Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 2. szám - Sági Rajmund: A Tisza Mindszent alatti szakaszának hidromorfológiai elemzése

48 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF. 2. SZ. képen egy lokális kimélyülésként jelenik meg. Ezt leszámítva a meder nem mutat szignifikáns változást a két mérés között eltelt idő alatt. A rögzített hajós ADCP fíiggélysebesség mérésekből meghatározott, a mérés időtartamával átlagolt rétegenkénti sebességvektorok alapján a meder enyhe ívének megfelelő csavaráramlási struktúrák mutathatók ki, sőt a felső szelvényben egy ún. kétcellás áramlás is megmutatkozott. A cikk-cakk mozgóhajós ADCP áramlásmérések eredményeként különböző sebességű zónák váltak elkülöníthetővé, melyekből egyértelműen meghatározhatóvá vált a sodorvonalnak a meder vonalvezetéséből adódó helyzete. A pillanatfelvétel során előállt térbeli sebességvektorokból a szakaszra jellemző hidro- és medermorfológiai paraméterek szakasz menti eloszlásaik állíthatók elő. A függélyek adott mélységeiben vett lebegtetett hordalékmintákból a mélységmenti hordalékkoncentráció-eloszlások mellett a fuggély lebegtetett hordalékhozam-eloszlása is meghatározhatóvá vált az azonos függélyekben végrehajtott fix pontú ADCP fíiggélysebesség mérések eredményeinek párosításával. Az alkalmazott lebegtetett hordalék mintavételi eljárással, tapasztalati képletek alapján a függélyek görgetett fajlagos hordalékhozama is meghatározhatóvá válik. A teljes szelvényre meghatározott hordalékhozam az eddigi mérések középtartományába esik, az adott vízállás-tartományhoz tartozó értékeknek megfelelően. Az alkalmazott mérési eljárásból adódóan a lebegtetett hordalékok mélységmenti szemeloszlásai alátámasztják a hordalékszemcsék függőleges irányban értelmezett szemcseméretbeli elhelyezkedésüket, azaz a durvább szemcsék a meder közelében, míg a finomabbak a vízfelszínhez közel helyezkednek el. A mederanyag minták szelvénymenti eloszlásaira, a nagyobb áramlási sebességek szortírozó hatása érvényesült, miszerint a sodorvonaltól a part szélekig csökken a jellemző szemcseméretük. A medervándorlás sebességének szelvény menti eloszlásából meghatározhatóvá vált, hogy a legnagyobb sebességek nem a sodorvonalban, hanem a folyó középvonala mentén alakulnak ki, utalva ugyancsak az eltérő sebességű zónák okozta mederanyag szemcseméretének szelvénymenti szortírozódására. A hosszirányú mederletapogatás eredményeként feltártuk a vizsgált szakaszon kialakuló mederformákat, melyek rámutattak arra, hogy a dünesorok elsősorban a sekélyebb zónákban alakulnak ki. Numerikus modellvizsgálatoknál a mederformák hatását egyfajta makro-érdességként tudjuk majd figyelembe venni, ezért a mérési eredmények elsősorban itt fognak hasznosulni. 7. Következtetések és jövőbe tekintés A cikkben bemutatott eredmények jól illusztrálják, hogy miként tudjuk egy összetett, de igen részletes terepi mérési módszertannal egy rövidebb folyószakasz áramlási-, hordalék- és mederviszonyait feltárni. A bemutatott hidromorfológiai vizsgálatokon túl a jövőben tervem - az itt bemutatott paraméter eloszlások alapján és az irodalomból átvett élőhely értékelési módszerrel - a folyószakasz ökológiai állapotjellemzését elkészíteni, hiszen a vízmélységek mellett az áramlási sebességek nagysága az egyik fő indikátora az élőhely jellemzésnek. A két paraméter célirányos kategorizálásával már elvégezhetővé válik az adott vízjárásra és a kiválasztott élőlényekre vonatkozó élőhely alkalmassági jellemzés. Emellett, a dolgozat alapul szolgál majd egy numerikus hidrodinamikai és hordaléktranszport modell bearányositásához és paraméterezéséhez (Baranya és Józsa, 2007; Baranya és Józsa, 2009), melynek célja a kanyarulatfejlődés és medervándorlási folyamatok előrejelzésére és számszerű becslése. Ennek megalapozásához elengedhetetlenül szükséges az árvizek morfológiai hatásának még részletesebb megismerése, különös figyelemmel az áradás előtti permanens, az áradó, tetőző, apadó, valamint az azt követő permanens időszakokra. További fejlesztést igényel az üledék szemeloszlásának megfelelő frakcionált leírás is, helyenként egészen az iszapfrakcióig terjedően, amelynek viselkedéséről pl. a szennyvíztisztításból vehetők bővebb ismeretek (Patziger et al., 2008). A bemutatott eredményekből az is megállapítható, hogy az áramlásmérési eljárások jól illeszkednek a Víz Keretirányelv előírásaihoz, és a hidromorfológiai állapotleírás mellett közvetlen kapcsolat alakítható ki a környezeti állapotértékeléssel. A Tisza folyó természetes, illetve emberi beavatkozások okozta alaktani változásainak megismeréséhez, azok mértékének és sebességének meghatározásához fontosnak tartjuk az itt bemutatott mérési módszer követését, és annak megfelelően sűrű megismétlését a folyó mintaszakaszain. A tapasztalatok alapján belátható volt, hogy a mérés egyik szűk keresztmetszetét a nagyszámú hordalékminta megvétele és laboratóriumi elemzése jelentette. Ezt kiváltandó, a jövőben tervezzük a lézeres alapon működő hordalék mintavételezést, ami mind a mérés idejét mind az adatelemzés idejét nagyban lerövidíti. Fejlesztési igény a medergeometria mérése kapcsán is megfogalmazódhat, mert külföldi tanulmányok pozitív eredményeket mutatnak be a többsugaras mélységmérők (ún. multibeam sonar) használatáról, ami a letapogatott területek jelentősen részletgazdagabb képét szolgáltatják. Köszönetnyilvánítás Köszönetet szeretnék mondani dr. Kozák Péternek, az AlsóTisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság igazgatójának, aki mind anyagi támogatással, mind az AT1VIZIG szakembereinek biztosításával segítette a terepi mérések végrehajtását, és külön köszönöm, hogy biztosítja a tudományos kutatásomhoz szükséges mérések feltételeit. Irodalom Baranya S. (2009): Three-dimensional analysis of river hydrodynamics and morphology. Ph.D. thesis, BME, Budapest. Baranya, S. - Józsa, J. (2007): Veszélyes Duna-szakaszok hidrodinamikai modellezése folyószabályozás tervezéshez. Kutatási Jelentés, 1NTERREG III.A, BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tsz., Tsz.: 33991-30, Budapest. Baranya, S. - Józsa, J. - Kéri, B. (2008a): Methodological analysis of fixed and moving boat ADCP measurements on three Hungarian river reaches. In: Proceedings of the International Conference on Fluvial Hydraulics, Izmir, Törökország. Baranya, S. - Goda, L. - Józsa, J. - Rákóczi, L. (2008b): Complex hydro- and sediment dynamics survey of two critical reaches on the Hungarian part of river Danube. IOP CONFERENCE SERIES : EARTH AND ENVIRONMENTAL SCIENCE 4:(1), Paper 012038. 13 p. Baranya, S. - Józsa, J. (2009): Morphological Modeling of a Sandbed Reach in the Hungarian Danube, pp. 3680-3687. CD-ROM Proc. 33rd IAHR Congress: Water Engineering for a Sustainable Environment, Vancouver, Canada. Blanckaert, K. - de Vriend, H. J., (2003): Secondary flow in sharp open-channel bends. Cambridge University Press, United Kingdom, Cambridge. Elder, J. W. (1959): The dispersion of marked fluid in turbulent shear flow. J. Fluid Mech., 5, pp. 544-560.