Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

1. szám - Pregun Csaba: Felszíni vízfolyások digitális hidrológiai modellezésének alkalmazása a vízminősítésben

16 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 1. SZ. Mivel a modell által számított adatok igen szélsőségesek (igen nagy a számított középsebesség és a Froudeszám, a nedvesített keresztszelvényi terület kicsi), figyelembe kell venni, hogy a hidrológiai változások egy 530 m-es folyószakaszon játszódnak le, ahol a kérdéses, és az alatta következő szelvény közötti medermorfológiai változásokról nincs adat, ugyanis az eredeti, 1979-es mérések mechanikusan, átlag 500-méterenként történtek. Az ilyen jellegű szakaszokon mindenképpen indokoltak a további, sűrített keresztszelvény-felvételezések (9. ábra). A Hec-Ras program figyelmeztet erre hibaüzenettel is, ugyanakkor lehetővé teszi a mért keresztszelvények közötti interpolálást a problémás szakaszokon. Addig, amíg a terepi mérések kivitelezésére nincs mód, ez is lehetőségeket ad a becslések elvégzésére (10. ábra). zötti mederszakasz „pszeudo-3-D-s" képe az 50-méterenkénti interpolálással kapott virtuális keresztszelvényekkel (Hec-Ras) Az 50 m-enként történt virtuális „keresztszelvény-felvételezés" eredményeként kapott 9 szelvény fontosabb számított hidraulikai adatainak átlagai a 7. táblázatban találhatóak 7. táblázat: A Berettyó folyó 33.678 és a 34.206 fkm-e közötti mederszakasz modellezett hidrológiai viszonyai (2005. június 01. és augusztus 31. között) Sebesség szempontjából ez a része a Berettyónak egy felső-középső szakasznak felel meg, így áramlástani szempontból ökológiai barriert képezhet a rheoxen (rheofób) fajok, esetleg a rheofil fajok számára is (8. táblázat). A 90 %-os tartósságok, ill. az éves sebességátlagok alapján a berettyóújfalui szelvény nevezhető lassú, a szeghalmi lassú és mérsékelten sebes, a pocsaji mérsékelten sebes, a kismarjai gyorsuló, a bakonszegi gyors folyású szakasznak. A keresztszelvények éves hidraulikai idősorainak variancia-analízise a két vizsgált hidrológiai évben a következő eredményeket hozta (ANOVA, a vizsgált változók varianciája különböző, Tamhane-f. módszer, szignifikanciaszint 0,05): 8. táblázat: A vízfolyások vízsebesség szerinti, átfogó osztályozása az ökotípusokkal Sebességi határértékek Víztér (víztest) típusa, ill. szinttája A taxonok sebesség szerinti ökotípusa 0.0 - 0.3 m/sec Állóvizek, alföldi kisvízfolyások (erek), folyók alsó szakasza Rheoxen (rheofób) fajok: Csak álló, vagy lassan folyó vízben élnek 0.3 - 0.8 m/sec Nagyobb patakok, dombvidéki csermelyek, folyók középső szakasza Rheofil fajok: Alló és folyóvizekben is előfordulnak >0.8 m/sec Rohanó vizek, hegyi patakok, folyók felső szakasza Rheobiont fajok: Kizárólag folyóvízben élnek - A vízhozamok között a szeghalmi keresztszelvény kivételével nem mutatható ki szignifikáns különbség. A Pocsaj és Berettyóújfalu között beömlő Kiskörös-csatorna nem változtatja meg jelentősen a vízjárás jellegét, mivel az azonos részvízgyűjtőn lejátszódó hidrológiai jelenségek határozzák meg viselkedésüket. Ugyanez vonatkozik a Kutas csatornára is, amely Szeghalomnál ömlik a Berettyóba. A lényeges eltérést a Keleti-főcsatorna okozza, amelynek beömlése Bakonszeg alatt található. Mivel vízkormányzási müveletek alatt áll, amelyeket a felső-tiszai hidrológiai viszonyok is befolyásolnak, gyakorlatilag két részvízgyüjtő között létesít kapcsolatot. Ezenkívül a körösladányi duzzasztómű hatása is befolyásolhatja a vízjárást. Ez magyarázza a szeghalmi vízhozamok varianciájának a többi vizsgált keresztszelvénytől eltérő voltát, amely mindkét vizsgált időszakban kimutatható. A reprezentatív keresztszelvényekben az alább részletezendő kivételektől eltekintve a vizsgált hidrológiai adatok varianciája különböző volt: - A 2002-2003. hidrológiai évben, amikor a nyári, ősz eleji időszakban folyamatos kisvízi viszonyok voltak, nagyfokú hasonlóság állt fenn a két, összetett trapéz geometriájú szeghalmi és berettyóújfalui szelvény között, a hidraulikai sugár és hidraulikai mélység szempontjából. Ugyanakkor a két közel U alakú szelvény, a bakonszegi és a kismarjai az energiavonal esése és a nyírófeszültség szempontjából vonható egy csoportba. - A 2004-2005. hidrológiai évben jelentős nyári árhullámok vonultak le a Berettyón. Ennek megfelelően a varianciák is módosultak. A szeghalmi és a berettyóújfalui szelvény esetében a nedvesített keresztszelvényi terület és a tagoltság között volt hasonlóság, a hidraulikai sugár és hidraulikai mélység a szeghalmi és pocsaji szelvényben, míg a nedvesített keresztszelvényi kerület és a víztükör-szélesség a szeghalmi és a bakonszegi szelvényekben bizonyult szignifikánsan hasonlónak. 3.2. A hidraulikai adatok főkomponens - analízisének eredményei A főkomponensek adatai az egész hidrológiai évre, és az első félévre nézve nem mutatnak lényeges eltérést. A döntő különbségek a második félév (május-október) között mutatkoznak. 2003-ban ilyenkor a folyó a sokéves tapasztalatoknak megfelelő kisvízi körülmények között volt, míg 2005 tavaszán és nyarán a szélsőséges csapadékviszonyok több rendkívüli árhullámot hoztak létre. A főkomponens-analízis során a főkomponcnseket a legnagyobb faktorsúllyal szereplő valós fizikai-hídrauliMin. Max. Atl. S Vízhozam (m

3/s) 5.73 73.98 19.78 14.50 Vízszint (mBf) (m) 87.78 92.38 90.54 1.07 Átlagsebesség (m/s) 0.12 0.76 0.33 0.14 Nedv. k.szelv. terület (m

2) 12.19 154.07 59.70 28.77 Nedv. k.szelv. kerület (m) 11.38 136.18 68.87 40.47 Hidraulikus sugár (m) 0.36 2.38 1.02 0.36 Froude-szám 0.02 0.14 0.06 0.04 I