Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
2. szám - Csáfordi Péter–Griborszki Zoltán–Válint Zsuzsanna–Kalicz Péter: Kisvízfolyások anyagszállításának vizsgálata két árhullám példáján
CSÁFORDT P. - GRIBOVSZKI Z. - VÁLINT ZS. - KALICZ P.: Kisvízfolyások hordalékszállítása 59 hattunk nagyobb lebegtetett hordalékhozamot (Farkas-á.: 4,01 kg/ha; Vadkan-á.: 3,63 kg/ha). Ezúttal azonban a két vízgyűjtő között kisebb volt a különbség, mint júliusban. Ennek magyarázata az lehet, hogy a megelőző nagyobb csapadékok és árhullámok már jobban kisöpörték a Farkasároki patak nagyobb lejtésű medrét, mint a lankásabb Vadkan-árkot. A feltételezéseinket azzal a konkrét helyszíni tapasztalattal is megerősíthetjük, hogy a Farkas-árokban az árhullám időben előbb jelentkezett a csapadékesemény kezdete után, mint a Vadkan-árokban (3. ábra). 1. táblázat. Az árhullámra és alapvízhozamra kiszámolt anyagáramok összesítése Az 1997-2009 közötti időszakra átlagolt alapvízi lebegtetett hordalék-hozammal és a júliusi árhullám időtartamára számolva azt kaptuk, hogy a Vadkan-árokban az alap-vízhozam 0,044 kg/ha, a Farkas-árokban 0,050 kg/ ha lebegtetett hordalékot szállított, míg az augusztusi árhullám időtartama alatt a Vadkan-árokban 0,027 kg/ha, a Farkas-árokban 0,033 kg/ha lebegőanyag érkezett le. Habár a Vadkan-árokban magasabb az átlagos alap-vízhozam (Vadkan-á.: 1,69 l/s; Farkas-á.: 1,02 l/s), a Farkas-árokban nagyobb alapvízre jellemző hordalék-koncentráció (Vadkan-á.: 90,46 mg/l; Farkas-á.: 120,90 mg/l) magyarázza a kimutatott relációt. Megállapítható, hogy a vizsgált két árhullám fajlagos lebegtetett hordalékhozama a Vadkan-árokban 140- és 130szorosa volt az alapvízhozaménak, a Farkas-árokban pedig ez az arány 240 és 120. Vagyis - a lebegtetett hordalékformákat tekintve - az augusztusi árhullámkor a készletek kiürülése egyértelműen jellemző a Farkas-árokban. Az adatfeldolgozás módszereit ismertető fejezetben említettük, hogy a mintavételi adatokat regressziós egyenletekkel egészítettük ki. E modellek meghatározottsági együtthatója a Vadkan-árokban, a júliusi árhullám felszálló ágára 0,51, a leszálló ágára 0,97, a teljes vízhozam-tartományra 0,55. Ezek az értékek a Farkas-árokban, a júliusi árhullám felszálló ágára 0,94, a leszálló ágára 0,82, a teljes vízhozam-tartományra 0,74. Az augusztusi árhullám adataira illesztett regressziós egyenletek determinációs koefficiensei pedig a következők: a Vadkan-árokban 0,97, a Farkas-árokban 0,90. Ahol a modell megbízhatósága kicsi, a valós hordaléktöménység-értékek felülbecslése jelentkezett. 4.2. Görgetett hordalékhozamok A júliusi árhullám a Vadkan-árokban 0,47 kg/ha görgetett hordalékot szállított, a Farkas-árokban 0,95 kg/ha-t. Az augusztusban megfigyelt árhullám során a Vadkan-árokban 0,55 kg/ha görgetett hordalék hagyta el a vízgyűjtőt, a Farkas-árokban ezzel szemben 0,34 kg/ha. Az árhullámok lebegtetett hordalékszállításának feltételezett magyarázatai érvényesek a két tárgyalt árhullám görgetett hordalék-szállítására is. A Farkas-árokban júliusban észlelt többlet a meredekebb lejtők és nagyobb mederesés következménye. Az augusztusban tapasztalt fordított reláció pedig a két kisvízgyűjtő eltérő lejtésviszonyain felül még a megelőző árhullámok hatásából adódó, gyorsabb görgetett hordalékkészletkiürüléssel indokolható. Meg kell említeni továbbá - az erdősült kisvízgyűjtők hordalékszállítása szélsőséges fluktuációjának igazolásaként - mindkét patak mérőbukója előtti szakaszán keletkezett hordalék-depóniákat. Ezek szakaszos megindulása (pl. összetartó faágak elrothadása után, mederpáncél felszakadása után) bármilyen előrejelzés, hordalékszállítási modell megbízhatóságát jelentősen csökkenti. Ha a két árhullám időtartamára - az alapvízi görgetett hordalék-hozamokat (cm Vpercben) figyelembe véve - kiszámoljuk a várható görgetett hordalékhozamokat, azt látjuk, hogy a Vadkan-árk-i értékek (0,004 kg/ha és 0,003 kg/ ha) rendre elmaradnak a Farkas-árokra becsült értékektől (0,017 kg/ha és 0,011 kg/ha). Feltételezhető, hogy ez szintén a két vízgyűjtő eltérő geomorfológiai adottságaival hozható összefüggésbe. Sajnos az átlagos alapvízi görgetett hordalékhozam elemzésénél viszonylag kevés megbízható adat állt rendelkezésre, mert 2008 októberében a farkas-árki mérőbukó előtt felhalmozódott hordalékkúpot megbontottuk, így az előtte tapasztalt medermorfológiai viszonyok megváltoztak, ezért a korábbi adatok felhasználhatósága kérdéses. Ugyanez elmondható a Vadkan-ároknál is, ott azonban természetes módon indult meg egy több köbméteres depónia. Természetesen e jelenségek jól reprezentálják a már említett jellegzetes hordalék-szállítási dinamikát. Az árhullámok és alapvízhozamok görgetett hordalékszállítását összevetve látható, hogy a Vadkan-árokban a két megfigyelt nagyvízi esemény 200-, illetve 100-szoros hordalékmennyiséget eredményezett, míg a Farkas-árokban 50illetve 30-szorosa az árhullám görgetett hordalékhozama az alap-vízhozamkor mérhetőnek. Ez alapján kijelenthető, hogy a 2. árhullámkor mindkét vízgyűjtőben csökken az adott vízhozam-tartomány számára elérhető görgetett hordalék-utánpótlás. 4.3. Oldott szervetlen anyagáramok Az árhullámok oldott szervetlen anyagáramára kapott összegek a következők: a júliusi árhullám szervetlen anyagárama a Vadkan-árokban 0,86 kg/ha, a Farkas-árokban 1,32 kg/ha; az augusztus eleji árhullám anyagárama a Vadkan-árokban 0,65 kg/ha, a Farkas-árokban 0,89 kg/ ha. Ennek az eredménynek az oka - a Vadkan-árok nagyobb átlagos alapvízhozama ellenére -, hogy a Vadkan -árok vizének átlagos vezetőképessége mind az alap-vízhozam (494 mS/cm, illetve 605 mS/cm), mind a mintázott árhullámok esetén kisebb, mint a Farkas-ároké (V.á. júliusban: 374 mS/cm és V.á. auÁrhullámok hordalékhozama (mérés dátuma) 2009. 07. 18. 2009. 08. 14. Mérési helyszín Vadkanárok Farkasárok Vadkanárok Farkasárok Vízgyűjtőterület mérete [hal 93,3 63,2 93,3 63,2 Vizsgált árhullám időtartama [min] vonatkoztatási időtartam 449 429 273 280 Árhullámok lebegtetett hordalékhozama (SQsSirh) [kg] 581,27 772,37 338,54 253,48 Árhullámok fajlagos lebegtetett hordalékhozama [kg/ha] 6,23 12,22 3,63 4,01 Alapvízhozam lebegtetett hordalékhozama (EQssaiau) [kg] 4,11 3,15 2,50 2,06 Alapvízhozam fajlagos lebegtetett hordalékhozama [kg/ha] 0,044 0,050 0,027 0,033 Árhullámok össz-vízhozama két görgetett hordalékmérés közt (XQá,h) [1] 407794 305078 1128439 858139 Vizsgált vízhozam-összegek aránya: EQlWEQirh 0,80 0,78 0,27 0,27 Vizsgált árhullám becsült görgetett hordalékhozama ( IQBLIÜ ») [kg] 43,70 59,81 50,96 21,35 Vizsgált árhullám becsült fajlagos görgetett hordalékhozama [kg/ha] 0,47 0,95 0,55 0,34 Alapvízhozam görgetett hordalékhozama (£QBUI»P) [kg] 0,41 1,09 0,25 0,71 Alapvízhozam fajlagos görgetett hordalékhozama [kg/ha] 0,004 0,017 0,003 0,011 Árhullám oldott szervetlen anyagárama [kg] 80,10 83,42 60,75 56,01 Árhullám fajlagos oldott szervetlen anyagárama [kg/ha] 0,86 132 0,65 0,89 Alapvízhozam oldott szervetlen anyagárama [kg] 18,27 14,45 11,11 9,43 Alap vízhozam fajlagos oldott szervetlen anyagárama [kg/ha] 0,20 0,23 0,12 0,15
