Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)

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

52 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 91. ÉVF. 5. SZ. A Duna vízjárásának évenkénti szélsőségeit jól mutatja a vízhozamok évenkénti és éven belüli ingadozása. A folyam nagymarosi szelvényére bemutatott nagyvízi (2006) és kisvízi évek (1934) napi vízhozamainak alakulása között igen jelentős eltérések figyelhetők meg (1. ábra). 2006. tavasza jellemzően nagyvízi volt, a kiemelkedően magas maximális értékek (9070 m

3/s) tekintetében, mint abban, hogy a tavaszi és nyári időszakokban egymást követték a jelentős árhullámok, melyek közül kiemelkedett az áprilisi. 1934-ben viszont az évi jellemző vízhozamok kicsik voltak, a minimum 874 m

3/s volt. 1. ábra. Egy jellemzően nagyvízi év (2006) és egy jellemzően kisvízi év (1934) napi közepes vízhozamainak összehasonlítása a Duna Nagymaros vízmércénél 2. Felhasznált adatok, szakirodalmi előzmények, vizsgálati módszerek A kisvizes időszak az egyéves hidrológiai cikluson, vagy naptári éven belüli időszak, amelynek során a vízgyüjtő-területről történő lefolyásban jelentős csökkenés következik be és kisvízi vízhozamok figyelhetők meg. A kisvízi időszakon belül legalább egy kisvízi esemény következik be. Tehát egy olyan időfüggvényről van szó, amely nem halad meg egy előre rögzített vízhozam értéket (Kovács and Domokos 1996). Erre a vízhozam értékre, amely döntően a felszín alatti táplálásból származó alap-vízhozamból és felszín-közeli eredetű vízhozamból tevődik össze, a vonatkozó szakirodalomban különféle elnevezéseket használnak: vízhozam küszöbérték (Q

0), kritikus kisvízhozam érték, referencia vízhozam. A kisvízi időszakok különböző mértékű vízhozam csökkenéssel, időtartammal, víztömeghiánnyal jellemezhetők, valamint időben összefüggőek vagy megszakadnak. Meg lehet különböztetni számottevő és nem számottevő (legfeljebb néhány nap) hosszúságú megszakításokat. A vizsgálatok során néhány olyan egyszerűsítést alkalmaztunk, amit a vonatkozó szakirodalom is ajánl (Zelenhasic et al. 1987, Kovács and Domokos 1996, Lanen et al. 2007). így például hosszabb kisvízi időszakok folyamán előfordulnak, csak néhány napig tartó, küszöbérték (Q

0) feletti vízhozam események, amelyek nem változtatják meg az időszak alapvetően kisvízi jellegét. Ha a Dunán két kisvízi esemény között kisebb árhullám alakult ki, de ennek időtartama nem haladta meg a hat napot, akkor a két esemény együttesét egyetlen kisvízi időszaknak tekintettük. Ha egy kisvízi esemény egyik tárgyévből átnyúlt a másikba, akkor csak az egyik tárgyidőszakhoz számítottuk, ahhoz, amelyben kezdete volt. A következő kisvízi paraméterekre vonatkozó idősorokat állítottuk össze: évi minimális vízhozam (Q

mm a), sokévi minimális vízhozam (Q^ kisvízhozam küszöbérték alatti (Qo) időszak kezdetének dátuma, kisvízhozam küszöbérték alatti időszak végének dátuma (év, hó, nap), kisvízhozam küszöbérték alatti időszakok évenkénti száma (db), kisvízhozam küszöbérték alatti napok száma évenként (nap), kisvízhozam küszöbérték alatti időszakok összesített hossza évenként (nap), leghosszabb összefüggő kisvízhozam küszöbérték alatti időszak évenként (nap), kisvízhozam küszöbérték alatti időszakok évenkénti száma (db.), kisvízhozam küszöbérték alatti időszakok évenkénti száma (db), víztömeg-hiány évenkénti összege (W

d

ef), leghosszabb összefüggő kisvízi időszak víztömeg-hiányának összege (W

de

f), legnagyobb napi víztömeghiány összege (W

def

d). A kisvizek részletes hidrológiai feldolgozásához napi vízhozam adatokra van szükség. A rendelkezésre álló megszakítás nélküli vízhozam adatsorok hossza a Duna Nagymaros szelvénynél 127 év. A napi vízhozam adatok vízrajzi évkönyvekben, illetve elektronikus hidrológiai adatbázisokban találhatók meg. Az 1883-1959 időszakban, a kisvízhozamok természeteshez közelieknek tekinthetők, mivel csak kisebb mértékben voltak befolyásolva emberi beavatkozások által. Az 1960-2009 időszakban viszont, amikor a lefolyás éven belüli, sőt sokévi átrendeződéshez vezettek, a befolyásoltság mértéke jelentősebbé vált. 2. táblázat. A vízhozam küszöbértékek meghatározása havi minimális vízhozamok alapján a Duna Nagymaros vízmércénél (924 havi minimum 1883-1959.XII.) Qmin mo /év,hó,nap Qm min mo C„ Kisvízhozamok valószínűsége (Qp%, m

3/s) Qmin mo /év,hó,nap Qm min mo C„ 50% 80% 90% 95% 97% 99% 531/1894.1.10 1753 0,38 1640 1170 974 874 813 692 A Kille (1970) által kidolgozott módszer olyan vízhozam küszöbértéket alkalmaz, amely a felszín-alatti eredetű „alap-vízhozam" sokévi átlagértéke, amely a havi legkisebb vízhozamok 50 %-os előfordulási valószínűségű értéke. Ezt az értéket a vizsgált Duna Nagymaros szelvényre, a természeteshez közeli vízjárású 1883-1959 időszak havi legkisebb vízhozama (924 érték) adatsor alapján számítottuk, és 1640 m

3/s értékre adódott (2. táblázat). 3. A vízhozam adatok hidrológiai statisztikai feldolgozásának eredményei A vizsgált folyamszakaszon eddig észlelt legkisebb vízhozamok a természeteshez közelebbi vízjárású időszakban, 1883-1959 között következtek be, amikor 11 alkalommal 700 m

3/s alatti, sőt két alkalommal 600 m

3/s alatti értékeket is észleltek. Az utóbbi évtizedekben (1970 után) a műszaki beavatkozások által erősebben befolyásolt vízjárás miatt, az évi minimum nem esett 800 m

3/s alá. Ellentétben az évi közepes vízhozammal (2. bal ábra), az évi minimális vízhozamok időbeni növekedési tendenciát tükröznek (2. jobb ábra és 3. ábra). Ha 30 éves részidőszakokat vizsgálunk, ellentétes irányú változásokat találunk: az 1890-1919. közötti években jelentősen emelkedő, 1920-1949 között csökkenő, 1950-1979 k9zött emelkedő, és 1980-2009 között ismét csökkenő trend volt jellemző. A kisvízhozamok XX. századi növekedési tendenciáját már Bárdosssy és Molnár (2002) is kimutatta. Nagymarosnál 1901-1999. között a jellemző kisvízhozam a korábbi 600-650 m

3/s értékekhez képest 150 m

3/s-mal nőtt. A Duna pozsonyi szelvényében kimutatták a 330 napos tartósságú vízhozam nem szignifikáns növekedését 1876-2005. között (Pekarova et al., 2008). A vizsgált 127 év folyamán összesen 465 kisvízi időszak volt, évente átlag 3,7, maximálisan 9. (1903). Nem volt olyan bőséges lefolyású év, amikor ne mutatkozott volna legalább egy vízhozam küszöbérték alatti kisvízi időszak. A 127 éves időszakban kissé emelkedett az évenkénti kisvizes időszakok száma, de 1890-1949. közt csökkent, 1950-2009. közt jelentősen nőtt (4. és 5. ábra). 1934 2006 1934 Qmed = 1690 m3/s Qmax =4720 m3/s Qmin =874 m3/s 2006 Qmed =2500 m3/s Qmax =9070 m3/s Qmin = 978 m3/s