Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

2. szám - Csáfordi Péter–Griborszki Zoltán–Válint Zsuzsanna–Kalicz Péter: Kisvízfolyások anyagszállításának vizsgálata két árhullám példáján

60 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 2. SZ. gusztusban: 255 mS/cm, illetve F.á. júliusban: 517 mS/cm és F.á. augusztusban: 300 mS/cm). Hasonló megállapítások tehetők az alapvízhozamokra becsült oldott szervetlen anyagáramára is. A 2009. július 18-i és augusztus 4-i árhullám a Vadkanárok esetében 4,5-5,5-szer több oldott szervetlen anyagot szállítanak, mint alap-vízhozamkor. A Farkas-árokban ez az arány 5,5-6. Az előző két hordalékformához képest itt az árhullámok hozamtöbblete nem kiugró. Ennek oka az esővíz hígító hatása (ld. 5. és 6. ábra: a vízállás emelkedésével csökken a vezetőképesség). Az árhullámok vízhozam függvényében ábrázolt szervetlen anyagáramára is regressziós modellt illesztettünk. E modellek determinációs koefficiensei a Vadkan-árokban 0,96 és 0,94 körül alakulnak, míg a Farkas-árokban ezek az értékek 0,88 és 0,85. (Az első érték rendre a júliusi, a második érték az augusztusi árhullámra illesztett regressziós egyenletek meghatározottsági együtthatója.) 4. 4, A hiszterézis-analízis eredményei depónia megindulását jelezheti. A 20. mintavételtől a vízhozam csökkenése a hordaléktöménység csökkenésével jár. 7. ábra. A 2009.07.18-i Vadkan-árokban levonuló árhullám lebegtetett hordaléktöménységei a vízhozam függvényében A 2009. 07. 18-án, a Vadkan-árokban megfigyelt árhullám esetén a lebegtetett hordaléktöménység maximuma megelőzi a maximális vízhozamot, mely a C(Q)-görbén az óramutató járásával megegyező irányú hiszterézishurkot eredményez (7. ábra). Ennek oka lehet az, hogy a csapadék-esemény még nem képez akkora lefolyást, hogy távolabbi készletek éljék el általa a patakot, és csak a vízfolyásban már rendelkezésre álló anyagforrások indulnak meg. Ebben az időszakban a vízfolyás hordalék-utánpótlása korlátolt, az adott vízhozam-tartomány számára készlethiányos állapot jellemző, melyet a tanulmányozott árhullám előtti napok időjárása is indokol. (Egy kisebb árhullám levonulása 2,5 nappal előtte (3. ábra) kisebb (3,5 mm) csapadékesemény hatására, rövidebb száraz időszak - nem kedvez a hordalékkészletek felhalmozódásának.) A 2009. 07. 18-án, a Farkas-árokban tett megfigyelésünk időtartama alatt a csapadék váltakozó intenzitással esett. Ennek hatását mutatja a nyolcas alakú hiszterézis-hurok és a két árhullám-csúcs (5. és 8. ábra). A vizsgált árhullámot egy kisebb csapadékesemény hatására levonuló kisebb árhullám előzi meg, mely a rendelkezésre álló anyagot fogyaszthatja, de a felszíni lefolyás nem olyan nagy, hogy plusz készleteket kapcsoljon be a vízfolyásba. Ugyanakkor a száraz időszak hossza se jelentős, amikor esetleg az erdei állatok taposása és túrása (elsősorban vaddisznók) miatt a patakpart összeroskadna, hordalék-utánpótlást eredményezve. Ennek eredményeképp a patakmederben rendelkezésre álló allúvium kiürülése kezdődik meg. Ez a dinamika a 17. mintavételig tart. A 18. és 19. mintavételnél a hiszterézishatás megfordul, ez - feltételezéseink szerint - egy kisebb O 2000 1500 10O0 0.0 2.0 3.9 5.9 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 Q (lis) 8. ábra. A 2009.07.18-i Farkas-árok árhulláma lebegtetett hordaléktöménységei a vízhozam függvényében 2600 2400 2200 2000 1800 1600 § 1400 § 1200 1000 800 600 400 200 17.0 20.0 23.6 27.3 30.0 Q (W> 35.0 38.7 9. ábra. A Vadkan-árok-i árhullám hordaléktöménységei a vízhozam függvényében 2009.08.04-én A 2009. 08. 04-én, a Vadkan-árokban tanulmányozott árhullám esetében a maximális vízhozam megelőzi a maximális hordalék-töménységet, így a hiszterézis-hurok iránya az óramutató járásával ellentétes (6. és 9. ábra). A 3. és 6. ábrákon jól látszik, hogy a vizsgált árhullámot még több árhullám levonulása előzi meg, melyeket több, intenzívebb csapadék-esemény indukál. Ekkorra már a talaj telített, és a lefolyás mértéke akkora lehet, mely távolabbi hordalékkészleteket is képes a vízfolyásba szállítani. Ezek az anyagtömegek nagyobb és tartósabb csapadék-esemény hiányában nem kapcsolódnának be a patakba, egyrészt a Vadkanárok szelídebb lejtésviszonyai és a jelen levő hordalék-csapdák miatt. Ez magyarázhatja a bemutatott hiszterézis-hatást. Másik ok lehet még az is, hogy olyan folyamatok szolgáltatják a hordalék-utánpótlást, melyek a vízhozam emelkedésénél lassabban mennek végbe: pl. a patakpart fala vízzel telítődik, majd összeroskad, illetve az agyagos altalajon kisebb földcsúszások indulnak meg az erózióbázis felé. A 2009. 08. 04-én, a Farkas-árokban mintázott árhullám esetében a maximális vízhozam késik a lebegtetett hordalék-koncentráció maximumához képest, ezért a hiszterézishurok iránya az óramutató járásával megegyezik (10. ábra). Ez az eset ismét készlethiányos állapotokat jellemez. Feltételezéseink szerint a Farkas-árok meredekebb lejtőin egy ilyen mértékű csapadékesemény és a kiváltott lefolyás hatására a hordalék-utánpótlás gyorsabban eléri a völgyalji területeket, és - bekerülve a vízfolyásba — gyorsabban ki is ürül a mérőbukóhoz tartozó részvízgyűjtőről. Ezért a mérésünk időszakában már csak korlátolt mennyiségű hordalék érhető el a Farkas-ároki patak számára. 5. Konklúzió Terepi megfigyeléseink alapján a soproni-hegységbeli Vadkan-árokra és Farkas-árokra is kimutattuk, hogy nemcsak az alap-vízhozam és az árhullámok anyagszállítása között van jelentős különbség, hanem egy-egy árhullám között