Hidrológiai Közlöny, 2022 (102. évfolyam)
2022 / 1. szám
13 Természetközeli árvízvédelmi megoldás vizsgálata a Tisza-völgyben HEC-RAS 1D-2D kapcsolt modellezéssel Csongrád környékén Murányi Gábor1 és Koncsos László1 'Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. (E-mail: muranyi.gabor@emk.bme.hu és koncsos.laszlo@emk.bme.hu) Kivonat A világszerte elismert HEC-RAS hidrodinamikai modellező szoftver alkalmazásával a Tisza-völgyben a mélyártéri tározás lehetőségét vizsgáltuk egy Csongrád környéki mintaterületen. A Tisza menti területeken magas az árvíz-, belvíz- és az aszály kockázata, ami a mélyártéri tározási koncepcióval mérsékelhető. A Tisza 1999. évi árhullámra kalibrált és a 2000. évi árhullámmal validált 1D modelljét a OD majd 2D tározótér modellrészhez történő összekapcsolással, szimulációs alapú vizsgálattal összehasonlítottuk a mélyártéri üzemrendet és az árvízcsúcs csökkentő üzemrendet. Míg utóbbi megoldással számottevő eredmény érhető el rövid idő alatt, akár 87 cm-es vízszintcsökkentés is, addig az előbbi megoldással a fokozatosság elvét követve kisebb, 30 cm körüli vízszintcsökkentéssel ugyanúgy kihasználható a tározótér kapacitása. A mélyártéri tározás esetén 52 millió m3, míg az árapasztó esetén 100 millió m3 tározási kapacitást számítottunk. A mintaterülettől 13 km-re elhelyezkedő Csongrádi Kónya-szék Természetvédelmi Terület vízháztartási problémákkal küzd. Az alkalmazott domborzati modell alapján megvalósítható lenne a terület mélyártérről történő vízpótlása a tározó 82 mBf vízszintje mellett. Ebben az esetben a tározó még töltésépítés nélkül megfelel, kapacitása 80 millió m3. Kulcsszavak Mélyártér, HEC-RAS, 1D/2D kapcsolt modell, árvíz, víz visszatartás, természetközeli megoldás.______________________________ Examination of a nature-based flood control solution in the Tisza River Valley nearby Csongrád town with HEC-RAS 1D-2D coupled model Abstract Whit the use of HEC-RAS a world recognized hydrodynamic model system a comprehensive analysis the inundation of deep floodplains was examined in the Tisza River Valley. The sample area located to south from Csongrád town. The near fields of the Tisza River the flood risk, the drought risk and the excess water risk are high. With the conception of the deep floodplain reservoirs the risk can be decreased. This nature-based solution offers a sustainable flood management instead of the flood peak reduction methods. The ID hydraulic model was calibrated with the flood of 1999 and verified with the flood in the year 2000. Then the first step was the optimizing of the sluice gate openings with a 0D storage area (SA) model coupled with the ID river model. In the next step, the 0D SA was converted into a 2D flow area. In the first phase a comparative test was examined between the deep floodplain storage method (DFSM) and the flood peak reduction method (FPRM). The essential of the DFSM is that the sluice gates are basically opened, and they are closed only when the water surface reached its maximum level in the SA. So, the charging is gradually. By the DFSM the capacity of the reservoir was 52 million m3, due to the natural relief of the SA. The maximal reduction of the water surface level was about 30 cm whilst the flood was in increasing phase. The method has not effect on the peak. The mean of water depth in the SA was 2 m and the water surface level 81 meters above sea level (MASL). The essential of the FPRM is that the sluice gates are basically closed, and they are opened only in emergency near the peak of the flood. By the FPRM the capacity of the reservoir was upgraded with dams to 100 million m3 which means 86 MASL. With this method the peak can reduced effectively, in our model the maximal reduction was 87 cm, and the peak reduction was 33 cm. With both method we can use 100% of the reservoir capacity, but the FPRM is riskier because the dam heightening, and the powerful water flux drive to worse environment for the vegetation. The water flux by the DFSM is lower, so with proper selection of the plants the land-use change can increase the biodiversity. All in all, with both method we can decrease the flood risk, but the DFSM as a nature-based solution can solve ecological problems more effectively. The analysis reveals that one SA with DFSM is not enough to solve the flood peak reduction, but with a proper river basin management plan a deep floodplain SA system could be as effective as the emergency flood retention reservoir system, or better. In the second phase a theoretical analysis was taken for the water replenishment of Csongrádi Kónya-szék nature conservation area, which ended positive result. Keywords Deep floodplain, HEC-RAS, 1D-2D coupled model, flood, water retention, nature-based solution. BEVEZETÉS Jelen dolgozat egy szélesebb ívű kutatás bemutatásának első cikke. A kutatás nagy térbeli kiterjedésben, az Alföld területén vizsgálja a hidrológiai ciklus egyensúlyvesztésével kapcsolatos tünetek feltárását, és az egyensúly helyreállításának lehetőségeit. A fokozódó aszályosság, a talajvízszintek csökkenése és a szélsőséges árhullámok kezelésének eszközeként elemzi az Alföld területén a tározás lehetőségeit mind a Tisza-folyó mentén adódó direkt tározók, mind a távolabbi (háttér) tározók létesítésével, összekapcsolásával, működési problémáival, kockázat csökkentési hatásaival, az ökológiai szolgáltatásokra gyakorolt hatások elemzésével kapcsolatosan. A vizsgálatok kiinduló pontja az a sarkalatos elv, hogy a korszerű vízgazdálkodás feladata nem a tradicionális területhasználat minden áron való fenntartása, hanem a mezőgazdasági alkalmassághoz és a természeti érzékenységhez igazodó differenciált megközelítés. Ez az elv bizonyíthatóan nagyon sok tározási
