Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

3. szám - Csáfordi Péter–Kalicz Péter–Gribovszki Zoltán: Erdősült kisvízgyűjtő éves hordalékhozamának becslése – és egy hordalékkúp hatásának vizsgálata

50 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 3. SZ. szemcséjű mederanyag halmozódik fel -1,3 t-m"

3, míg az átlagos halomsűrűség 1,5 t- m \ Utóbbi értékkel számolva a teljes görgetett hordalékhozam 6,18 tonna. A görgetett hordalékhozam alakulasa a Farkas-árokban 2008.10.20. és 2009.10.16. között í | «Bffl S 3000) KXIO0 IOO.CC 8 R 5 5 S SJ = FC 2 fi 8 E B fi 2. ábra. A görgetett hordalékhozam alakulása 2008.10.20. és 2009.10.16. között A számított görgetett hordalékhozamot különböző pontatlanságok terhelik. A véges tározási kapacitás miatt a nagy árhullámok hordaléka egyes esetekben túlhaladt a hordalékcsapdán, a hordalékhozam alábecslését eredményezve. Feltételezhető, hogy alacsony vízhozamoknál a vízládában lebegtetett hordalék is leülepedik, míg nagy vízhozamoknál lebegtetett fázisba kerül a görgetett hordalék bizonyos része. 2009. április óta végzett méréseink alátámasztják, hogy a hordalékfogó ládába befolyó víz hordalék-koncentrációja és a ládából kifolyó víz hordalék-koncentrációja eltér egymástól. A különbség megbízható számszerűsítéséhez, azaz a görgetett hordalék mennyiségi korrekciójához azonban még további mérések szükségesek. A szerves törmelék (faágak, levelek, perifiton) felülbecslést okozhat a mennyiségi eredményekben. 4.2. A lebegtetett hordalékszállítási modellbe bevont tényezők és a lebegtetett hordalékhozam számítása A 2008. október 22. és 2009. október 16. között lehullott erozív csapadékesemények teljes erozivitás-összege 1084 MJ-ha'-mm-h"

1 volt. 2008. október második felében és 2009. október első felében nem mértünk erozív esőket. A június-augusztusi zivatarok együttes erozivitása az éves esőtényező több mint 80%-át jelentette. Az egyes árhullámokat kiváltó csapadékesemények erozivitása júniusban és augusztusban néhány esetben a 140 MJ-ha'-mm-h'-t is meghaladta. A megelőző csapadékindex értékei szintén széles terjedelmet mutatnak. A legmagasabb értékeket szintén a nyári hónapokban észleltük, a maximum 146 mm-rel júniusban j elentkezett. Eredményeink pontosságát jelentősen befolyásolja, hogy a csapadékmérő berendezések a vizsgálati terület súlypontjától 2 km-re helyezkednek el. A csapadékesemények térés időbeli variabilitása miatt néhányszor előfordult, hogy az árhullám észlelésekor nem mértünk csapadékot, vagy csapadékesemény alatt nem észleltünk árhullámot. A fűtött csapadékmérő a hó mennyiségét is mérte, azonban a hóolvadás tényleges erozivitását nem állt módunkban becsülni. Az adatok pontatlanságát okozhatja a 3.1 fejezetben említett adathiány és a műszerek alul- illetve felülbecslő tulajdonságaA Farkas-árokban a vizsgálat teljes időszaka alatt mért vízhozamok minimuma 1,2 l s"

1 volt, maximum-értéke 281,7 1-s"

1. Mindkét szélsőértéket 2009 júniusában észleltük. A lebegtetett hordaléktöménység is tág határok között változott. A maximumot, 4005,3 mgT'-t, a 2009. július 18-i árhullám során, míg a legalacsonyabb értéket, 11,9 mg l '-t, 2009. július 20-án mértük. A maximális értéket két napon belül követő minimum az árhullám kimosó hatásával magyarázható. A vizsgálati időszakra megállapított középvízhozam 2,6 1-s"

1, az átlagos vízhozam 4,5 l s"

1. A középvízhozamot meghaladó vízhozam-tartományban (nagyvíz) mért lebegtetett hordalék-koncentrációk átlaga 75,2 mg 1"', az átlagos vízhozam 6,1 1-s"

1. A 2,6 1-s"

1 alatti vízhozam-tartományban (kisvíz) a vízminták átlagos hordaléktöménysége 78,1 mg l"

1 volt 2,0 1-s"

1 átlagos vízhozam mellett. Ezeknek az értékpároknak a szorzatával (nagyvíznél 455,6 mg-s"

1, kisvíznél 154,9 mg-s"

1) közelítettük a középvízhozam feletti illetve alatti vízhozamok lebegtetett hordalékhozamát. Korábbi tanulmányunkban nagy adatbázison (Csáfordi et al. 2009b) elemeztük a Farkas-árok területén a vízhozam és a vízhőmérséklet lebegtetett hordaléktöménységre gyakorolt hatását. A hordalék-koncentráció, vízhozam és vízhőmérséklet közötti korrelációanalízist a jelen vizsgálati időszakra, kisebb adatbázisra is elvégeztük. Megállapítottuk, hogy az árhullámoktól mentes periódusokban, 5 %-os szignifikancia-szinten a vízhőmérséklet és a hordaléktöménység, illetve a vízhozam és a hordaléktöménység között gyenge a korreláció (1. táblázat). Ez a tény a középvízhozam alatti és a közép vízhozam feletti vízhozam-tartományra egyaránt jellemző. A vízhozamon és vízhőmérsékleten kívül tehát más befolyásoló faktorok is jelen voltak és hozzájárultak a hordalék-koncentráció sztochasztikus változékonyságához. /. táblázat. A lebegtetett hordalék-koncentráció (C), a vízhozam (Q) és a vízhőmérséklet (T) közötti korrelációs együtthatók középvízhozam feletti (nv) és alatti (kv) vízKözépv. felett Q nv T C nv Q nv 1,00 0,00 -0,25 T 0,00 1,00 0,25 C nv -0,25 0,25 1,00 Középv. alatt Q kv T C kv Q kv 1,00 -0,15 -0,12 T -0,15 1,00 0,19 C kv -0,12 0,19 1,00 Az árhullámok felszálló ágában a lebegtetett hordalékkoncentrációt (Cfii) becslő regressziós modell (a (9) egyenlet alapján) a következő: C

fe

l =1726,349 • Ö

1UJ

1 • API

2

0 - R"-^ .(11) A regressziós egyenlet az árhullámok leszálló ágainak lebegtetett hordaléktöménységére (C/

e): C

u =1327,730 Q

lz

u API

2

l -1,319 • R

0,21

6. (12) A regressziós egyenletbe bevont változók közötti kapcsolat erősségének ellenőrzése korrelációanalízissel történt. Ez alapján a mintázott árhullámok felszálló ágában - 5 %os szignifikancia-szint mellett - a lebegtetett hordaléktöménység statisztikailag elfogadható kapcsolatot (korrelációs e.h. > 0,62) mutat a vízhozammal, az erozivitással és a megelőző csapadékindexszel. A leszálló ágban 5 %-os szignifikancia-szint mellett a hordalék-koncentráció csak a vízhozammal korrelál. Amennyiben azonban a leszálló ágra alkalmazott regressziós modellből elhagynánk az API

2o és az R mennyiségeket, a determinációs koefficiens erősen csökkenne. A mennyiségeket egymás függvényében grafikonon ábrázolva látható (3. ábra), hogy a leszálló ágnál csak l-l önálló árhullám adataira áll fenn erősebb kapcsolat (a C_leQ_le és C_le-R grafikonon a 10-14-es, illetve a 16-23-as számú pontok l-l különböző árhullám leszálló ágából származnak). Ez lehet az oka a hordaléktöménység és API

2o, illetve hordaléktöménység és R között tapasztalható korrelációhiánynak, amikor minden árhullám adatát figyelembe