Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

5. szám - Konecsny Károly: A kisvizek fő hidrológiai-statisztikai jellemzői a Dunán Nagymarosnál

51 A kisvizek fő hidrológiai statisztikai jellemzői a Dunán Nagymarosnál Konecsny Károly Országos Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Főfelügyelőség, 1095. Budapest, Mészáros u. 58/a konecsnykfa gmail.com Kivonat: A Duna vízgyűjtő területén, és különösen a folyam középső- és alsó vizgyüjtőrészein az utóbbi évtizedekben egyre gyakrabban és hosszabb időszakokban kellett a szélsőségesen aszályos, vízhiányos időszakokkal számolni, és ez az éghajlatváltozás következtében a jövőben várhatóan tovább fog fokozódni. A rendelkezésre álló vízkészletek felméréséhez szükségesek a folyók kisvizeinek időbeli változásaira vonatkozó adatok, ugyanis felhasználható vízkészletnek csak az a vízhozam tekinthető, amely tartósan és nagy biztonsággal a kritikus kisvizi időszakokban is kivehető a mederből. A Duna nagymarosi vízrajzi állomás 127 év hosszú (18832009) napi vízhozam adatainak, a kisvízhozamok hidrológiai statisztikai jellemzőit vizsgáljuk. A Duna vízjárása XX. század közepéig természeteshez közelinek tekinthető, ezt követően (1960-tól), a folyam főágán és a mellékfolyókon egyre nagyobb számban kiépült víztározók, vízhasználatok hatása miatt a lefolyás fokozatosan módosult. A kisvízi időszakok elkülönítéséhez használt vízhozam küszöbértékeket a hidrológiai szakirodalomból ismert statisztikai módszerrel határoztuk meg. A minimális vízhozamok alakulása mellett vizsgáltuk a kisvízi időszakok számát, -hosszát, víztömeghiányát. Kulcsszavak: kisvízi időszak, vízhozam küszöbérték, viztömeghiány, határérték alatti esetszám. 1. A Duna természetföldrajzi, hidrológiai jellemzői és a vizsgált szelvény feletti vízgyűjtőn végzett műszaki beavatkozások hatásai A Duna vízgyűjtője 801.463 km

2 kiterjedésű, 2780 km hosszúságban folyik nyugatról keletre Fekete-erdőbeli forrásától a Fekete-tengeri torkolatig, ahol átlagos vízhozama 6550 mVs. A vízgyűjtő vízfolyásainak nagyobb léptékű szabályozása a XVIII.-XIX. századtól kezdődött. Napjainkra a vízgyűjtő árvízvédelmi rendszere jórészt kiépült, a védelmi töltések hossza jelenleg már közel 15.000 km (Pasoi 2004). A nagy hosszúságú összefüggő védvonalak legnagyobb része Magyarország és Románia alföldi régióiban található. A német és osztrák szakaszon a mederbe épült vízi-létesítmények jelentős mértékben befolyásolják a folyó állapotát. A teljes vízgyűjtőt tekintve a vízfolyások folytonosságát 1688 vízépítési műtárgy szakítja meg, melyek közül 600 völgyzáró-gát. Az első vízi erőmüveket az 1890-es években a kisebb mellékfolyókon építették (Pasoi 2004). A Dunán az első vízerőmüvet 1927-ben (Kachlet Passau), a legújabbat pedig 1996-ban (Freudenau) helyezték üzembe. A főág németországi szakaszán 22 vízlépcső-, az ausztriai szakaszon 9 vízlépcső-, a Szlovákia területén 1 vízlépcső üzemel, így tehát, Nagymaros felett mindösszesen 32 vízlépcső található (Stancikova Alzbeta 2001, Pasoi 2004), melyek öszszesen közel 290 km hosszban okoznak duzzasztást. A Duna németországi szakaszán 1927-1985 között épült víztározók kisebbek (1-26 millió m

3), az ausztriai szakaszon, az 1959-1996 között épült négy vízlépcső egyenként 56-87 millió m

3, a szlovákiai szakaszon 1992-ben üzembe helyezett bősi vízlépcső 196 millió m

3 víz betározására képes. A dunai vízi áruszállítás érdekeit szolgáló 1992-ben átadott Duna-Majna-Rajna-csatorna Majna és Duna közötti 18 műtárgyból álló zsiliprendszert a Dunából kivezetett 15 m

3/ s vízhozammal táplálják. A XX. század második felétől több tényező hatásának együttes eredményeként a Duna magyarországi szakaszán fokozódó medermélyülés, és ezzel párhuzamosan vízálláscsökkenés tapasztalható. Ennek a jelenleg is tartó folyamatnak a magyarázata az, hogy a Duna felső szakaszán, és a folyam mellékfolyóin felépített vízlépcsők miatt jórészt megszűnt a görgetett hordalékszállítás, valamint folyószabályozási és ipari célból nagy mennyiségű anyagot kotortak ki (Goda 1995). A Duna felső szakaszának vízjárását azonban döntően jelenleg is lehulló csapadék mennyisége és az ebből kialakuló lefolyás mértéke határozza meg. Az Alpokban helyenként több mint 3000 mm, az alacsonyabb területeken 600700 mm a sokévi közepes csapadék (ICPDR 2004). A Duna felső szakaszának a vízjárása a glaciális típushoz tartozik, a legnagyobb havi vízhozammal júliusban, a legkisebbel a téli hónapokban (január-február). A németországi középhegységekből érkező mellékfolyók egyenletes vízhozamukkal viszonylag kis befolyással vannak a Dunára az Alpokból érkező vízfolyásokhoz képest. Az Isaron (174 m

3/s), folyószabályozást végeztek, védvonalakat építettek ki, üzembe helyeztek víztározókat, vízkivételeket, visszavezetéseket. Annak ellenére, hogy az Inn 26.130 km

2 kiterjedésű vízgyűjtője alig fele a Dunáénak, passaui torkolatánál nagyobb a vízhozama (735 m

3/s), mint magának a főágnak (ICPDR 2004). Az osztrák-Duna szakasz másik két jelentős mellékfolyója a Traun (150 m

3/s) és az Enns (200 m

3/s). A Morva a bal oldalról, a Cseh Köztársaság, Szlovákia és Ausztria területéről gyűjti össze vizeit. A 26.578 km

2 kiterjedésű vízgyűjtő terület majdnem azonos az Inn vízgyűjtő területével, de közepes vízhozama annál jóval kisebb (119 m

3/s). Az Alpok lábától a Nagymaros vízmércéig teijedő szakasz jelentősebb jobboldali mellékfolyója a Rába (63 m

3/s). A Vág baloldali mellékfolyója, amely Szlovákia északi és nyugati része felől érkezik (196 m

3/s). Az itt kiépült víztározó rendszer jelentősen befolyásolja a vízjárást. A Garamnak (55,0 m

3/s) és Ipolynak (22,0 m

3/s) alig van hatása a Duna lefolyási viszonyaira. A Duna Nagymaros vízmérce szelvényében a sokévi közepes lefolyás, a XIX. század második felétől a XXI. század elejéig csökkent, de ez a megállapítás a kisvízi vízhozamokra nem érvényes, sőt ezek emelkedtek (/. táblázat). 1. táblázat. Az évi minimális vízhozamok és fajlagos vízhozamok a Duna Nagymaros vízmércénél IdőÉvek Qmmd/év C

v Kisvízhozamok valószínűsége Qp%, szak sza/<?„„,,„ „ m /s / qp% 1/skm ma 50% 80% 90% 85% 97% 99% 1883127 531/1894.1 0,21 980 810 720 645 610 555 2009 2,89 5,34 4.41 3,92 3,51 3,32 3,02 189060 531/1894.1 0,24 935 765 675 602 560 520 1949 2.89 5.09 4.17 3,70 3,28 3,05 2,83 195060 600/1964.1 0,18 1025 855 770 700 660 570 2009 3,27 5.58 4.66 4,20 3,81 3,60 3,10 A vizsgált Nagymaros vízmérce szelvény Duna 1694,6 f km szelvényében található, 99,428 mBf vízmérce „0" pont tszf. magassággal, 183.534 km

2 vízgyűjtő területtel. A vízmércén eddig észlelt legkisebb vízállás -53 cm volt (98,428 mBf), a maximális 714 cm (106,568 mBf) volt, tehát a sokévi teljes vízjáték 767 cm. Az 1883-2009. időszakban a sokévi közepes vízhozam 2340 m

3/s volt, a minimális vízhozam 531 m

3/s 1894. január 10-én, a maximális vízhozam 9790 m

3/s 1891. március 9-én. így a legnagyobb vízhozam 18-szor haladta meg a legkisebbet. A vizsgált három időszak évi minimális vízhozamainak-, illetve fajlagos vízhozamainak különböző valószínűségű értékei eltérőek (/. táblázat), akárcsak az évi kisvízhozam értékek változékonyságát mutató variációs tényezők (Cv=0,18-0,24).