Ždalica vízfolyás a Dombó-csatornai torkolata fölötti szakaszon időnként kiszárad. Ezt a tényt a helyszíni kutatások igazolják. A magyar (1960) és horvát (1961-1986) felek által összeállított Ždalica folyószabályozási tervdokumentációban a Ždalica árvízi vízhozamát 6-7 m3/ s értékkel veszik figyelembe. A tervezett értékeket a 25 és 50 éves visszamenő idősorokra vonatkoztatják. A „ Đurđevac – Barcs vízlépcső rendszer” (1979) magyar-horvát közös projekt céljaira magyar fél által végzett becslések alapján a Ždalica középvízi vízhozama a Drávai torkolatánál Q közép = 2.42 m3/s. A számításokat a csapadékadatok alapján végezték. A vízminőséget jellemző fizikai-kémiai mutatok közül a mérési időszakon belül a Ždalica vízhőmérséklete 5-24.5 º C, pH értéke 7.4 - 8.02, vezetőképesség 650-805 µS/cm és a lebegtetett hordalék mennyisége 5 –107 mg/l értékek között változott.
Az oxigén-háztartás mutatói a következő határok között ingadoztak: oldott oxigén 5.31-14.55 O2/l, oxigéntelítettség 47.92-135.56%, BOI5 2.5-12.38 mg O2/l, KOI-Mn 4.35-22.13 mgO2/l és KOI- Cr 5.99-30.52 mg O2/l. A tápanyag-mutatókra a következő értéktartományok voltak a jellemzők: ammónia 0.0270.407 mg N/l, nitritek 0.0 –0.129 mg N/l, nitrátok 0.35-5.75 mg N/l és foszfátok 0.22-0.30 mg PO4/l. A vízminőség főbb mutatói alapján ( C1. Táblázat) a Ždalica vize nem elégíti ki a II vízminőségi osztály követelményeit, kivéve a pH értéket, amely a I osztály határértékein belül mozog, valamint a PO4 értéket, amely nem haladja meg a II osztály határértékeit. Az elektromos vezetőképesség értéke a II és III osztályra, az ammónia az I és II osztályokra, az oxigén-telítettség, a nitritek és nitrátok az I-IV osztályokra, a BOI5 , valamint KOI-Mn és KOI-Cr értékek a II-IV osztályokra megállapított határértékek tartományaiban helyezkednek el. C.1. Táblázat. Ždalica vízfolyás fizikai-kémiai mutatói ( ld. eredeti szöveg 66. old) Mutató
II vízminőségi osztály határértékei
Év 1989
1990
Levegő hőmérséklet, ºC Vízhőmérséklet, º C pH érték Elektromos vezetőképesség, µS/cm O2/l Oxigén-telítettség, % BOI5 ,mg O2/l KOI-Mn, mg O2/l KOI-Cr, mg O2/l Lebegőhordalék, mg/l Összes kipárlási maradék, mg/l Hevítés utáni maradék, mg/l Ammónia, mg N/l Nitritek, mg N/l Nitrátok, mg N/l Foszfátok, mg PO4/l 1.2. A Dombó-csatorna vízminősége A Dombó-csatorna vízhozamára nem állnak rendelkezésre adatok. A csatorna a Ždalica vízfolyástól északra és délre fekvő vizsgált területrészekről vezeti le a vizet. A csatorna Ždalica vízfolyásba torkollik be, amely a Čambinába ömlik. Azonban a Čambina ökoszisztémájára jellemző kedvezőtlen hidrológiai állapot következtében a Dombó-csatorna vízszállítása csekély. A folyamatos vízszintcsökkenő tendencia következtében, amit a Dráva
hátteréhez tartozó felszín alatti vizekben észlelnek, és az abból adódó csökkenő felszíni lefolyás miatt, a Dombó-csatorna egyre kevesebb vizet szállít. A vízminőséget jellemző fizikai-kémiai mutatok közül a mérési időszakon belül a Dombócsatorna vízhőmérséklete 3.2-25.0 º C, pH értéke 7.5 - 8.36, vezetőképesség 670-800 µS/cm és a lebegtetett hordalék mennyisége 8 –87 mg/l értékek között változott (C.2. Táblázat). Az oxigén-háztartás mutatói a következő határok között ingadoztak: oldott oxigén 2.4-13.12 O2/l, oxigéntelítettség 21.66 –97.33 %, BOI5 2.3- 8.96 mg O2/l, KOI-Mn 5.93 -10.53 mgO2/l és KOI- Cr 8.17 –14.82 mg O2/l. A tápanyag-mutatókra a következő értéktartományok voltak a jellemzők: ammónia 0.0200.570 mg N/l, nitritek 0.0 –0.083 mg N/l, nitrátok 2.14-5.79 mg N/l és foszfátok 0.18 – 0.29 mg PO4/l. C.2. Táblázat. A Dombó-csatorna fizikai-kémiai mutatói (ld. eredeti anyag 67. old.) Mutató
II vízminőségi osztály határértékei
Év 1989
1990
Levegő hőmérséklet, ºC Vízhőmérséklet, º C pH érték Elektromos vezetőképesség, µS/cm O2/l Oxigén-telítettség, % BOI5 ,mg O2/l KOI-Mn, mg O2/l KOI-Cr, mg O2/l Lebegőhordalék, mg/l Összes kipárlási maradék, mg/l Hevítés utáni maradék, mg/l Ammónia, mg N/l Nitritek, mg N/l Nitrátok, mg N/l Foszfátok, mg PO4/l
A C.2. Táblázatban szereplő minőségi mutatók alapján megállapítható, hogy a Dombócsatorna vize nem elégíti ki a II vízminőségi osztály követelményeit, kivéve a pH értéket, amely megfelel az I osztály határértékeinek, valamint a PO4 -t amelynek értéke a II osztály határérték-tartományába esik.
A Dombó-csatorna elektromos vezetőképessége a mérési időszakban a II-III osztályok, az ammónia és nitritek a I és II osztályok , az oxigén-telítettség az I-IV osztályok, a BOI5 a II és IV osztályok, a KOI-Mn és KOI-Cr a II és III osztályok és végül a nitrátok a III és IV osztályok határérték- tartományaiban voltak mérhetők. A Ždalica vízfolyás és a Dombó-csatorna vízminőségének összehasonlítása alapján megállapítható, hogy a pH, PO4, vezetőképesség, oxigén-telítettség, BOI5 és ammónia értékeik nem különböznek egymástól. Ždalicában valamivel magasabbak a KOI-Mn és KOICr értékek, a Dombó-csatorna vizében ezzel szemben magasabb nitrit-tartalmat mértek. 1.3. Felszín alatti víz minősége Mivel a felszín alatti vizek tekintetében sem a vízszintekre, sem a víz fizikai-kémiai és bakteorológiai jellemzőkre vonatkozó mért adatok a vizsgált területen nem álltak rendelkezésre, a vízszintek idő- és térbeli dinamizmusának elemzésére, valamint a vízminőség kiértékelésére nem került sor. Azonban annak érdekében, hogy képet lehessen alkotni a felszín alatti vízszintek alakulásáról az állami határ mentén fekvő területen, a vizsgált térség horvátországi részén kiválasztottak néhány vízszintészlelő kutat (C.3. és C.4. Táblázatok). C.3. Táblázat. Felszín alatti víz mélysége a Dráva balparti háttérében települt észlelőkutakban (ld. eredeti szöveg. 68 old.) Év
Hónap PL3/2 (124.99 mAf)
1997
1998
1999
2000
Vízszintészlelő kút ŠP-20 (120.7 mAf)
B-42p (121.21 mAf)
Július Szeptember November Április Szeptember Október December Április Július Október December Május Július Október
A PL3/2 jelű észlelőkút (terepmagasság 124.99 m) a Gotalovo falu szélén, az ŠP-20 jelű kút (terepmagasság 120.7 m) az Otočka község melletti erdőben, a B-42p jelű kút (terepmagasság: 121.21 m) pedig a Gola község iskolaudvarában található. A C.3. Táblázat mutatja, hogy az 1997-2000 évek között a vízszint mélységek - PL3/2 jelű kútban 328 cm (1998 október ) és 491 cm (1998 április) - ŠP-20 jelű kútban 140 cm (1998 december) és 328 cm (1997 július) - B-42p jelű kútban 228 cm (1998 december) és 500 cm (2000 október) között változtak.
A fenti vízszintek abszolút értékei ( m. A. f. ) a következők (C.4. Táblázat): -
PL3/2 jelű kút: 121.71 m – 120.5 m ŠP-20 jelű kút: 120.31 m - 118.43 m B-42p jelű kút: 118.93 m – 116.21 m.
C.2. Táblázat. Felszín alatti víz szintjei a Dráva balparti hátterében települt észlelőkutakban (ld. eredeti szöveg 69 old.) Év
Hónap PL3/2 (124.99 mAf)
1997
1998
1999
2000
Vízszintészlelő kút ŠP-20 (120.7 mAf)
B-42p (121.21 mAf)
Július Szeptember November Április Szeptember Október December Április Július Október December Május Július Október
A fent nevezett észlelő kutak vízminőségi eredményeit az 1997-2000 évi időszakra a C.5. Táblázat foglalja össze. A vízmintavételt és a vízminőségi vizsgálatokat a Varaždini Egészségügyi Központ végezte. Mivel a Horvát Köztársaság Vízvédelmi Terve a vízellátási célokra használt, illetve jövőben használandó vizet I. osztályba sorolja (Nemzeti Közlemények, 8/1999), a kijelölt megfigyelő kutakban vizsgált vízmennyiség értékelése az I. osztályra megállapított vízminőségi kritériumok alapján történt (Nemzeti Közlemények, 77/1998 és 78/1998). A kapott eredmények alapján a PL-3/2 jelű kút vízminősége nem mindig felelt meg az I. osztály kritériumainak, ami a vezetőképességet, a nitrát-tartalmat és a cink-koncentrációt érinti, kivéve az 1999 évet. 1997-ben a vas-tartalom, 2000-ben az ólom-koncentráció estek kifogás alá. Meg kell említenünk, hogy a felszín alatti víz nitrát-tartalmát a felszíni víz minőségi kritériumai alapján értékelték, mivel a felszín alatti víz vonatkozásában erre a komponensre nincs megállapítva a határérték. Az ivóvízre a nitrát megengedett koncentrációja 10 mg N/l, ami megfelel a IV. osztályú víz követelményeinek. A PL-3/2 jelű megfigyelőkút vizében folyamatosan kimutathatók voltak a kóros baktériumok (C.5. Táblázat).
C.5. Táblázat. A felszín alatti vizek vízminőségi osztályozása a Prekodravje területén települt megfigyelő kutakban ( ld. eredeti szöveg 70 old.). Mf. kút
Év
Komponens Vez. kép.
NH4
NO2
NO3
Zn
Cu
Fe
Mn
Pb
Bakt. össz. száma
patogén bakt.
1997 1998 PL3/2 1999 2000 1997 ŠP-20 1998 1999 2000 1997 B-42p 1998 1999 2000 Jelmagyarázat: + kimutatható Az ŠP-20 jelű kút vize sem elégítette ki folyamatosan az I. osztályba sorolt víz minőségi követelményeit: 1997-ben a vezetőképesség, ammónia és vastartalom, 1998-ban a cink, 1998ban és 1999-ban a réz, 1997-ben a mangán és az összes baktérium szám, 1999-ben a nitrit, 2000-ben az ólom-koncentráció volt kifogásolható. A C.5. táblázat mutatja, hogy a B-42p kút vize sem felelt meg folyamatosan az I. osztályba sorolt vizek minőségi követelményeinek. Ebben a kútban a következő komponensek estek kifogás alá: vezetőképesség, ammónia, nitrát és vas, továbbá 1997-ben és 2000-ben a cink és a mangán, 1999-ben a nitritek és 2000-ben az ólom-koncentráció. A kút vizében folyamatosan ki voltak mutathatók a kóros baktériumok is. A kijelölt kutakban vizsgált egyéb komponensek ( pH, NPB5, KPK, Mn, kloridok, kadmium, fenol) a mérési időszakban kielégítették az I. osztályba sorolt víz minőségi követelményeit.
2. NÖVÉNYI TÁRSULÁSOK A Magyar féltől (Környezetvédelmi Minisztérium, Stratégiai Tervezési és Együttműködési Főosztály STE 118/2001) kapott adatok alapján a legjelentősebb növényi társuláshoz a vizsgált területen a Lankoci eredő tartozik. Az erdőt a Duna-Dráva Nemzeti Park NyugatDráva Erdőgazdálkodási Egysége felügyeli. A Lankoci eredő nagyobb része a Novo Virje vízerőműrendszerhez tervezett víztározóval párhuzamosan terül el. Az erdő déli pereme 4.5-7.5 km távolságban van a tervezett tározó baloldali partfalától. A Lankoci erdő távolsága a tervezett tározó partjától és - ami legfontosabb- a Dombó-csatornától 6.5 és 8 km között változik. Ki kell hangsúlyozni, hogy az erdő és a tervezett tározó közötti átmeneti zóna (puffer zóna) legkeskenyebb sávja a tározó felvízi oldalán halad, Gotalovo és Gyékényes térségében. Ebből hozzávetőlegesen 1 km szélességű csík Magyarország területére esik, és kb. 3.5 km széles sáv a Horvát Köztársaság területén helyezkedik el. Ezen a helyen a horvátországi átmeneti zóna a legkeskenyebb. A puffer zóna magyarországi szakasza a Duna- Dráva Nemzeti Park határain kívül helyezkedik el. A Lankoci erdő és a tervezett víztározó közötti puffer zónát elsősorban mezőgazdasági területek foglalják el. A területen intenzív földművelés (gabonatermelés) folyik, különösen a magyar oldalon. A horvát oldalon a földterületet apróbb parcellákra osztották. A magyarországi területen ezzel szemben a földparcellák mérete lényegesen nagyobb, ami kedvezőtlenül hat a különböző bioféleségekre. A Ždalica patak az államhatár mentén folyik, részben a Magyarország területén. A helyszíni kutatások bebizonyították, hogy – feltehetően a felszín alatti vizekben észlelt vízszintapadás miatt és a nagyobb kiterjedésű területen végrehajtott meliorációs munkák következtében – a patak az év vízhiányos periódusaiban kiszárad. Ennek alapján megállapítható, hogy Ždalica a vizsgált térségben azt a területrészt csapolja le, amely időben és térben befolyásolja a felszíni és felszín alatti vizek hidrodinamikáját, a természetes növényi társulások fejlődését, s ebből kifolyólag az állatvilágot is. Ezenkívül, valószínűleg a felszíni vízelvezetés biztosítása végett, valamint az erdők és a mezőgazdasági területek elöntésének megakadályozására a Dombó-csatorna nyomvonalát a Lankoci erdőn és a Csurgó, Berzence és Somogyudvarhely településekhez tartozó mezőgazdasági területeken keresztül vezették át. Mint ahogy ezt már említettük, a Dombócsatorna és a Ždalica patak összefolyási helye feljebb van attól a helytől, ahol Ždalica ömlik be a Čambinába. A csatorna 3 m mély. Mindkét partján 2 m magas töltést építettek ki. A csatorna drénfunkciója és a terület védelme a vízjárásban bekövetkezett változásokból eredő áradások ellen azonban hatást gyakorolnak az erdei társulások szukcessziójára. A különböző években készült topográfiai térképek összehasonlításából kitűnik, hogy az erdővel foglalt terület nagysága csökkent szemben a mezőgazdasági földekkel, amelyek területi kiterjedése nőt, mégpedig nagyobb arányban a Dombó-csatorna északi partján, mint a déli oldalán. Ennek alapján - bár a vízszintek idő- és térbeli változásáról nem rendelkeztünk konkrét adatokkal - arra a következtetésre jutottunk, hogy a felszín alatti vizek szintje csökkent.
A Magyar féltől kapott adatok alapján teljes bizonysággal megállapíthatjuk, hogy a tartósan víz alatt álló területeken Carici pendulae – Alnetum a legjellegzetesebb erdei társulás. Ebben a társulásban tömegesen van jelen a enyves égerfa (Alnus glutinosa) a kányabokrokkal (Viburnum opulus) és ezüstlevelű (?) fűzfával (Salix cinerea) együtt, valamint ritkás tavi sással (Carex acutiformis) az erdő alsó szintjében. Ezen kívül itt számos ritka és védett fűfélékhez tartozó növényfaj is található a sűrűn benőtt területrészeken, mint a békaliliom (Hottonia palustris), nyári tőzike (Leucojum aestivum) és mocsári csalán (?) (Urtica kioviensis). Az égerfás ingoványokon túlmenően itt más élőhelyek is állnak víz alatt: nádasak, magas sástársulások. Az árvizek gyakoriságának csökkenése miatt az egyes területrészeket befásították és a művelés alá vették. Az ilyen erdőket elsősorban az enyves égerfa (Alnus glutinosa) és ezüstlevelű fűzfa (Salix cinerea) képviseli, amely fafajták honosak az ilyen helyeken. A égerfa-domináns partmenti erdők (Carici pendulae – Alnetum, Paridiquadrifolia –Alnetum) nagy területeket foglalnak el. Az ilyen erdők élőhelyei csak nagy árvizek idején kerülnek víz alá. A felszín alatti vizek szintje állandóan a felszín közelében helyezkedik el, s ennek következtében a talaj a felső rétegig át van itatva vízzel. A partmenti égerfaerdőkben holtágak és sekély háttéri vízfelületek húzódnak. Ebben a meander- maradványos rendszerben a víz az év legnagyobb részében visszamarad, s tavasszal a folyópartokat tömegével a védett növényfajok borítják: tavaszi tőzike (Leucojum veraum). A partmenti erdőkben a enyves éger (Alnus glutinosa) az uralkodó fafajta, azonban gyakran előfordul a magyar kőris (Fraxinus angustifolia ssp. pannonica), valamint szil és mezei szil is (Ulmus leavis és Ulmus minor). A veresgyűrű somfa (Cornus sanguinea) és a fekete bodza (Sambucus nigra) nagyszámban fordulnak elő. A partmenti eredőkben és helyenként a bükkerdőkben is burjánzik az aljnövényzet. Az égerfa erdők fölötti területeken a természetes növényzetet a partmenti tölgy - kőris-szilfa erdők (Fraxini pannonicae –ulmetum) képviselik. A cserjeszint természetes összetétele nagyon gazdag és magában foglalja a somfát (Cornus sanguinea), a szilfát és a kislevelű szilfát (Ulmus leavis és Ulmus minor), a kányabangita (ill. labdarózsa) bokrokat (Viburnum opulus) és helyenként a védett fajokhoz tartozó Daphne mezereum- ot. Tavasszal a fűtakaró általában jól fejlődik ki. A fűfélék között számos növényfaj található, mint pl. a Corydalis cava, sárga anemóna (kökörcsin, szélrózsa) ,Anemone rannunculoides és zöld fikária (Ficaria verna). A magyar jelentés kihangsúlyozza azt a tényt, hogy a folyószabályozási tevékenységgel összefüggően az utolsó 150 év alatt a növényi társulások területi eloszlásában jelentős változások mentek végbe. Emellett arra is felhívták a figyelmet, hogy mivel meglehetősen mélyfekvésű területről van szó, ennek tökéletes megcsapolása nem valósítható meg, s emiatt a terület jelentős része állandóan vagy időszakosan víz alatt áll. A magyar fél szerint a talajvízszintek változása az ilyen területeken a Dráva vízjárásával van összefüggésben. Az erdőtársulások tekintetében a magyar jelentés megállapítja, hogy az erdőtársulások területi eloszlásában észlelhető változások az utóbbi 150 évben végrehajtott folyószabályozási munkálatok következménye. Ezzel szemben nekünk az a véleményünk, hogy az erdők eloszlásában bekövetkezett változások sokkal jelentősebbek annál, mint ahogy ezt a magyar jelentés értékeli. Más szóval úgy véljük, hogy a mezőgazdasági termelés fokozása érdekében a területen végzett melioráció hatására az erdőtársulások visszafejlődtek a kiszáradás állapotáig, és ez a folyamat sokkal intenzívebben ment végbe, mint ahogy ezt a magyar jelentés állítja. Ezen a területen az erdőtársulások szukcessziója alapvetően az árvizek és
felszín alatti vizek idő- és térbeli változásaitól függ, amelyek ebből a szempontból fő környezeti tényezőknek tekinthetők. E tényezők változását a talajjavítási munkák idézték elő, amelyek nem csak a mélyfekvésű területek és részben a Zákányi felvidék vizeire voltak hatással, hanem a csapadékvíz beszivárgási viszonyaira is. Így lehetséges, hogy a Lankoci erdővel foglalt terület vízháztartása időben és térben szorosabb összefüggésben van a fent említett vizekkel, mint a Dráva vízjárásával, amit a magyar fél által előterjesztett jelentés állapít meg. A Novo Virje többcélú vízerőműrendszer céljaira végzett hidraulikai számítások alapján a Prekodravje térség felszín alatti vizeit a Dráva folyó vízállas változásai befolyásolják. A Prekodravje térség Botovoi híd és Otočka közötti szakaszán ez a hatás a Magyar Köztársaság területére is átterjed. Arról, hogy milyen messze érezhető ez a hatás a magyarországi területen, nincsenek pontos adatok. Ha azt tételezzük fel, hogy a hatás a Dráva baloldalán ugyanúgy terjed, mint a folyó jobbparti hátterében, akkor a magyar területen a Gotalovo-i vízszintek hatása kb. 2.5 km távolságra, az Otočka-i vízszinteké kb. 1.8 km-re, azaz a Lankoci erdő déli előteréig terjedhet. A Pridravje régióban – Botovo és Koprivnica között – a Drávavízállások közvetlen hatása a felszín alatti vizekre cca. 5 km-es sávban érvényesül. Továbbá, a Prekodravje térség felszín alatti vizeiben 1967- és 1990 évek közötti időszakban a vízszint éves minimuma közel 30 cm-el, maximuma 30, illetve 90 cm-el csökkent, amit nem a Dráva vízhozamának visszaesése, hanem a felszín alatti vízszintek regionális csökkenése okozott. A számítások azt mutatják, hogy 1926-1991 évek között a Dráva LKV szintjei a Botovo melletti szelvényben évente cca. 2.56 cm-el csökkentek. Ez azt jelenti, hogy a vizsgálati időszak alatt az LKV szint összesen 1.7 m –t esett. Feltételezhető, hogy a vízszintcsökkenést részben a mederfenék mélyülése okozta. A KÖV szintek átlagban évi 1.7 cm-el mentek lejjebb, ami a vizsgált időszakra összesen cca. 1.10 m-t tesz ki. Feltéve, hogy a felszín alatti vizeknél a vízszintcsökkenési tendencia tartós volt az 1991-2002 években, a minimális szintek további 28 cm-t, az évi átlagok pedig további 19 cm-t estek. A minimális vízszintek csökkenése 1926- tól napjainkig elérte cca. a 2.00 m-t, az évi átlagoknál ez az érték cca. 1.30 m. A fentiek alapján kétségbe vonjuk, hogy a tartósan vízzel borított biotópok - vagyis a Carici pendulae - Alnetum és a nádasok (Scripto – Phragmitetum) társulások - ebben a térségben is léteztek volna. Ha ezek léteztek, akkor csak szórványosan és kis kiterjedésben. E társulások jellegzetes tulajdonsága az, hogy az év legnagyobb részében vízben állnak. A víz mélysége 20-70 cm között változhat. A szóban forgó biotópokra jellemző vízborítás tartóssága a csapadékviszonyoktól függ. Néha az ilyen élőhelyeken a víz kora őszig marad meg, időnként már a tavasz közepén- áprilisban – vonul vissza. A felszín alatti víz egész évben a felszín közelében helyezkedik el, és általában nem esik le a 2 m alá. Mivel a tipikus égerfa társulásokra három fejlődési szakasz a jellemző, az a véleményünk, hogy a vizsgált területen - a hidrológiai viszonyok változása és szárazság fokozódása következtében – az égerfa társulások a harmadik átmeneti fejlődési szakaszt élik át. Az égerfa társulások átmeneti fejlődési fázisa a pusztulási folyamatot jelenti, amikor fokozódik a szárazságot jobban tűrő más fajokkal történő váltásuk. Ennél az oknál fogva, úgy véljük, hogy az optimális fejlődési fázisban lévő égerfatársulás - amelyet uralkodóan az enyves égerfa (Alnus glutinosa) képvisel a magyar kőris (Fraxinus angustifolia ssp. pannonica),
valamint szilfa és kislevelű szilfa is (Ulmus leavis és Ulmus minor) kíséretében - a vizsgált területen, azaz Lankoci erdőben, csak kis kiterjedésben fordul elő. Emellett az a véleményünk, hogy a vizsgált területen hiányoznak a művelt enyves égerfa és ezüstlevelű (?) fűzfa (Salix cinerea) erdők túléléséhez szükséges feltételek, amely társulásokat a jelentés úgy említi, mint a volt nádas élőhelyek foglalóit az árvizek csökkenésével érintett területen. Véleményünk szerint a hidrológiai viszonyok változása miatt az égerfa-domináns partmenti erdők (Carici pendulae – Alnetum, Paridiquadrifolia –Alnetum) kiterjedése a vizsgált területen korlátozott, szemben a magyar jelentés állításaival. A fentiekben említett védett növény – tavaszi tőzike (Leucojum veraum) – jelenleg nem tartozik a veszélyeztetett növényfajokhoz Horvátországban. Ez a növény, amely nagy mennyiségekben fordul elő, nedves élőhelyeket kedvel az élősövények aljában, a réteken és az árnyékos nedves erdőkben, ahol a növényzet magassága nem haladja meg az 1.300 m-t. Ez a növény dekoratív virágokkal rendelkezik. Azokon a területeken, ahol talajjavító munkákra került sor, e növény érzékeny növényfajnak minősül, mivel a virágait leszedik. A magyar jelentés megemlíti a bükk (Fagus silvatica) jelenlétét, amelynek az a tulajdonsága, hogy csak olyan területeken fordul elő, ahol az élőhelyét nem önti el a víz. Ez a tény rámutat a területen végbement vízháztartási változásokra és a szárazság fokozódására. A bükk (Fagus silvatica) az alluviális felszíneken nő, a tölgy-gyertyánfaeredők mikromagaslatain, ahol a felszín alatti víz szintje egész évben 2 - 3 m mélységben helyezkedik el a terepszint alatt, és a legnedvesebb tavaszi időszakaiban sem haladja meg az 1 m-es mélységet. Ezért az a véleményünk, hogy a magyar jelentésben említett harmadik társulás - a tölgykőris-szilfa erdők – domináló erdőközösséget képvisel a vizsgált területen. Az utóbbi erdők a Corine 44.4313 jelű iliriai ártéri tölgy- gyertyánfaeredők (Querco robori –Carpinetum subb. caricetosum brizoidis) biotóp-osztályába tartoznak. A fent említett ártéri erdőtársulásokra jellemző, hogy az enyves égerfa (Alnus glutinosa) átmeneti fejlődési fázisát követően fejlődnek. Az átmeneti fejlődési fázisban az égerfaerdők fokozatosan kipusztulnak, és helyettük kocsányos tölgy (Quercus robur) jelenik meg, sőt egyes helyeken a mezei juhar (Acer campestre) és gyertyánfa (Caprinus betuli) is előfordulnak. Szerintünk ebben az erdőtársulásban az enyves égerfa (Alnus glutinosa) is jelen van. A kedvezőtlen vízháztartási viszonyok miatt nem kizárt, hogy itt előfordulnak a nedvesebb élőhelyeket igénylő kiszáradt égerfák és más kísérő növényfajok is. A partmenti tölgy-kőris-szilfa erdőtársulások kevésbé nedves élőhelyeket keresnek, ahol a víz csak nagyon rövid ideig áll a területen. Ezek az erdőtársulások, amelyeket a tölgy (Querus robur) mellett főleg gyertyánfa (Carpinus betulus), szilfa és kislevelű szilfa (Ulmus leavis és Ulmus minor), kőris (Fraxinus angustifolia) alkotják, a felszín alatti vízszint változékonyságától függnek. A magyar jelentés megemlíti, hogy ebben az erdőtársulásban a cserjék aljában települő, gyorsan hervadó védett növények is vannak jelen. Ezek képviselője a közönséges Daphne mezereum, amely azonban jelenleg nem tartozik a védett növényfajok közé Horvátországban. A közönséges daphne gazdagon jelenik meg a természetes élőhelyeken. Általában a tölgy- (Quercus), gyertyánfa- (Carpinus), szelídgesztenye- (Castanea sativa), bükk- (Fagus silvatica) és (jegenye- vagy luc-) fenyő (Abies) erdők szélén, valamint
az erdőalja és tisztások peremén, a laza, magas mész- és humusztartalmú üde termőtalajokon nő. E növényfaj akkor károsodik, ha letépik a virágait – ezért érzékeny. A területen végrehajtott komoly meliorációs munka következményei, illetve az antropogén hatások még mindig érezhetők a területen, és ebből adódóan itt különböző omladéknövényformákra is lehet számítani. Feltételezésünk szerint az omladéknövények legjelentősebb képviselői a különböző nitrofitek: aranyeső és a közönséges aranyeső (Solidago gigantes és S. canadensis), Echinocystis lobata, Amorpha fruticosa, stb. Az emberi beavatkozások hatására kifejlődött óriás és közönséges aranyeső (Solidagietum seronitea canadensis) elsősorban az alluviális eredetű vékony kavicsos talajokon települ, ahol magas a talajvíz. De előfordul a későbbiek folyamán felhagyott szántóföldeken is. Ezek az évelő növények más alárendelt növényfajokkal együtt valószínűleg a meglévő csatornák és árkok mentét is benőtték. Sárga virágai - főleg a nyári virágzás idején – uralják a táj színpalettáját. Nem ritka, hogy az aranyeső társulások a növénytakaró képződésének hosszú kezdeti stádiumát képviselik, és gyakran azon ritkás erdők alsó szintjét alkotják, amelyek kialakulását a megváltozott vízháztartási viszonyok váltották ki. Az Amorpha fruticosa jellegzetesen az útpadkák és vasútvonalak mentén telepszik. Mivel a vizsgálat térséget vasútvonal szeli át, feltételezzük, hogy ez a növény is előfordul a területen. Egyéb növényfajok közül feltehetően a rétek és legelők növényzete is jelen van a területen, azonban azt gazdasági szempontból valószínűleg kevésbé fontos növénytársulásokhoz sorolják.
44
D. A TERVEZETT LÉTESÍTMÉNY HATÁROKON ÁTTERJEDŐ HATÁSAI A tervezett többcélú vízerőmű rendszer hatással lesz a háttéri felszíni és felszín alatti vizekre. A víztározót a Dráva-mellékfolyók torkolatánál hozzák létre, azok átvágásával és a védőtöltések építésével. A mellékfolyók vizét az oldalcsatornákba terelik. A víztározóból kiszivárgó víz az alluviális üledékekben tárolt talajvíz felé áramlik majd. A Dráva medre megcsapolja a gát és az árapasztó csatorna torkolata közötti szakasz mentén fekvő terület talajvízét. A talajvízszint-változás kiválthatja a víz-levegő egyensúlyi átalakulásokat az ökológiai talajprofilban, ami bizonyos változásokat idézhet elő a természetes élőhelyek nedvességtartalmában (nedvesedés vagy kiszáradás). 1. A FELSZÍNI ÉS FELSZÍN ALATTI VIZEKRE GYAKOROLT HATÁSOK Az Izidorijus vízfolyás Gotalovo községtől nyugatra lép át Horvátországba a Magyarország területéről. A vízfolyás Dráva mellékfolyója. Az összefolyásuk fölötti szakaszon a vízfolyás az alluviális üledékekben vájta ki medrét. A projekt előirányozta az Izidorijus egybetorkolását a jobboldali övcsatornával. Mivel az államhatár kereszteződésénél a patak medrében már megépült a beton vízlépcső, a tervezett létesítmény nem lesz hatással a határközi vízfolyásra. A Dombó-csatorna Ždalica községtől keletre ömlik be a Ždalica folyóba, amely azután Čambina tóba folyik be annak északi partján, illetve a Drávába torkollik be a gát alvízi szakaszán. A Novo Virje tervezett létesítmény nem vágja át a vízfolyást a torkolati szelvényben. A Dráva gátalatti szakaszának vízszintjei és a környezeti szempontból elfogadhatóbb vízhozama kedvezőbb feltételeket biztosít a Ždalica és Dombó-csatorna mentén fekvő mezőgazdasági földek lecsapolására. Figyelembe véve, hogy a Čambina tó vízszintje süllyed, tervbe vették a tó vízpótlását a jobboldali övcsatornából, megvalósítva ezzel a Ždalica és Čambina kilépő vízhozamának szabályozását. A fentiek alapján megállapították, hogy a tervezett létesítmény hatása nem lesz jelentős sem a Ždalica folyóra, sem a Čambina tóra, ellenkezőleg lehetőséget biztosít majd a Čambina tó felélesztésére és a mezőgazdasági területek megfelelő víztelenítésére, még az államhatár másik oldalán fekvő földeken is. A víztározóból eredő beszivárgás mértéke a felszín alatti alluviális víztárolóba a tervezett védelmi intézkedések végrehajtásától függ. A többcélú Novo Virje rendszer Koncepciós Terve a következő intézkedések végrehajtását helyezi kilátásba: -
a víztározó vízzáró partvédőművének kiépítése, övcsatornák létesítése a töltés mentett oldali lábánál, vízrekesztő gallér létesítése a partfal lábánál, annak vízi oldalán, 10 m mély és 10 m hosszú vízrekesztő membránfal az oldalfal alatt vízelvezető rendszer építése a mezőgazdasági területek víztelenítésére.
A tervezett létesítmény által kifejtett hatások becslésére matematikai modelleket alkalmaztunk. Ezek a víztározóból történő kiszivárgás modellje és a felszín alatti vízáramlási modell. A modellezést a jelenlegi és az építés utáni állapotokra végeztük, számolva a tervezett védelmi intézkedések végrehajtásával. 1. A víztározó táplálja a felszín alatti vizeket, ami a vízszintek emelkedéséhez vezet. A tározófenék kolmatációja csökkenti a kiszivárgást.
45
2. A határon átnyúló területeken a talajvízszint-emelkedés átlagos értékét 1.00 m-re becsülik, maximális vízszintekre ez az érték eléri a 0.50 m-t. 3. A fenti vízszintemelkedés nem fejt ki hatást a mezőgazdasági területek hasznosítására a Magyar Köztársaság területén. 4. A Bélavártól keletre található mélyfekvésű területrészeken bekövetkezhet a kedvezőtlen mértékű vízszintsüllyedés a felszín alatti vizekben. A nem kívánt vízszintcsökkenés megállítására kiegészítő védelmi intézkedésekre van szükség. Mint ahogy ezt az előzőekben már említettük, az elemzéseket globális matematikai modell segítségével végeztük. A kapott eredményeket felhasználtuk a határokon átterjedő hatások felméréséhez. Mivel a magyarországi oldalon nem álltak rendelkezésre sem az alluviális víztároló réteg hidrogeológiai jellemzőire vonatkozó adatok, sem a talajvízszint-mérések, az elemezéseknél jelentkező adathiányt az elérhető horvátországi adatok extrapolációjával pótoltuk. Ha a határon átnyúló területekre vonatkozó adatok már rendelkezésre állnak, el kell végezni a matematikai modell újbóli kalibrálását, mivel a modellezés kiinduló pontnak tekinthető a tervezett létesítmény által kifejtett hatások kiértékelésében. A Novo Virje többcélú rendszer kiépítés utáni állapotára vonatkozó felszín alatti vizek modellezését a magyar és horvát feleknek együttműködve kell folytatni annak érdekében, hogy közösen meg tudják határozni azokat a kiegészítő intézkedéseket, amelyeket meg kell tenni, hogy a hatásokat elfogadtató szintre tudják szorítani, ami azonban összefügg a határközi terület hasznosítási céljaival. 2. A BIOÖKOLÓGIAI ÁLLAPOTRA KIFEJTETT HATÁSOK A tervezett létesítmény építése következtében bioökológiai állapotot érő határon átterjedő hatásokat mindenek előtt a vizsgált terület magyarországi oldalához tartozó felszín alatti vizekre jelenleg jellemző vízszint idő-és térbeli dinamizmusa határozza meg. Figyelembe véve a jelenlegi vízszint helyzetét és a vizsgált területen honos növénytársulások életfeltételeit meghatározó környezetvédelmi követelményeket, megállapíthatjuk, hogy az létesítmény építése után várható vízszintemelkedés a vizsgált területen nem feltétlenül káros hatást fog kiváltani a növény- és állatvilág fejlődésére és fenntartására. Ellenkezőleg a jelenleg megfigyelhető vízszintcsökkenő tendenciával szemben, az építés utáni vízszintemelkedés pozitív hatással lesz a területen meghonosodott erdőtársulások életkörülményeire és fejlődésére és megkönnyíti a felszín alatti vízszint idő- és térbeli alakulásától függő védelem olyan szintű biztosítását, amelynél teljesülnek a domináns növényfajok környezetvédelmi feltételei. Nincs garancia arra, hogy a magyar területen végzett talajjavító munkák következményeként a létesítmény balparti háttérében megemelkedett talajvíz - közepes és magas vízállasainál - nem fogja érinteni az erdős területet. Ha igen, akkor a hatása környezetvédelmi és ökológiai szempontból jelentéktelen lesz. Jelenleg még nehéz felbecsülni a Novo Virje többcélú rendszer hatásait a Lankoci erdő bioökológiai állapotára, amely erdő a magyar jelentés szerint kimagaslóan nagy természetes értéket képvisel a vizsgált területen. Ez arra vezethető vissza, hogy jelenleg nem állnak rendelkezésre a magyarországi területhez tartozó felszín alatti alluviális víztároló hidrogeológiai és hidraulikai jellemzőire vonatkozó adatok, amelyek szükségesek ahhoz, hogy fel tudjuk becsülni a tervezett létesítmény hatását a felszín alatti vízszintek alakulására
46
a határközi térségben. A határon átterjedő hatások értékelésénél jelentkezett adathiány áthidalására a magyarországi jellemzők helyett horvátországi vízszintek és hidrogeológiai mutatók extrapolált értékeit alkalmaztuk. Ezért kérdéses, hogy a felhasznált adatok megfelelően tükrözik-e a vizsgált határközi terület viszonyait, vagy sem. A hidraulikai és hidrogeológiai adatokon túlmenően, hiányoztak a modellezés eredményeit befolyásoló más határfeltételekre vonatkozó adatok is. Ebből kifolyólag, fenntartásaink vannak azt illetően, hogy a határközi területen, pontosabban a Lankoci erdő élőhelyein, mennyire lehet számolni a becsült vízszintemelkedés mértékével, amelyet átlagos vízszintek esetében 1.00 m-re, magas vízállások esetében 0.50 m-re becsültünk. A Lankoci erdő déli szélétől államhatárig számolt távolság a Gotalovo községnél - ahogy ezt már korábban is kimutattuk – cca. 1 km , ugyanakkor a Lankoci erdő északi pereme és a határ közötti távolság több km-t tesz ki. Ezen kívül a Dombó-csatorna nyomvonala a Lankoci erdőn és mezőgazdasági földeken keresztül halad. A csatorna mélysége 3 m, és a 2 m-t elérő védőtöltésekkel rendelkezik. A tervezett létesítmény kiépítése után a Dombó-csatorna vízlecsapoló funkciója is gyakorolhat hatást az erdei ökoszisztémán belüli felszín alatti vízszint alakulására. Felmerül a kérdés, hogy a vízszintemelkedés jár-e következményekkel a Lankoci erdő élőhelyein, figyelembe véve, hogy jelenleg az erdőtársulások szukcesszión mennek keresztül a fokozódó kiszáradás felé, és hogy az égeringoványos- (Carici pendulae – alnetum) és sástársulások (Scripo –Phragmitetum) jelenleg csak szórványosan és kis kiterjedésben fordulnak elő a területen. A megváltozott vízháztartási viszonyok következtében a vizsgált térségben található égeresek (Carici pendulae – alnetum, Paridiquadrifolia – alnetum) csak korlatozott területeket foglalnak el. A kocsányos tölgy (Quercus robur) és gyertyán (Carpinus betuli) elszaporodása arra mutat, hogy az erdőtársulások szukcesszión mennek keresztül a fokozódó szárazság miatt. E fajok elterjedése és ezt kísérő száraz égerfaállomány előfordulása annak a következménye, hogy az enyves égererdők átmeneti fejlődési fázisban vannak, ami azt jelenti, hogy az erdők lassan pusztulnak. Ez egy újabb kérdést von maga után, nevezetesen lesz-e szükség olyan intézkedésekre, amelyek megállítják az erdőtársulások kiszáradás felé tartó átalakulását a Lankoci erdőben és helyreállítják a vízháztartási viszonyok olyan egyensúlyi állapotát, amely biztosítja az enyves égererdő társulások életfeltételeit és az optimális fejlődési fázisnak megfelelő fenntartásukat. Az intézkedéseknek meg kell célozni a megfelelő vízháztartási egyensúly elérését, ami annak a környezeti alapfeltételnek a biztosítását jelenti, amelytől az erdőtársulások szukcessziója függ. Ezért a többcélú Novo Virje rendszer tervezett létesítményének megépítésével meg kell teremteni a feltételeket arra, hogy a határmenti területen, illetve pontosabban a Lankoci erdőben, a talajvízjárás megfelelően alakuljon ki mind az idő-, mind a térbeli léptékben. Mint ahogy ezt már az előzőekben megállapítottuk, a várható vízszintemelkedés nem idéz elő káros hatásokat a jelenlegi mezőgazdasági termelésre a Lankoci erdő és határvonal közötti térségben. Fontos, hogy létrejöjjön az államközi együttműködés a különböző szakterületet képviselő kutatók és szakértők szintjén, ami hozzájárul a vizsgált terület valamennyi érdekelt felhasználója számára elfogadható megoldás kidolgozásához. Első lépésben el kell végezni a jelenlegi állapotra szerkesztett matematikai modell újbóli kalibrálását, ami kiinduló pontot jelent a tervezett létesítménnyel érintett szakaszt érő hatások felmérésében a határon átnyúló területen. A tervezők birtokában van több olyan kiegészítő védelmi megoldás, amelyek segítségével megvalósítható a talajvízjárás hatékony beigazítása és fenntartása időben és térben.