Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

4. szám - Nováky Béla: A meder-vízháztartási mérleg módszertani kérdései

42 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 4. SZ. inak megszerkesztésénél (Szlávik, 1980). A gyomai szelvényre pl. 85 vízhozam-mérésből megszerkesztették az F = f(H) és a Vk = f(e) görbéket, amelyek azután az F(H), v

k(Hf, H

a) összefüggések alapján lehetővé teszik a Q = f(H

f, H

a) nomogramok előállítását. Márfai L. (1980) a törökbecsei duzzasztások hatásait figyelembeveendő talált összefüggést a középsebesség és az esés között, amely felhasználható a duzzasztás által befolyásolt szegedi szelvény vízhozamainak számítására 300 cm alatti vízállás tartományban (Márfai, 1980). A háromváltozós vízhozamgörbéknek egy más megoldását alkalmazza Vajk (1980, 1981). Külön választja a vízhozamok vízállástól függő tényezőit, mint a hidraulikus sugár (R), a nedvesített keresztszelvény (F), az érdességi tényező (n) és a vízállástól nem függő vízszín-esések (I). Az előbbiek a vízhozam mérési adatokból becsülhetők, az azonos vízálláshoz tartozó értékeik öszszevonhatók egy, a magyar szakirodalomban gót K betűvel (K ) jelölt, a szovjet szakirodalomban vízhozam modulusnak nevezett Kn(H)"'R

2/

3(H)F(H) (3) alakú függvényben. (Vajk a medergörbe-függvény kifejezést használja.) A (3) függvény a Chézy- és Manning képletekből levezethető. A vízhozam számítás ezek után a Q(H) = K 1°

5 képlet használatára egyszerűsödik. így a vízhozam számítás harmadik változóként figyelembe veszi az esést is. Az eljárás olyan vízfolyás-szakaszokra alkalmazható sikerrel, ahol nincs jelentősebb hozzáfolyás. A duzzasztóművek esetén a felvízi oldalon az érkező, az alvízi oldalon a távozó vízhozamok számítására olyan képletek kerültek kidolgozásra, amelyek két vízmérce egy a duzzasztó közelében, egy pedig attól távolabbi - vízállásának változása alapján számítja a vízhozamokat. Ez utóbbival a vízszintesés változását veszik figyelembe. Hidraulikai képletek is kidolgozásra kerültek a duzzasztómű, a hullámtéri duzzasztás, a hajózsilip és az erőműn átbocsátott vízhozam számítására (VITUKI, 1980). A háromváltozós vízhozam-vízállás függvények maguk is változnak, részint a természetes hatások, részint a mesterséges beavatkozások olyan következményeként, amelyek a meder tényleges alaki változásaival (kimosások, feltöltődések stb.) függnek össze, és amelyek csak részletesebb medermorfológiai elemzésekkel tárhatók fel. Nem véletlen, hogy a Q(H) görbék változását a medermélyülésekhez vagy emelkedésekhez, azaz a tározóterek változásaihoz kötik. A szabályozott Tiszánál természetes tározóállapotról aligha beszélhetünk, legalábbis az ártéri területekre való kilépés esetén. Ekkor ugyanis a tározótereket a megépített töltések, részben a fővédvonalak, részben a nyári gátak határolják le. A nyári gátakat még az 1960-1970-es években is változtatták, „megfejelték", sokszor a korábban engedélyezett szintek fölé, ami a tározóterek időbeli változását is eredményezte. Ez utóbbinak a levonuló árhullámokra gyakorolt hatását vizsgálni a vízháztartási mérlegek kapcsán is az egyik legfontosabb feladat. 1.2. A vízfolyás szakaszra érkező és onnan távozó oldalirányú természetes vizek A meder-vízháztartás vizsgálatára bevont, a be- és kilépő szelvénnyel határolt folyószakaszon a belépő vízhozamot növeli a felszíni vagy felszín alatti táplálás, és csökkenti az oldalirányú elszivárgás. A Tisza hazai szakaszán a felszíni táplálást a folyóba torkolló mellékfolyók vízszállítása jelenti. A jelentősebb mellékfolyók, a Túr, Kraszna, Szamos, Bodrog, Sajó, Hernád, Körösök, Berettyó, Maros jórészt a határon túlról hozzák a vizet. A nagyobb mellékvízfolyásokon a vízhozam adatok általában rendelkezésünkre állnak, de több, általában nem számottevő mellékvízfolyáson a vízhozam adatok hiányoznak. A mellékfolyók által szállított hozzáfolyás nem egyenletesen oszlik meg a Tisza mentén, szerepe adott folyószakasz vízháztartási mérlegében függ a határoló szelvények megválasztásától. Taskony-Tiszabő vagy Szolnok-Csongrád között például kiválaszthatók olyan szakaszok, ahol felszíni hozzáfolyás gyakorlatilag nincs, e szakaszok lehetnek elsősorban alkalmasak a felszín alatti vízforgalom elemzésére. A Tivadar-Vásárosnamény szakasz pedig azt példázhatná, amikor a vizsgált Tisza folyó által felvett mellékvízfolyások, a Szamos és a Túr vízszállítása meghaladja a vizsgált folyóval fölülről érkező vízhozamot. A felszínitől eltérően sokkal bonyolultabb és kevéssé feltárt a felszín alatti vizeknek a folyó medrével való vízforgalmi kapcsolata. Többnyire még a kapcsolatok minőségi jellege sem tisztázott kellő mélységgel, s még inkább hiányzik a kapcsolat mindenre kiterjedő mennyiségi elemzése. A vízfolyások és a talajvíz kapcsolatának közelítő jellegű elemzésére lehetőség van pl. a talajvíz kutak észlelései adataiból megszerkesztett szintvonalas térképek segítségével. A Tisza vízgyűjtőjére szerkesztett talajvíz térképek szerint sokévi átlagban az a jellemző, hogy többnyire a Tisza csapolja meg a talajvizeket, s csupán három helyen mutatható ki elszivárgás a Tiszából. Ilyen helyek a Tisza Záhony és Tokaj közötti jobb parti, a Polgár és Kisköre közötti, valamint a Csongrád és Szeged közötti bal parti szakasz. A talajvizek a felszíni vizekből kapott utánpótlást részint a párolgással ellensúlyozzák, részint a rétegvizekbe való lehúzódásával, ami megfigyelhető a Bodrogközben (VITUKI, 1981). A talajvíz és a folyó vízszintjének ingadozása következményeként maga a kapcsolat jellege is változó. Nagyvizek idején a Tiszában levonuló víz szintje magasabb a környezet talajvízénél, s ez megakadályozza a talajvíznek a folyómederbe való beáramlását. A folyó melletti sávban a talajvizek járása bizonyos késedelemmel és csökkentett amplitúdóval követi a folyó vízállásának változását. A parti sávok tározó-hatását elsősorban a rövidebb időszakokra összeállítandó vízháztartási mérlegekben kell figyelembe venni. Minthogy a talajvízzel kapcsolatos mérési adatok általában nem teszik lehetővé a folyók felszín alatti táplálásának akár közelítő becslését, az utóbbit a felszíni mért vízhozamok idősoraiból lehet számítani. Ennek legegyszerűbbnek látszó módszere két egymást követő szelvényben mért vagy számított vízhozam egybevetése: az alsó mércénél kifolyó vízhozam-többlet közelítően azonos a két szelvény közötti szakaszon a folyóba áramló felszín alatti víz mennyiségével. Ezt az eljárást alkalmazza Neppel (VITUKI, 1981), felhasználva a Vízrajzi Atlasz új Tisza feldolgozása során egyidejűleg mért vízhozamok és vízszín-rögzítések adatait. Az 1977. október 27-én végzett vízszin- és vízhozam rögzítések alapján pillanatnyi vízhozam hossz-mérleg volt szerkeszthető. E szerint a Tisza országhatáron belépő vízhozama 65 m

3/s, a déli határnál távozó víz 292 m

3/s volt. A 227 m

3/s növekményből 192 m

3/s-t a mellék-vízfolyások szállítottak, így a felszín alatti hozzáfolyás mérlege 47 m

3/s (ez az egyes szakaszokon észlelt összesen 122 m

3/s hozzáfolyás és más szakaszokon észlelt összesen 75 m

3/s elszivárgás különbsége), ami nemcsak ellensúlyozta a 12 m

3/s felszíni vízkivételt, de még növelte is a Tisza vízkészletét 35 m

3/s-mal. Ez a déli országhatárnál kilépő teljes vízhozam kb. 12 %-át teszi ki. Az igy kapott érték jóval nagyobb a szivárgási tényező alapján számítottnál, s így „a kérdés további kutatása tehát indokolt" - fejezi be értékelését a tanulmány. Látnunk kell azt is, hogy a kilépő és belépő vízhozamok különbsége valójában nem a felszín alatti hozzáfolyással vagy elszivárgással azonos, hanem a két szelvény között lejátszódó jelenségek mérlegeredményével, s ebben a talajvíz forgalommal kapcsolatos összetevőkön kívül más elem is szerepel az (1) egyenletnek megfelelően. így pl. szerepet játszik a tározódás is. Számításunk szerint 1977. október 27-én, a nap során 140-145 ezer m

3rel csökkent a Vásárosnamény-Záhony közötti szakaszon tárolt víz, és ez biztosított a 27-i záhonyi napi közép-vízhozamban mintegy 2 m

3/s-t. A felszín alatti táplálás a VITUKI tanulmányban ezen szakaszra közöltnél alacsonyabbra, mintegy 21-22 m

3/s-ra tehető. A felszín alatti hozzáfolyásnak vagy elszivárgásnak felszíni vízhozamokból történő számítását csak a teljes mérlegegyenlet alapján lehet és kell elvégezni. A folyóvíz és a felszín alatti víz természetes kapcsolatát módosíthatják, sőt jelentős mértékben megváltoztathatják az emberi beavatkozások hatásai. Egyfelől pl. a felszín alatti vizekre telepített kutak víztermelése során „a depresszió hatására megnő a vízfolyásokból történő függőleges irányú meder alatti elszivárgás (Székely, 1965). Másfelől a mederben létesített, a folyó vízszintjeit tartósan megemelő létesít-