Hidrológiai Közlöny, 2022 (102. évfolyam)
2022 / 3. szám
20 Hidrológiai Közlöny 2022. 102. évf. 3. szám Folyók dinamikus egyensúlyi állapotát becslő eljárás kidolgozása és alkalmazása a magyarországi Felső-Dunára Nyíri Emese1 és Török Gergely Tihamér2-3 1 Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Műegyetem rkp. 3., Ilii Budapest, Magyarország (E-mail: nyiri.emese@edu.bme.hu) 2 ELKH-BME Vízgazdálkodási Kutatócsoport, Eötvös Loránd Kutatási Hálózat, Műegyetem rkp. 3., Ilii Budapest, Magyarország 3 Víztudományi és Vízbiztonsági Nemzeti Laboratórium, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Építőmérnöki Kar, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék (E-mail: torok.gergely@emk.bme.hu) Kivonat A folyók életében számos változás figyelhető meg, amely lehet számunkra előnyös és előnytelen is. Ezek a változások lehetnek mesterséges, illetve természetes eredetűek. Jelen kutatásban a mesterséges beavatkozások hatását figyeltük meg, főként a Bős-nagymarosi vízlépcső esetében. Minden folyó jellemezhető a dinamikus egyensúlyi állapotával, illetve a morfodinamikai folyamatok ezt az állapotot közelíthetik. A kutatásban a magyarországi Felső-Duna egy szakaszát vizsgálva állítottunk fel egy modellt, amely a hordalékháztartáson alapszik. Két szelvényre volt megfelelő adatmennyiség: Dunaremetére (1825,5 fkm) és Nagybajcsra (1810,0 fkm). A két szelvény múltbéli szakirodalmi adatai alapján paramétereztük fel a OD modellt, amelyet későbbi adatok alapján igazoltunk. Több modellvizsgálatot is elvégeztünk, pl. számításba vettük a dunaremetei mederszűkülést, amely ~300 m-ről csökkent le -170 m-re közel 58 év alatt. A példa alapján szemléltettük, hogy a modellel megbecsülhető egy adott beavatkozás hatása a medergeometriára, illetve a hidraulikai jellemzőkre. Minden szabályozási munkálatot tervezés előz meg, de a hordalékháztartás nem minden esetben van számításba véve. Pedig a vizsgálataink is rámutatnak arra, hogy a hordalékháztartás is jelentős hatást gyakorol a folyó geometriájára. A bemutatott eljárás fejlesztésre szorul, hiszen időben változó becslést nem tudunk vele adni és csak egy adott szelvényre alkalmazható. A folyómederben várható változások trendjének és nagyságrendjének számításával viszont jelentősen megtámogatja a folyószabályozási tervezést. Kulcsszavak Folyószabályozás, modellezés, morfológia, hordalék, dinamikus egyensúly. Development of a method for estimating the dynamic equilibrium state of rivers and its application to the Upper Danube in Hungary Abstract Many changes can be observed in the life of rivers which can have beneficial and unfavorable effects on humanity. These changes can be of artificial or natural origin. In the present study, we observed the impact of artificial interventions, mainly the effect of the Bős- Nagymaros hydropower dam. The so-called dynamic equilibrium state can characterize each river. Our study set up a model based on the sediment mass balance based on the Upper Danube in Hungary. There was sufficient data for two sections: Dunaremete (1825.5 rkm) and Nagybajcs (1810.0 rkm). Based on the literature data of the two sections, we parameterized a 0D model, which was validated by later data. We performed several model tests, e.g., we considered the narrowing of the Danube riverbed at Dunaremete, which decreased from ~ 300 m to - 170 m in almost 58 years. Based on the example, we illustrated that the model could estimate the effect of a given intervention on the bed geometry and the hydraulic characteristics. Predictions support all regulatory work, but sediment mass balance is rarely considered. However, our studies also show that sediment mass balance significantly affects river geometry. The presented method needs to be improved, as we cannot give a time-varying estimate, and it can only be applied to a specific section. However, calculating the trend and magnitude of the expected changes in the riverbed significantly supports river regulation planning. Keywords River regulation, modelling, morphology, sediment, dynamic equilibrium. BEVEZETÉS A folyók életében folyamatos morfodinamikai változás megy végbe. A medergeometria bizonyos hatásokra változik, ami lehet mesterséges eredetű vagy természetes folyamat. így van ez a Duna folyóval is, ami megélt már jelentős szabályozásokat, települtek rá vízlépcsők, sarkantyúk és egyéb folyószabályozási műtárgyak. Alapvető kérdés, hogy ezek a beavatkozások vajon milyen hatással vannak a folyó morfodinamikai állapotára? A beavatkozások hatására a folyókban lejátszódó morfológiai folyamatok megváltozhatnak, egy korábbi lehetséges dinamikus egyensúlyi állapot felborulhat. A legfontosabb kérdés az, hogy vajon milyen lesz az új dinamikus egyensúlyi állapot? Mi lesz az új egyensúlyi állapotra jellemző mederszint, medermélység, mederesés és mederszélesség? Továbbá, ezek miként hatnak az emberi tevékenységekre, valamint az élővilágra? Ezt a kérdéskört vizsgáltuk a magyarországi Felső-Duna szakaszán. Irodalomkutatás alapján két szelvényre találtunk megfelelő adatmennyiséget részletes morfodinamikai vizsgálatok elvégzéséhez. Ezek a dunaremetei (1825,5 fkm) és a nagybajcsi (1810,0 fkm) szelvények (/. ábra). A mederfelvételek rendszeres rögzítésén és a vízrajzi észleléseken túl mederanyag és hordalékháztartási méréseket is végeztek ezekben a szelvényekben. Vizsgálatainkat ezen adatok alapján végeztük el. A szakirodalmi forrásokat és azok bemutatását a következő fejezetben ismertetjük.
