Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
2. szám - Csáfordi Péter–Griborszki Zoltán–Válint Zsuzsanna–Kalicz Péter: Kisvízfolyások anyagszállításának vizsgálata két árhullám példáján
56 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 2. SZ. nek végbe (pl. patakpart falának összeroskadása telítődése után) (Lefrancois et al. 2007). A nyolcas alakú hiszterézishurok több lebegtetett hordaléktöménység-maximum esetén rajzolható fel, amikor a változó maximális csapadék-intenzitás több árhullám-csúcsot eredményez, a vízgyűjtő hidrológiai folyamatainak és hordalék-készleteinek válaszreakciója pedig mérsékelt (Nadal-Romero et al. 2008). Vizsgálataink célja az volt, hogy megbecsüljük a Soproni-hegység két erdősült kisvízgyüjtőjének (Vadkan-árok és Farkas-árok) vízfolyásán árhullám hatására levonuló lebegtetett és görgetett hordalékhozamot, valamint oldott szervetlen anyagáramot, és összehasonlítsuk az alapvízhozamok és a két megmintázott árhullám (2009. 07.18-án és 2009. 08. 04-én) anyagszállítását. Az összevetést a két vízgyűjtő anyagáramára is elvégeztük. A vízhozam és lebegtetett hordaléktöménység kapcsolatának tanulmányozásával próbáltuk megállapítani, hogy miként alakul az egyes vízgyűjtők lebegtetett hordalék-utánpótlása, és milyen egyéb tényezők játszhatnak szerepet a hordalékszállítás dinamikájában. 2. Területleírás Megfigyeléseinket a Soproni-hegység két szomszédos kisvízgyüjtőjében, a Vadkan-árok és a Farkas-árok területén végeztük, amelyek a Rák patak mellékvölgyei. A két vízgyűjtő azonos nagyságrendű és több szempontból is hasonlónak tekinthető. A Farkas árok területe 63,2 ha mintegy 1200 m hosszú, átlagosan 500 m széles. A Vadkan árok nagyobb, 93,3 ha kiteijedésü, a völgy hossza 1300 m, átlagos szélessége 700 m. A Farkas-árok völgye ÉK-DNY-i, a Vadkan ároké É-D-i irányú. A szintkülönbségek 400-550 mBf közöttiek, tehát a terület kiterjedéséhez képest viszonylag jelentősek. Ezt a völgyoldalak lejtései is mutatják, amelyek hajlása 35-45 % közötti. A lejtő meredeksége és a lejtőhossz, valamint a lejtő alakja a lefolyás szempontjából kiemelkedő fontosságú. A Farkas-ároknál az átlagos lejtés 37,0 %, és az alacsony lejtésű oldalak minimális területet foglalnak el. Az igen meredek lejtők a vízgyűjtő legfelső részén, valamint a patakhoz közeli vízmosásos jellegű partszakadásokban fordulnak elő. A Vadkan-ároknál az átlagos lejtés 33,6 %, de a terület megoszlása az egyes lejtési fokok között jóval kiegyenlítettebb. Az átlagos lejtőhossz a Vadkanárokban 300-400 m, a Farkas-árokban 200-250 m. A völgyfenekek átlagos lejtése a Vadkan-ároknál 5,5 %, a Farkas-árok esetében pedig 7,7 %. A völgyek domborzatát elemezve megállapítható, hogy a Farkas-árok egy kissé szűkebb és zártabb vízgyűjtő. Az oldalak lejtését, a lejtő alakját és a völgyfenék lejtését tekintve a Farkas-árokban nagyobb az erózióveszély, mint a Vadkan-árokban. Ezt igazolják a Farkas-árok alsó harmadában megtalálható kisebb lejtőmozgások. Néhány kisebb földcsúszás a Vadkan-árok közepén is fellelhető, míg a Vadkan-árok felső részén egy már megállapodott nagyobb földcsúszás foglal helyet. A talaj csúszások hordalék-utánpótlást szolgáltatnak a patakoknak. A vizsgált területen az aljzat kristályos pala, erre települtek több rétegben, más-más ülepedési viszonyok között a szárazföldi törmelékes kőzetek. A felszíni hordalék-mozgásban csak a legfelső két réteg, az ún. magasbérci réteg és a felsőtödli kavicsszint tulajdonságai játszanak szerepet (2. ábra). A magasbérci rétegekben főleg tavi, időszakos tengeri beütéssel, iszapos homokos üledékek rakódtak le, melyek közé időnként és helyenként folyóvízi kavicsrétegek is települtek. Utóbbiak a felszínre inkább csak a mély bevágásokban bukkannak. A felsőtödli kavicsrétegben durva, törmelékes kavics és konglomerátum jellemző. A köztes anyag iszap és homok, illetve finom törmelék. Az egész képződmény összlet erősen osztályozatlan (Kárpáti 1955, KisháziIvancsics 1981-1985). + V - -. I^J • V + + + • . . >•+ --•+ -I- + +\ ? ' . -'y- + / \. * + + •>, f / + + .+ +" + + + + \ + + _ / + + + -t- v ; + •+ + + + 4- + ]'''[ + + + + + I " + + + + / + 4- + + •+/ + + + iV + 4- + +/' ' 1 ^ i + 4- -4) 1 + 1- -*1 -+- + -t/V> 4- A- + •+ + / - \ + 4- + + \ i + + L + f + + + j .-y + + + \ 4" + "H J- +" \ -+- + 4- +/. * J + -+- + 4) + + -" < f + \ + + • ' + + + 4- + 4- + 4- + +/ + + / ~ jr + + + + J JELMAGYARÁZAT: • + u : fr * &* • * , ' + + + • MACASBEHCI HOMOI FELSÖTÖDLJ KAVICS \ 2. ábra. A terület geológiai felépítése A tárgyalt vízgyűjtőkben a fizikai talajféleség vályog, illetve törmelékes vályog. A legfelső szintben mindenhol jellemző az igen nagy mennyiségű (50-70%) finom homok frakció jelenléte, valamint sok helyen 70-80 cm-rel a talajfelszín alatt agyagos réteg húzódik, így nagyobb esők hatására gyakoriak a földcsuszamlások, a talaj erózióra hajlamos (Bellér 1996). Eróziós károkat elsősorban a meredek partoldalakon lehet látni mindkét vízgyűjtőben. A vizsgált területen a mediterrán, a kontinentális és az óceáni éghajlat is érezteti hatását. Az északkeleti és az adriai ciklonok, főleg nyáron, jelentős mennyiségű vízgőzt szállítanak az Alpok előterébe, de az évszakonkénti csapadékeloszlást az érvényre jutó klimatikus hatás befolyásolja. A brennbergi megfigyelőállomás adatai szerint - az 19201960 közötti időszakra - az évi átlagos csapadék 917 mm (Danszky 1963). Ez a mennyiség az utóbbi 5 évtizedben jelentősen csökkent (kb. 700 mm). A két vizsgált kisvízgyűjtő nagyrészt erdővel borított. Az eltérő lombhullató-örökzöld vegetáció arány hatása a völgyek vízháztartásában is megmutatkozik. Az utóbbi években egyre több területen kell egészségügyi tarvágást végrehajtani a lucfenyvesekben fellépő tömeges szú-károsítás miatt. Helyüket lombos állományok váltják fel. A tarvágott területek sokszor közel helyezkednek el a vízfolyásokhoz, így nagyobb hatást gyakorolnak a patakok által szállított hordalék mennyiségére és összetételére. 3. Módszerek 3.1 Adatgyűjtés Vizsgálataink során a következő adatokra támaszkodhattunk. A Vadkan-árokból és a Farkas-árokból kifolyó patak vízszintjét a vízhozam-mérő bukókba telepített - DATAQUA 2002 Elektronikai Kft. által gyártott - nyomásérzékelés elvén működő automata vízszint-regisztráló műszerek segítségével kaptuk, perces észlelési gyakorisággal. Ezt egészítette ki a vízmérce-leolvasás az árhullám alatt, változó gyakorisággal (felszálló ágban sűrűbben, leszálló ágban ritkábban). A vízhozam-értékeket a vízállás értékekből határoztuk meg. A jelenlegi háromszög-nyílású mérőbukóknál 2007. május óta folynak egyidejű vízállás- és köbözéses vízhozam-mérések. E terepi megfigyelések alapján megbízható összefüggés írható fel a vízállás és vízhozam között, a Q = a h b modellnek megfelelően (ahol Q: vízhozam [l/s]; h: vízállás [cm]; a és b: empirikus tényezők; és R 2 értéke nagyobb, mint 0,99).
