Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

5. szám - Vasvári Vilmos: A Vemagt gleccser hidrológiai viszonyai

298 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2003. 83. ÉVF

. 5. SZ. A mérőcsatorna keresztszelvénye négyszög alakú, 2 m széles, és az alacsony téli lefolyások mérésére kisvízi csatornával van ellátva, melynek fenékszélessége 0,5 m, a rézsű hajlása 1:3. A keresztszelvény összesen 2m magas, melyből a kisvízi csatorna mélysége 0,25 m. A prizmatikus meder hossza 5,0 m, a mérési szelvény a belépési szelvénytől 3,8 m-re fekszik, mely távolság elegendő az áramvonalak görbületének kiküszöbölésére, és ily módon jó közelítéssel hidrosztatikus nyomáseloszlás érhető el a mérési szelvényben. A prizmatikus csatorna sima falai gyors és lerakódásmentes hordalékmozgást biztosítanak. A rohanó vízmozgás biztosítására a csatorna fenekének az esése a szelvénynek és annak burkolatának megfelelően 1 %. Ahhoz, hogy a kritikus állapot minden várható vízhozam mellett biztonsággal elérhető legyen, a bel4pési szelvény fenék-magasságát a patak eredeti fenékmagassága fölé kellett emelni 0,7 m-rel. A csatorna a patak hossz-szelvényében úgy helyezkedik el, hogy a kilépési szelvényt egy 2,5 m magas fenéklépcső követi, mely szavatolja, hogy a csatornát minden vízhozam szabad, levegőztetett átbukási sugárban hagyja el. Ezt sem visszaduzzasztás, sem az alvízi hordalék-lerakódás nem befolyásolja. A belépési szelvény felett hengeres szárnyfalak csatlakoznak érintőlegesen a csatorna oldalfalaihoz, melyek az áramlás leválás-mentes összeszűkítését hivatottak biztosítani (4. ábra). A mérési szelvényben fellépő közelítőleg hidrosztatikus nyomás átvitele és mérése a kisvízi csatorna jobboldali rézsűjében elhelyezett rácson keresztül történik, melynek az áramlás irányába futó nyílásai 0,3 m hosszúak és 0,002 m szélesek. A rács egy 0,3 m széles aknát fed, mely a mérésen túl egyidejűleg a hordalékfogó szerepét is betölti. A nyomásátvitel egy 2"-os csővezetéken keresztül történik két egymással összekapcsolt 250 mm átmérőjű piezométercsőbe. A csövekben úszós mércék vannak elhelyezve. Egy pneumatikus vezeték az aknából közvetlenül a nyomásmérőbe vezet. A műtárgy megépítésére 1973 nyarán 11 hét alatt került sor. A mérőcsatorna, a szárnyfalak és az állomás alapjai vasbetonból és terméskőből készültek. A hordalék betonra gyakorolt, a nagy sebességekből adódó erőteljes romboló hatásának kiküszöbölésére a csatorna fenekének és falainak kibélelésére vörösfenyőt választottak, annak rugalmassága és ellenálló-képessége miatt. Az első évek megfigyelése: 4 mm/év kopást állapítottak meg, melyet a Q-H görbe korrigálásánál figyelembe is vettek. Később a faburkolatot gumival helyettesítették. A vízhozamgörbe hitelesítését egyidejűleg különböző módszerekkel végezték. Mérőszárnyas vízsebesség-mérésekkel különböző vízállások mellett valamint kémiai vízhozamméréssel, jelzőanyag felhasználásával, mely kb. 6 m

3/s-os vízhozamig alkalmazható a Vernagt patakon megbízhatóan. Jelenleg a szögelfordulást elmozdulássá alakító műszerrel felszerelt úszós mércék mellett a mérőcsatornában elhelyezett ultrahangos műszerrel egyidejűleg mérik a vízállást. A vízmérce-állomást az évek során több nagyobb árvíz is tönkre tette. Az utolsó helyreállítás 2001-ben történt, amikor a szárnyfalakat megemelték, s hegyesebb szögben vezették a mérőcsatornára, hogy a növekvő árvízhozamok kártétel nélkül levonulhassanak a csatornában. A Vernagt gleccser csapadék és lefolyási viszonyai A csapadék-viszonyok tárgyalása előtt mindenképpen ki kell térni a csapadékmérés különös nehézségeire a magashegyi régióban. Ennek okai a következők: 1) A rendelkezésre álló mérőállomások csekély száma miatt igen korlátozott adatbázis szolgál alapul az értékeléshez. 2) A szilárd csapadék mérése, melynek részesedése a magassággal növekszik, lényegesen nagyobb hibákkal terhelt mint a cseppfolyós csapadéké. Az Alpokban 2500 m tengerszint feletti magasságban a csapadéknak több mint 75 %-a, míg a 3000 m-es magasságban már több mint 90 %-a esik szilárd formában. 3) Ha a területi csapadék jelentős része hó, akkor a domborzati hatások lényeges mértékben befolyásolják a pontszerű csapadékmérések reprezentativitását. Fontos szerepet játszik továbbá a magashegyi régióban a lehullott csapadék halmazállapotának (cseppfolyós-szilárd) szétválasztása. Mivel a csapadékmérő műszerek nem tudnak különbséget tenni cseppfolyós és szilárd csapadék között, ezért ennek elkülönítésére a következő kritériumokat használják a Vernagt gleccser vízgyűjtőjén: Amennyiben a léghőmérséklet napi átlaga +2°C alatt van, hó formájú csapadékot feltételeznek. (A fenti határértéket közvetlen helyi megfigyelésekből vezették le.) Bevonták továbbá a naponta készült fényképfelvételeket is a hullott csapadék elemzésébe. Egy másik támpontként a hó formájában hullott csapadék megállapítására az albedo mérés szolgál. A hómentes terep albedoja 0,1 körül mozog, míg a hófedte felszíné lényegesen magasabb. A hótakaró felmérése a gleccseren május elején közepén történik, ekkor rendszerint a hótakaró maximális vastagsága mérhető. Az októbertől májusig felhalmozódott hótömeg vízegyenértékét ennek az időszaknak a csapadékmennyiségének feleltetik meg. A hó szél által okozott áthelyeződése és a párolgás ebben az időszakban elhanyagolható. A téli (november-április) és a nyári (májusoktóber) félév csapadék aránya kb. 2 : 1 viszonyszámmal jellemezhető. Számottevő lefolyás csak a nyári hónapokban van, ami azonban nem jelenti azt, hogy a téli periódusban egyáltalán nincs lefolyás. Ilyenkor a lefolyás 20 l/s alá is csökkenhet. A minimális, de mégis létező téli lefolyás magyarázata a felszín alatti lefolyásban rejlik. Magát a csapadék-lefolyás folyamatát az 5. ábrán vázolt modellel írhatjuk le. (Magyarázat az 5. ábrához: áper. a gleccser hótól és firntől mentes fedetlen felülete; malom: víznyelő lyuk a gleccser felszínén, melyek a repedésekből és aknákból az olvadékvíz által keletkeznek és azt a gleccser fenekéhez vezetik.) Az 1974 óta végzett vízhozammérések eredményeképpen napjainkig több mint 28 év adatsora áll rendelkezésre a lefolyási viszonyok jellemzésére. Az első két évtized (19741993) értékelése alapján a következők állapíthatók meg: A vízhozam adatsorok erősen eljegesedett vízgyűjtő lefolyási viszonyainak tipikus jellemzőit mutatják: magas lefolyási értékeket a nyári hónapok napos, viszonylag csapadékmentes periódusaiban és alacsony lefolyást a nyári hónapok felhős, csapadékos időszakaiban valamint télen és tavasszal. Az éves lefolyásnak kb. a 90 %-a a június és szeptember közötti időszakra esik. A két évtized időjárási viszonyai és a tömegmérlegek emelkedő vízho-