Tiszasasi buzgár1 Dr. Nagy László BME Geotechnika és Mérnökgeológia Tanszék
Eltelt 15 év a 2000. évi árvízvédekezés, a Tiszasasi buzgár kitörése és elfogása óta. Az akkori tapasztalatok részben új utat mutattak a buzgár elleni védekezésben, ugyanis olyan kérdések merültek fel, melyek korábban nem. Talán nem érdektelen 15 évvel a Tiszasasi buzgár megjelenése után áttekinteni és összegezni az akkori tapasztalatokat az árvízvédekezéssel és a helyreállítással kapcsolatban.
A 10.05 árvízvédelmi szakaszon a 2000. évi árvíz ideje alatt négy nagyobb buzgár alakult ki (1. kép) a 13+385 (ld. 2. kép), 14+558 (ld. 3. kép), 14+710 (Tiszasasi buzgár) és a 14+986 (ld. 4. kép) tkm szelvényekben, melyek közül a 14+710 szelvényben lévő volt a legnagyobb.
1. kép Tisza bal parti buzgárok Tiszasas környékén 2000-ben
A Tiszasasi buzgár a Tisza bal parton a 14+710 tkm szelvényben 2000. április 18.-án alakult ki. Először ártalmatlannak tűnő, 3-5 cm átmérőjű, apró szemcséket mozgató, de tiszta vizet szállító buzgár volt április 16-án. A következő két napban semmilyen védekezés nem volt a buzgárnál. 1
A sajtóban azt a nevet kapta, hogy „Közép-Európa legnagyobb buzgára”, így az újságíróknak jobban „eladható” volt.
A helyszín közelében lévők által a riasztás a buzgárról 8:00 órakor történt, a mentett oldali lábtól 4 m-re mintegy 25-30 cm átmérővel jelent meg a feltörő víz, majdnem ugyanennyi volt a kialakult vízdóm magassága is. A kiáramló víz sok talajt (árvizes szóhasználat szerint „anyagot”) hozott, benne apró talajrögökkel. A helyszínre a közelben lévő katonákat rendelték, a védekezés azonnal megkezdődött.
5. kép Az árvízvédekezés kezdete a Tiszasasi buzgárnál
3. kép 2000. 06.02.-én készült kép a Tiszasasi buzgártól délre a 14+558 tkm szelvényben lévő buzgárról.
A segédőrök elmondása szerint, a buzgár minden előzmény nélkül robbant ki. Keletkezésével egy időben, a hullámtéren örvénylést láttak a gáttól mintegy 30 méterre, az erdősáv szélén2. A VITUKI által készített ősmeder – keresztezés jegyzékben, e szelvényben nem jeleztek keresztezést: csak a 14+860 – 14+800 tkm között. (Lásd: VITUKI 7782/4/102 témaszám) A helyszínen tartózkodó 43 fő az ellennyomó medencét 5 sor szélességűre kezdte kiépíteni. A vízfelszín erősen fortyogó, sok szemcsét szállító volt. A buzgár elfogása a védekezők szerint 12:30-ra fejeződött be ~ 1,7 m magassággal. A magassági kiépítést nem követte a medence falának szélesítése, pedig a mintegy 1,7 méteres magassághoz több mint három méteres talpszélességnek kellett volna tartoznia.
2. kép Buzgár a Tisza bp. 13+385 szelvényben
4. kép Buzgár a Tisza bp. 14+986 szelvényben
6. kép Talajtörés eredménye a buzgár ellennyomó medencéje alatt délután három órakor
Délután három óra körül igen heves kitöréssel fiókbuzgár alakult ki az ellennyomó medence alatt, aminek következtében a már kiépült ellennyomó medencében a vízszint néhány perc alatt mintegy 0,5 m-t csökkent. A kitörés hevessége komoly aggodalomra adott okot. Az I. kazetta ellennyomó medencéjének építését katonák és civilek végezték, a fala 3 sor széles, 8 zsáksor magas volt. Az I. kazetta medencéje félkör alakban csatlakozott az előzőhöz. Ezt 2
Valószínűleg az örvénylésnek nem volt köze a buzgárhoz.
követően újabb ellennyomó medence építése (II. kazetta az 1. ábrán) vált szükségessé a már mutatkozó újabb talajtörés megakadályozására. Ezekkel a munkákkal 18:30-ra végeztek. 7. kép Az első talajtörés bevédésére kialakított ellennyomó medence a kép előterében
A szolgálatban lévő vészőr jelentése szerint: 20:00 - 22:00 óra között az első ellennyomó medencéből szünetelt a víz kifolyása, majd 22 órakor az I. kazettában intenzív vízfeltörés alakult ki. 23:00 órakor 3 sort emeltek helyi erővel, az ellennyomás biztosítására (eközben az első ellennyomó medencében újra csökkenni kezdett a vízszint). Az I. kazetta medence falának 3 zsáksorral történt emelésének hatására a feltörés megszűnt, az első ellennyomó medencéből újból átbukott a víz, ugyanakkor intenzív habosodás kezdődött. Vastag, barna hab jelent meg a vízfelszínén.
8. kép Fiókbuzgárok a Tiszasasi buzgár mellett
Április 19. A I. kazetta fiókbuzgárjánál előző napi talajtörés következménye: beszakadt az oldalkráter, ezért az ellennyomó medence két külső sora kb. 1,5 m hosszban megsüllyedt, kidőlt, néhány zsák lecsúszott (ld. 6. kép). A mögötte lévő három sor továbbra is jól zár.
15:00 – 15:05 óra között az ellennyomó medencében az átbukás fokozatosan megszűnt, majd újraindult (pulzálás). Ettől eltekintve a buzgár nyugodtnak tűnt, bár még sok lebegtetett hordalékot mozgatott.
1. ábra a Tiszasasi buzgár helyszínrajzi felmérése
Április 20. Az újabb talajtörés megelőzésére kiépült a III. kazetta, csatlakozva a II. kazettához és az ellennyomó medencéhez (ld. 1. ábra). Az ellennyomó medence talpa alól ugyanis opálos színű víz tört elő. Az I. kazetta magasságát megemelték az ellennyomó medence magasságáig, változatlan kifolyási szinttel, azért, hogy amennyiben a ellennyomó medence ”meghibásodik” azonnal lehessen zárni. Az ellennyomó medencében a víz átbukás rövid időre megállt, majd újraindult (ismét pulzálás!).
Megkezdődött a vízhőmérséklet mérés (1 °C fok beosztású hőmérővel, a tized értékeket becsülni lehet). A tiszai mérést a parttól kb. 1-1,5 m-re lehet végezni, a buzgárban a kifolyásnál, a 14+558 tkm-ben a gátlábnál található buzgár, mint “kontrol” szerepel. Vízhőmérséklet mérés: Tisza: 11 ˚C, Buzgár: 8,6 ~ 8,7 °C, 14+558 (kontrol): 8,1 ~ 8,2 °C
9. kép Elkészültek a kapcsolódó kazetták ellennyomó medencéi április 20.-ra
Április 21. 8:00 – 8:30 óra között az I. kazettában a vízátbukás leállt, a vízszint olyannyira lecsökkent (~ 10 cm-t), hogy előtűnt a fiókbuzgár által kimosott talaj (8. kép). Ezzel egy időben az ellennyomó medencében zavarossá vált a víz. Megkezdték az ellennyomó medence magasságának emelését (4 sorral), ami 11:30 órára elkészült. Az I. sz. kazettában lassan emelkedett a vízszint, de továbbra sem bukott át. Az ellennyomó medence vízoszlop magasságának emelésével együtt emelték a kazetták kifolyási szintjét is (1-2 sorral), állandó figyelemmel kísérve az állékonyságoz. 12:30 búvárok igénybevétele a buzgár feltételezett nyílásának felderítésére (Magyar Speciális Mentők). A nyílást nem találták meg a vízoldalon, de megállapították, hogy a mentett oldalon az ellennyomó medencében kb. 2,0-2,5 m3 homok (homokliszt) sodródott át a buzgár járatán. Ezért sürgetően fontos a vízoldalon feltételezhető bemeneti nyílás lezárása. Vízhő: 11:30-kor Tisza: 12,2 °C, (11 °C búvárok mérték, 5 m mélyen), buzgár: 9,5 °C, 14+558 tkm: 8,0 ~ 8,2 °C (kontrol) 16:20-kor: Tisza: 14,5 °C, Buzgár: 9,5 °C, 14+558 : 8,0 ~ 8,2 °C (kontrol) Április 22. Éjjel 2:30 órakor az I. sz. kazetta vízszintje újból csökkent: a nyomok alapján 5 - 8 cm-t. Az ellennyomó medencében a víz felszíne “pezseg”, habzik. A buzgár vízhozama enyhén csökkent, a víz színe valamivel fedettebb, mint előző nap. A III. kazettából a vízátbukás
minimális, rendellenességet nem tapasztalni. A várakozás, hogy a következő napokban a nagyon lassan meginduló apadással javulni fog a helyzet. Vízhő: 7:50 Tisza: 11 C, Buzgár: 9,5 °C, 14+558: 8,0 °C (kontrol), 15:30 Tisza: 14,8 °C, Buzgár: 9,5 °C, 14+558: 7,9 ~ 8,0 °C (kontrol) A 14 órakor elkezdett, az ellennyomó medencéket és a kazettákat körbefogó gyűrű készült 18:30-ra 4 zsáksor szélességgel, a védelmi törzs utasítására. Bekötés az I. és III. számú kazetták lekötési pontjánál. A munkálatok az éjszakai órákban is folytak. Kialakítandó magasság 1,0 m volt. A buzgárelfogásba eddig beépített összes homokzsák mintegy 23000 db. Április 23. A kora reggeli órákban (pótkocsis traktor alatt) beszakadt a korona vízoldali része a 14+710 tkm szelvényben. A kb. 1,2 x 1,5 m felületű 1,4 m mély beszakadásból a földet kézi munkával emelték ki. Az üreg fala harangszerűen szélesedett ki, határozott szakadási felülettel. Falai kemények, de erősebben megütve döngő hangot hallatott. A visszatöltést (juta) homokzsákokkal végezték. A kimosott anyag felmérése alapján megállapítható volt, hogy több mint három köbméternyi talaj távozott el a gátból. Ez talaj valahonnan hiányzik! A reggeli traktor beszakadás rávilágított arra, hogy a gát állékonysága szempontjából is milyen veszélyes, ha nagyobb tömegben talaj kimosódik. Ezért kell valamilyen közelítő módszerrel anyagmérleget csinálni. Az eltávozott anyag nagy része a beszakadás helyéről származhatott. Valamilyen szinten megnyugtató is volt, hogy kiderült a kimosott talaj eredete. Délben az OMIT Töltésfeltáró Szakcsoportja értékelte a buzgár körüli védekezést és a következő öt beavatkozást rendelte el a VIZIG árvízvédelmi törzs útján: 1. A mentett oldali rézsű bordákkal történő megtámasztása (arra az esetre, ha a korona beszakadna legyen lehetőség, legyen fizikai alap a további védelem kialakítására). 2. Mérése a buzgárból kifolyó vízhozamnak (azért, hogy a pulzálás számszerűen is bemutatható legyen, valamint a buzgár vízhozamának változása nyomon követhető legyen). 3. A gátból kimosott és a buzgár ellennyomó medencéjébe bemosott talaj mennyiségének meghatározása: az ellennyomó medencékbe bemosott anyag valahonnan hiányzik, csak ebből következtethetünk a kialakult járatrendszer méreteire. Ugyanakkor az ellennyomó medencében is lehet olyan nagy a kimosott talaj vastagsága, hogy fizikai akadályt jelent a kiáramló víznek, aminek a következménye a fiókbuzgári tevékenység növekedése lehet. Ne feledjük el, hogy 1,7-1,8 méter magas ellennyomó medencénél és 30-40 cm-es átlátszódás mellett nem lehetett ellenőrizni azt sem, hogy továbbra is hoz-e talajt a buzgár. Egy rúd végére erősített lapocska alkalmasnak tűnt letapogatni a kimosott anyag felső szintjét az ellennyomó medence koronájához viszonyítva. 4. Az egész buzgárelfogó ellennyomó medence rendszer körbefogása egy külső körrel (az un. patkóval, ld. az 1. ábrán), ami meglévő fizikai alapot adhat egy havária esetén egy újabb ellennyomó medence építéséhez. 5. Talajmechanikai fúrás végzése vízoldali koronaélben a buzgártól mintegy 5-10 méterre nyolc méteres mélységbe. 6. Vízoldal lefóliázása búvárok bevonásával.
7. Kisátmérőjű talajmechanikai feltárófúrás végzése a buzgár szelvényétől mintegy 10 méterre a vízoldali koronaélből indítva nyolc méteres mélységbe. Ezen intézkedésekkel párhuzamosan a Vízügyi Igazgatóság Varga László védelemvezető helyettes intézkedésére a VIZIG területén állomásozó két árvízvédelmi osztagot Tiszasashoz közelebbre áttelepítettek. Az árvízi biztonság javítása érdekében felmerült a szádfalazás kérdése is, amikor azonban kiderült, hogy alapvetően a töltésen keresztül alakult ki a buzgár, a dinamikus hatások miatt ennek a végrehajtása elvetésre került. Ismét felvetődött a szádlemez statikus lejuttatásának kérdése. Valószínű, hogy a vízügy elbírna egy ilyen gépet, már csak azért is, mert más területeken is használható lenne. 14:00 az OMIT utasítása értelmében újabb körítő kazetta (a patkó) építése megkezdődött, ez 4 zsáksor szélességben körbefogja az összes eddigi kazettát legalább 2 m távolságra azoktól, csatlakozva a töltéshez (1. ábra). 15:00-16:00 a szolnoki búvárok helyszínre érkeztek, s rövid időn belül megtalálták a buzgár második feltételezett bemeneti nyílását (1. ábra), a vízoldali koronaéltől kb. 3 m-re, amit több mint 30 db homokzsákkal tömték el, majd elkezdték a vízoldal lefóliázását. Sötétedéskor levonultak, hogy másnap folytatják. Délután az OMIT Töltésfeltáró Szakcsoportja délután nyolc méter mély fúrást végzett a 14+720 tkm szelvényben, mintegy 10 méterre a buzgár tengelyétől, a vízoldali korona élben. E szerint: 0,00-1,10 m barna iszapos agyag, 1,10-3,50 m barna agyag, 3,50-4,00 m barna homokos iszapos agyag, homoklisztes3 iszap, 4,00-4,90 m barna szürke agyag, 4,90-5,00 m barna homokos iszapos homokliszt, 5,00-5,40 m barnásszürke agyag4, 5,40-5,90 m barna homokos homoklisztes iszap, 5,90-8,00 m masszív szürkésfekete agyag. A fúrón a minta, 0,2 m-től 1,8 m-ig üreges, hézagos, ugyanakkor a minta, 1,3 m-től 1,9 m-ig átázott, puha állagú volt. A fúrások azt mutatták, hogy alapvetően kötött talajok alkotják a töltést, de azonosításra került átmeneti talajú réteg is. Viszonylag vegyes rétegződés volt a töltésben és az altalaj legfelső részében. A korona alatti 5,9 métertől egy masszív agyag réteg kezdődött, amelyik már biztos nem vett részt a buzgárképződésben. A feltárás már azt mutatta, hogy nem alapvetően az altalajban lejátszódó buzgárral van dolgunk, hanem a töltés vegyes laza rétegeiben alakult ki az árvízi jelenség. Ezt támasztotta alá a vízoldali koronaél beszakadása is. Vízhőmérséklet: 16:10 buzgár: 10 °C, Vízhozammérés (ellennyomó medence): 17:15 1 vödör (10 liter) = 10 sec (röviddel előtte ~ 11 sec). 3
Az EUROCODE 7 bevezetése óta nincs homokliszt megnevezés a magyar nomenklatúrában, itt a korhűség miatt maradt meg. 4 Ez lehetett a termett talaj felszíni rétege.
10. kép Munkában az OMIT Töltésfeltáró Szakcsoportja a Tiszasasi buzgárnál. A háttérben a búvárok készülődnek a vízoldalon a beszakadás homokzsákos eltömedékeléséhez és a vízoldal lefóliázásához.
Elkezdődtek a vízhozammérések, melyek eredménye az 1. táblázat alapján követhető nyomon. A vízhozamméréssel nem csak a kifolyt víz pontos mennyiségét lehet meghatározni, hanem a vízoldali elzárás hatását kimutatni az esetleges vízhozam változással. Ugyanakkor ezzel az eljárással lehet kimutatni a buzgár pulzálását is. 1. táblázat Vízhozammérések eredménye április 23. és május 3. között. Dátum
Vízhozam5
04.23.
10-11
04.24.
12-14
04.25.
13
04.26.
-
04.27.
15
04.28.
16
04.29.
16
04.30.
17-18
05.01.
22-23
05.02.
30-38
05.03.
megszűnt a mérés
17:45: az elfolyó víz tisztább, mint az eltömedékelést, fóliázást megelőzően. A búvárok a vízoldali rézsű fóliázását végezték, ami mintegy 20 x 20 m-es területen elkészült. Április 24. A búvárok folytatták a vízoldali rézsű fóliázását. A buzgár tengelyétől mindkét irányban, 2020 m szélességben, a rézsű teljes hosszában. A munkával délután négyre készültek el. 5
Egy 10 literes vödör hány másodperc alatt telt meg?
A vízhozamban megfigyelhető bizonyos csökkenés, a víz átlátszósága is növekedett: 5-8 cmről, 15-20 cm-re. Vízhozam: 8:15 : 1 vödör ~ 12 sec, 12:30: 1 vödör ~ 14 sec, 17:00: 1 vödör ~ 14 sec. Vízhőmérséklet: 8:15 Tisza: 12 °C, 12:30 Tisza 13 °C (!) búvárral, fenéken, buzgár: 10 °C, 14+558 tkm: 8 °C (kontrol). 16:30-kor Tisza: 15 °C, buzgár: 10 °C, 14+558: 8 °C (kontrol) A következő napokban növekvő vízhőmérsékletek és csökkenő vízhozam mellett a mérések folytatódtak. Április 25.-én az ellennyomó medencében igen finom hordalék jelent meg a vízben, ami nem teljesen tölti ki a víz felszínt. Az elfolyó víz tiszta, a buzgár enyhén pulzál. Április 26.-án és 27.-én az állékonyság szempontjából érdemleges esemény nem történt. A vízfelszín kissé habos (fehér hab). A víz átlátszósága 6 kissé csökkent, ami a nap folyamán visszaállt 25-30 cm-re. Április 28.-án a buzgár nyugodt, felszíne tiszta. A víz átlátszósága 40 cm. A legkülső kazettában működő mikrobuzgárok közül néhányuk már nem működik a nyomáscsökkenés miatt, a még működők sem veszélyesek. Április 29.-én a reggeli órákban, a buzgár felszíne nyugodt volt, a víz tetején apró, fehér habfoltok úsztak. Átlátszóság 20-25 cm, ami a kora délutáni órákra 45 cm-re nőtt. A kazettákban lévő mikrobuzgárok csak vizet szállítottak. Április 30.-án és május 1.-én a buzgár felszíne nyugodt, az elfolyó víz tiszta, átlátszó. Felszínén apró, fehér habfoltok láthatók, amelyek a nap folyamán már nem jelentkeztek. Átlátszóság > 40 cm. A mikrobuzgárok nyugodtak. Május 2.-án 6:45-kor a víz átlátszósága 50 cm, a buzgár felszíne tiszta, az elfolyó víz tiszta. A mikrobuzgárok gyengén, de működnek. Az utóbbi napokban az I. számú kazetta vízszintje emelkedett, a reggeli órákban már kifolyás közeli állapotban volt. 14:10-kor a buzgárból megszűnt a víz átbukása. 15:00-kor az ellennyomó medencében ~ 35 cm-t csökkent a vízszint, ugyanakkor az I. kazetta felőli oldalon, ahol előzőleg megsüllyedt, erős vízkifolyást lehetett észlelni. A medence falát 3 zsáksorral erősítették meg. A munkát délután ötre fejezték be. Az ellennyomó medencéből 4 sor zsákot kellett kiemelni az átbukás biztosítására. Az elfolyó víz, néhány tized liter percenként. Átlátszóság: 8-15 cm. Május 3.-ra virradó éjszakán, egy sor zsákot emeltek le az átbukás biztosítására, mivel a vízszint tovább csökkent az ellennyomó medencében. Így, az összesített vízszintcsökkenés 48-50 cm. A kora reggeli órákban nem lehetett tapasztalni átbukást. Az I. számú kazettából a víz elfolyása jelentősen csökkent előző nap óta, már itt is csak néhány tized literre tehető. A víz átlátszósága 8-15 cm között változik. Napközben, 8.27-12.50 között, a buzgárban többször emelkedett-csökkent a vízszint. 12:50től újból apadt, ezért egy sor zsákot vettek ki a folyamatos kifolyás biztosítására. 15:05-kor az ellennyomó medence vize zavarossá vált a lebegtetett anyagtól, felszíne körülbelül 75%-ban fedett fehér habbal. Délutánra jelentős vízhozam csökkenés volt tapasztalható az összes elfolyásban. A kazettákból megszűnt a víz átbukása. A megtámasztó bordák közötti területről eltűnt a víz, megindult a kiszáradás. 6
Az átlátszóság mérése egy rúd végére erősített, 10 cm átmérőjű, sárga színű tárcsa optikai megfigyelése alapján történt.
11. kép A Tiszasasi buzgár május elsején
Május 4.-én a csökkenő Tisza vízállással az éjszaka folyamán tovább apadt a buzgár és a kazetták vize. Oly mértékben, hogy a buzgárban a kráter is előtűnt. A kráterben egy kis buzgár még működött, a belőle kifolyó víz eltűnt a zsákok között. Szintezési adat: 7:30-kor a buzgár kráterében a vízszint: 82,75 mBf. A Tisza vízszintje: 85,47 mBf. 12. kép A levonulóban lévő árhullámmal párhuzamosan megindul a helyreállítás első munkája, a geodéziai felvétel
Május 5.-én az ellennyomó medencében a vízszint, ha kis mértékben, de csökkent. A szintezés szerint a Tisza és a buzgár vízszintjének különbsége: 824 cm-es Tiszasasi vízállásnál, 2,56 m. A kazettákból megszűnt az átbukás, kivétel a patkó és a gyűrű, amelyekből néhány tized liter bukik át percenként. A II. számú kazetta 7-8 buzgárból álló csoportjának működése erőteljesen csökkent.
Május 6.-án tovább folytatódott a kazettákban a vízszint csökkenése. Átbukás, már csak a két külső gyűrűből volt. A szintezési adatok szerint a Tisza és a buzgár vízszintkülönbsége, 803 cm-es Tiszasasi vízállás mellett, 2,35 m. Május 7.-én az ellennyomó medencében a vízutánpótlás megszűnt: a kifolyással átellenben, a homokzsákok mellől, alól előtörő víznek tekintélyes kúpja látható a teljesen kitisztult vízben. A mikrobuzgárok már csak a legkülső patkón kívül (14+690 tkm) működtek. Május 8.-án a vízoldali rézsű beszakadásának helyét, a fólia takarás levétele után, bemérték (12. kép). A búvárok által homokzsákokkal betömedékelt lyuk átmérője körülbelül 1 méteres volt. A következő napokban már jelentős változás az erősen csökkenő Tisza vízszint miatt a buzgár életében nem volt, a végleges kialakítást a 13. kép mutatja.
13. kép Tiszasasi buzgár a 2000. évi árvízvédekezéskor. Felhasználva megközelítőleg mintegy 50 000 db homokzsák a vízoldali védekezéssel együtt
A mérési adatok, tapasztalatok összegzése A Tiszasasi buzgár (Tisza bal part 14+710 tkm) bizonyította azt, hogy a közepes és nagy buzgároknál állandó felügyeletet szükséges, mérni kell, és a méréseket értelmezni kell. Ezek alkalmazásával hozható csak megalapozott döntés a buzgár biztonságos elfogásával kapcsolatban. A mérési, megfigyelési lehetőségek korlátozottak, hiszen több olyan tevékenységet sem csinálhatunk, mellyel veszélyeztetnénk a gát állékonyságát. Ezért minden lehetőséget meg kell ragadni, hogy ismereteinket a buzgár viselkedéséről bővítsük. Felszíni információkra kell hagyatkoznunk, mint az ellennyomó medencében lévő víz zavarossága, hőmérséklete, a kifolyó víz mennyisége, a buzgárból kimosott talaj mennyisége és időbeli változása. Ez alapján kell becsülni azokat a folyamatokat, melyek a gátban lejátszódnak. A buzgárból kimosott talaj mennyiségének és időbeli változásának meghatározásából következtethetünk a buzgár járatának nagyságára és fejlődésére. A Tiszasasi buzgárnál azt kell mondani (és ezt alátámasztja a buzgár utólagos feltárása is), hogy a járat elérte a vízoldalt, ott két helyen beszakadást is okozott, vagyis már a vízoldalról szállította a mentett oldalra a talajt. Szerencsés módon még így is csaknem három méteres magasságkülönbség volt a Tisza
vízszintje és az ellennyomó medence vízszintje között. Tekintettel arra, hogy az ellennyomó medencében nem tisztult le a víz, hogy ellenőrizni lehessen, hogy a buzgár hoz-e anyagot, ezért vált volna szükségessé a kimosott anyag magasságának ellenőrzése az ellennyomó medencében. Sajnos ilyen mérési eredmények nem maradtak fenn. Több, mint valószínűsíthető, hogy a buzgár még április 24-én, vagyis a kitörés után hat nappal is szállított anyagot. A Tiszasasi buzgár mindvégig nem tudott teljesen letisztulni, átlátszósága: 5-70 cm között változott. Ellentétben például a 14+986 tkm-ben lévő buzgárcsoporttal, amelyik vize átlátszó volt, s a kráterek jól megfigyelhetők voltak benne. Mindez bizonyíthatja azt, hogy eleinte nem A folyóban és a mentett oldali jelenségekben mért volt elég magas az ellennyomó medence, de mivel később sem tisztult le inkább arra lehetett vízhőmérsékletek Tiszasas térségében következtetni, hogy a talaj, amin a buzgár kürtője áthatolt erősen iszapos talaj volt. 22,0 20,0
Vízhő (C fok)
18,0 16,0 14,0 12,0 10,0
2000.05.10
2000.05.08
2000.05.06
2000.05.04
2000.05.02
2000.04.30
2000.04.28
2000.04.26
2000.04.24
2000.04.22
2000.04.20
2000.04.18
8,0
Nap Vízhő(Tisza)
Vízhő(14+710buzgár)
Vízhő(kontr14+558.)
14+986 (csurg.)
14+986 (buzg.)
13+385 (1.buzg.)
13+385 (2.buzg.)
Vízhő(14+694 mikr.buz.)
2. ábra A vízhőmérsékletek alakulása a buzgár ellenei védekezés idején (Horváth Emil ábrája)
Hasznos segítség lehet a folyó és a buzgár hőmérsékletének illetve vezetőképességének 7 mérése. Amennyiben ezek lényegesen eltérnek egymástól, a buzgár vagy mély rétegeket keresztez és átfolyik a masszív hőkapacitású talajvízen, vagy sok apró szállal keresztezi a gátat. Nem közömbös ennél a mérésnél a vízhozam nagysága sem. Az általános tapasztalat szerint, a Tisza vizének vezetőképessége 350-450 mS/cm. Ez az érték áradáskor 250-350 mS/cm-re csökken a nagyfokú hígulás (hó, csapadék) hatására. A rétegvizek zömében ennél jóval magasabb értékűek. Ez a jól kimérhető eltérés lehetőséget ad az elkülönítésre. A Tisza vize jól mutatja az elméletileg várt értéket. A kontrol (14+558 tkm) a maximális értékeket adja (669-852 mS/cm), ami mélyebb rétegvízre utal. Az utóbbi napokban megfigyelhető egy határozott csökkenés. A buzgár (14+710 tkm) vezetőképessége, a kettő közötti értékeket adja (290-475 mS/cm). Feltételezhető, hogy nem mély buzgár alakult ki, mint ahogy a helyszíni feltárás is bizonyította. A vízhőmérséklet méréssel is hasonló megállapításra jutottunk. Az eredmények összhangban vannak a vezetőképesség értékekkel. A Tisza- és a buzgár vízhőmérsékletének “együtt futása” igazolni látszik a felszín közeli járatot. A kontrol buzgár stabil hőmérséklete, mélyebb járatra utal. Csaknem minden nap két hőmérsékletmérés történt: reggel és kora délután. A vízhőmérsékletek összefoglalását a 2. ábra mutatja. 7
A víz vezetőképessége utal a vízben oldott ionok mennyiségére, amelyet elektrometriás módon mérnek: egysége mikro Siemens (mS).
Buzgár kibontása A buzgár kibontására csak szeptember elején került sor (14. és 15. képek). A gát teljes átmetszése jól mutatta a rétegződést és a buzgár csatornáját, ami hosszú szakaszon a töltés aljában haladt, majd a vízoldalon élesen haladt felfelé.
14. kép A buzgár kibontása a töltés keresztirányú átvágásával a mentett oldal felől a vízoldal felé haladva 2000. szeptember 4.-én (bal oldali kép). A buzgár által kimosott járat a mentett oldali koronaél függőlegesében (jobb oldali kép).
A kotróval történt kibontás egyrészt felgyorsította a feltárást, másrészt szerencsés volt az alkalmazása, mert a jelentős vízhozam nagy kürtőt tételezett fel, ami nem veszett el a feltárás során. A buzgár olyan iszapos homok rétegekben alakult ki a járat, melyek felett agyag réteg volt, ami átboltozódott (ld. talajmechanikai feltárás április 23.-i napnál, illetve 13. kép). A buzgár szelvényének kibontásánál talált kisebb-nagyobb üregeket a 3. ábra mutatja a töltés kereszt-szelvényében. 15. kép A buzgár járata a víz oldal felé emelkedett. A kép jól mutatja a különböző színű talajrétegeket.
3. ábra A töltés átvágásakor talált üregek
Árvíz utáni geotechnikai felmérés
8
Árvíz utáni geotechnikai felmérés, mely szeptember végén kezdődött, egyrészt a helyszínen lévő talajok minőségét, másrészt a buzgár kialakulásának okát volt hivatott tisztázni. Ehhez egyrészt a hagyományos fúrási technológiát használtuk, másrészt az izotópos tömörség mérést végeztünk, melynek segítségével a gát tömörségi viszonyaira következtettünk. Az árvíz után elvégzett geotechnikai felmérés fontosabb eredményei a következők: A gátat iszapos homokliszttől kövér agyagig terjedő talajok alkotják. Ezen talajok elhelyezkedése esetleges, egységes rétegrend-szert nem alkotnak. Az altalaj alapvetően agyag talaj, de régi holtmeder keresztezésben homokot is azonosítottak a vizsgálatok. A vizsgálatok alapján hamar kiderült, hogy a töltés anyaga alapvetően laza (Trρ = 80-85 %) illetve nagyon laza8 (Trρ < 80 %) állapotú. A laza kategóriába esik a buzgár két kilométeres körzetében megvizsgált minták csaknem a fele (47,8 %-a), illetve a nagyon laza kategóriába 38,0 %-a. Összes megvizsgált minta 443, melynél a tömörségi fok eloszlását a 4. ábra szemlélteti. A buzgár melletti 14+730 szelvényben végzett 92 db tömörség vizsgálatnak a 67,4 %-a laza, 18,6 %-a nagyon laza! Az MSZ 15290-ben előírt tömörségi fokokat a 4. ábrán bemutatott százalékban elégítik ki a megvizsgált minták.
A vizig a töltés teljes átgyúrása mellett döntött, hiszen négy jelentős buzgár is volt a mintegy két kilométer hosszú szakaszon. A kivitelező megdöbbenésére a rendelkezésre álló töltés talaja csaknem kétszáz méterrel a szakasz vége előtt elfogyott, és új anyag nyerőhelyet kellett keresni. Ennyit jelent a megfelelő tömörítés!
45 40 35
Előfordulás száma (db)
Az előírt tömörségi fok 87 %
A Tiszasasi buzgár két kilóméteres környezetében előírt tömörségi fokot kielégíti 43 adat 443 mérésből, ami megfelel 9,7 %-nak
30 25 20
A buzgár melletti 14+730 tkm szelvényben előírt tömörségi fokot kielégíti 7 adat 92 mérésből, ami megfelel 7,6 %-nak
15 10 5 0
55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96
Meghatározott tömörségi fok (%)
4. ábra A Tiszasasi buzgár mellett és a környezetében végzett izotópos sűrűség mérésekkel meghatározott tömörségi fokok megoszlása CU- d80 kapcsolata 18
16
Egyenlőtlenségi mutató CU (-)
14
Veszélyes 12
2013. évi 2013. előtt
10
8
6
Nagyon veszélyes
4
2
CU < 1 nem értelmezhető
0 0,01
0,1
1
10
d 80 szemcseátmérő (mm)
5. ábra A szemeloszlás veszélyességének kombinált értékelése a 2013. évi árvízkor a buzgárból kimosott talajból vett és 2013. év előtti árvizeknél vett talajminták alapján (Nagy 2014)
A két köbmétert meghaladó kimosott talajból csak egy minta szemeloszlási vizsgálatát végeztük el. A homokos homokliszt (az Eurocode elnevezés szerint iszapos homok) talaj egyenlőtlenségi mutatója CU = 2,74, d80 = 0,11 mm. Az 5. ábra szerinti értékelés szerint a kimosott talaj a veszélyes kategóriába tartozik. A szemeloszlási görbe elhelyezkedését a határgörbék között a 6. ábra szemlélteti. A szemeloszlási görbénél tapasztalt 3-4 %-nyi nagyon finom iszap-agyag tartalom a magyarázat az ellennyomó medencében tapasztalt alacsony átláthatóságra.
SZEMELOSZLÁSI GÖRBE agyag
finom
iszap
közepes
finom
durva
homok
közepes
durva
apró
kavics
közepes
durva
100 90 80
60 50
Átesett (%)
70
40 30 20 10
0,001
0,010
0,100
1,000
10,000
0 100,000
Szemnagyságok (log d mm)
6. ábra A Tiszasasi buzgárból vett talajminta szemeloszlási görbéje a szemeloszlási határgörbék között (Nagy 2014)
16. kép Valószínűleg a Tiszasasi óriásbuzgár az egyetlen a Földön, amelyet emlékművel örökítettek meg
Irodalomjegyzék Horváth E. (2001): A Tiszasasi buzgár: a „Kinizsi vár”, Hidrológiai Közlöny, 81. évf. 3. szám, pp. 177-188. Nagy L. (1999): A Tivadari buzgár vizsgálata, Szakértői vélemény, kézirat. Nagy L. (1999): Az 1998. novemberi Tivadari buzgár vizsgálata, Hidrológiai Közlöny, 79. évf., 4. szám, pp. 217-222. Nagy L. (2000): Az árvízvédelmi gátak geotechnikai problémái. Vízügyi Közlemények, LXXXII. évf., 1. füzet, pp. 121-146,ISSN 0042-7616. Nagy L. (2000): Talajmechanikai vizsgálatok végzése a Tiszasasi buzgár környékén, Talajmechanikai szakvélemény, Kézirat.
Nagy L. (2002): 200 Years Dike Failures in the Carpathian Basin. Proceedings of the 2 nd International Symposium on Flood Defence (ISFD’2002), Beijing, 2002. 09. 10.-13., Balkema Publishers, pp. 786-793, Science Press, Beijing, New York, ISBN 1-880132-54-1. Nagy L. (2003): A Dombrádi buzgár vizsgálata, Vízügyi Közlemények külön szám, 1. kötet, pp. 205215. Nagy L. (2006): Szentendrei buzgár vizsgálata, Talajmechanikai szakvélemény. Nagy L. (2010): Buzgárok, XXVIII. MHT Vándorgyűlés, július 7-9. Sopron, 3. szekció, 24. cikk, ISBN 978-963-8172-25-9. Nagy L. (2010): Hogyan is mennek tönkre az árvízvédelmi gátak?, XXVIII. MHT Vándorgyűlés, július 7-9. Sopron, 3. szekció, 22. cikk, ISBN 978-963-8172-25-9. Nagy L. (2010): Lessons from historical dike breaches in the Carpathian-Basin. Riscuri si Catastrofe, IX. évfolyam, 1/2010 szám, pp. 131-152, Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca. ISSN 15845273. Nagy L. (2011): Árvízvédelmi gátak történelmi tönkremeneteli mechanizmusa, Hidrológiai Közlöny, 91. évfolyam, 1. szám, pp. 21-26. ISSN 0018-1323. Nagy L. (2011): Buzgárból kimosott talajok vizsgálata, XXIX. MHT Vándorgyűlés, Eger, július 6-8, 4. szekció, 19. cikk, ISBN 978-963-8172-28-0. Nagy L. (2011): Buzgárok anyagának szemeloszlása, MMK Geotechnikai Tagozat konferencia CD kiadványa, Ráckeve, okt. 25-26. ISBN 978-963-89016-2-0. Nagy L. (2011): Buzgárokból kimosott homok vizsgálata, Hidrológiai Közlöny, 91. évfolyam, 5. szám, pp. 41-44. ISSN 0018-1323. Nagy L. (2011): Piping phenomenon at the flood control dikes in the Carpathian-Basin I., Riscuri si Catastrofe, X. évfolyam, 2/2011 szám, pp. 217-227, Ed. Sorocovschi V., Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca. ISSN 1584-5273. Nagy L. (2011): Történelmi buzgárok, Hidrológiai Közlöny, 90. évfolyam, 3. szám, pp. 55-60. ISSN 0018-1323. Nagy L. (2012): A Milléri árvízi jelenség vizsgálata és elvi helyreállítási javaslata, geotechnikai szakértői vélemény, Kézirat. Nagy L. (2012): Buzgárból kimosott talaj szemeloszlása, Mérnökgeológia Kőzetmechanika Konferencia 2011, Mérnökgeológia-kőzetmechanika Kiskönyvtár 12. (Szerk: Török Á. és Vásárhelyi B.), pp. 105-112. ISBN 978-615-5086-04-5. Nagy L. (2012): Geotechnikai szakértői vélemény és elvi helyreállítási javaslat a Tiszakürti buzgárról, Talajmechanikai szakvélemény, Kézirat. Nagy L. (2012): Milléri és Tiszakürti árvízi jelenségek geotechnikai vizsgálata és elvi helyreállítási javaslat készítése, Szakértői vélemény, Nagy L. (2012): Piping phenomenon at the flood control dikes in the Carpathian-Basin II., Riscuri si Catastrofe, XI. évfolyam, 1/2012 szám, pp. 193-204, Ed. Sorocovschi V., Editura Casa Cartii de Stiinta, Cluj-Napoca. ISSN 1584-5273. Nagy L. (2014): A Duna jp. buzgárok vizsgálata a 2013. évi árvíz után a 01.03. árvízvédelmi szakaszon, Szakértői vélemény, kézirat. Nagy L. (2014): A Marcal bal parti buzgárok vizsgálata a 2013. évi árvíz után, Szakértői vélemény, kézirat. Nagy L. (2014): A Mosoni-Duna menti buzgárok vizsgálata a 2013. évi árvíz után, Szakértői vélemény, kézirat. Nagy L., Huszák T. (2012): Investigation of piping material, Periodica Polytechnica - Civil Engineering, 56. évf., 2. szám, pp. 233-238, ISSN 0553-6626, doi: 10.3311/pp.ci.2011-2.12, web: http://www.pp.bme.hu/ci. Nagy L., Szlávik L. szerk. (2004): Árvízvédelem a gyakorlatban, KTVM Vízügyi Hivatala, Budapest, ISBN 963 552 381 5. Nagy L. (2014): Buzgárok az árvízvédelemben. Innovaprint Nyomda, p. 242, ISBN 965 334 5474 7. Nyilvántartási terv: Vízügyi Igazgatóságok árvízvédelmi nyilvántartási tervei. Péch J. (1892): Gátvédelem, Gyakorlati kézikönyv vízi mérnökök és gátvédők részére, Budapest.
