Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 3. szám - Balatonyi László - Czigány Szabolcs - Pirkhoffer Ervin - Lóczy Dénes: Talajnedvesség és talajvastagság hatása a Sás-patak vízgyűjtőjének lefolyási viszonyaira
56 Talajnedvesség és talaj vastagság hatása a Sás-patak vízgyűjtőjének lefolyási viszonyaira Balatonyi László1, Czigány Szabolcs2,Pirkhoffer Ervin2, Lóczy Dénes2 'Dél-Dunántúli Vízügyi Igazgatóság, Köztársaság tér 7, Pécs, 7623. 2Talajtani és Klimatológiai Tanszék, Környezettud. Intézet, Pécsi Tudományegyetem, Ifjúság u. 6. Pécs 7624. email: balatonyi.laszlo@ddvizig.hu . tel.: 72/506-300/4481. Utolsó módosítás: 2012. november 12.. Összefoglalás: Konvektiv viharok gyakran eredményeznek hirtelen levonuló árvizeket, amelyek komoly veszéllyel fenyegetik a vízgyűjtőben található településeket (pl. GRUNTFEST & Ripps 2000). A domborzati, csapadék, talajtani és felszinhasználat nagy térbeli heterogenitása miatt azonban az ilyen típusú árvizek néhány órás előrejelzése különösen nehéz feladat. Megfelelő előrejelzés egyik megoldása a numerikus modellek használata. A jelen dolgozat célja a talajnedvesség és talajvastagság hatásának vizsgálata a Pósa-völgyi mintavizgyűjtő lefolyási viszonyaira a HEC-HMS lefolyási modell segítségével. A Sás-patak (Bükkösdi-víz vízrendszere, Ny-Mecsek) vízhozam mérései alapján megfigyelt két árhullámot a HEC-HMS lefolyási modellel reprodukáltuk. Ez utóbbi modellfuttatás esetében a környezeti paraméterek jelentős részét mért terepi adatok alapján kalibráltuk. A legpontosabb modelleredntények eléréséhez ezért mértük a talajvastagságot, a talajnedvességet, a maximális beszivárgási sebességet, a csapadékot és a vízhozamot, valamint számoltuk az összegyülekezési időt a csapadékintenzitás függvényében. A modellfuttatások alapján a terepen mért talajvastagság értékek csak kis mértékben változtatják meg a lefolyás nagyságát. Eredményeink szerint 24 cm víztározás felett (porozitástól függően kb. 50 cm vastagság ásványi talajok esetében) pedig a talajvastagság alig van hatással a lefolyásra. A HEC-HMS modellfuttatások nagyon eltérő Omüx és kumulatív kifolyó vízmennyiség értékeket szolgáltattak egészen kis talajnedvesség- különbségek esetén is, azaz a program rendkívül érzékeny erre a környezetei peremfeltételre. Emiatt egy nagy térbeli felbontású talajnedvesség és hidrometeorológiai monitoring hálózat elengedhetetlen feltétele egy operatív villámárvíz előrejelző rendszernek. Kulcsszavak villámárvíz, HEC-HMS, talajnedvesség, talajvastagság, modellezés, előrejelzés Bevezetés Időjárási jelenségek és következményeik gyakran o- koznak környezeti katasztrófákat (jégeső, árvizek, iszapfolyások), melyek jelentős gazdasági veszteséget és esetenként emberéleteket is követelnek. A legsúlyosabb természeti katasztrófák hazánkban légköri konvekciókhoz, szupercellákhoz és viharokhoz köthetők (HORVÁTH 2005). Az ilyen légköri jelenségek egyik legsúlyosabb következménye a domb- és hegyvidéki területeken megjelenő villámárvizek (HORVÁTH 1999). Az Európai Unió Környezetvédelmi Hivatala szerint az árvizek a legnagyobb gazdasági károkat okozó természeti jelenségek Európában. 1998 és 2002 között körülbelül 100 jelentősebb árvíz mintegy 700 halálesetet és 25 milliárd Eurós kárt okozott, valamint mintegy 25 000 ember kitelepítését eredményezte. Habár a károk jelentős részét nagy folyókon megjelenő, úgynevezett „hagyományos” árvizek okozták, azonban árvizek mind gyakrabban jelennek meg hegy- és dombvidéki kisvízfolyásokon, melyeknek az átlagos vízgyűjtője mindössze 10-100 km2 -t fed le. Ezek az úgynevezett villámárvizek maximum 6 óra alatt lezajlanak (GEORGAKAKOS, 1987). Azonban a villámárvizek megjelenését nem csak a nyári félév konvektiv csapadékeseményei okozhatják, hanem csapadék által kiváltott intenzív hóolvadás is a téli félévben (Pirk- HOFFER et al. 2008a). A harmadik, mind gyakrabban megjelenő változata a villámárvizeknek az úgynevezett városi árvizek, melyeket a beszivárgás teljes hiánya és általánosságban emberi tényezők váltják ki (COBBY et al, 2008; GYENIZSE 2009). A nagy intenzitású csapadékok jelentős gazdasági károkat okoztak és okoznak Magyarország hegy- és dombvidéki területein. A Vértes-hegységben az Által-ér elöntötte a patakvölgyet, azután, hogy 253 mm csapadék hullott a vízgyűjtőre 1953. június 4.-én (SZILÁGYI 1954/. Számos házat és a vasúti töltés egy szakaszát sodorta el a Bükkösdi-víz árvize 1987. június 27-én Hetvehelyen, a NYUGAT-MECSEKBEN, AMIKOR 6 ÓRA ALATT 71-88 MM CSAPADÉK HULLOTT (ESZÉKY 1987; ESZÉKY 1992; GYENIZSE & Vass 1998). A legnagyobb károkat Hetvehely község nyugati részéről jelentették, közvetlenül a Sás- és Bükkösdi-patakok összefolyásától felfelé. VASS (1997) szerint, tagolt domborzata és a meredek völgyfalaknak köszönhetően a Sás-patak az egyik legjelentősebb okozója a Bükkösdi-patakon észlelt árvizeknek. Az utóbbi i- dők legnagyobb, villámárvizek okozta gazdasági kárt Mátrakeresztesről jelentették 2005. április 18.-án, amikor a Csörgő és Kövicses patakok áradtak meg, és öntötték el a település alsó részét (HORVÁTH 2005). A károk becsült összege elérte az 1 milliárd forintot. Kaposvár városát 2008. augusztus 21.-én árasztotta el a Kapos, amikor 3 óra alatt 105 mm csapadék hullott. A jelen dolgozat célja, hogy numerikus modelleken keresztül bemutassa a talaj vastagság és a talajnedvesség hatását a felszíni lefolyásra, valamint a villámárvizek kialakulására. A legpontosabb modelleredmények eléréséhez ezért mértük a talajvastagságot, a talajnedvességet, a maximális beszivárgási sebességet, a csapadékot, az ösz- szegyülekezési időt, valamint vízhozamot. A modelleredmények verifikálását a Sás-patak 2008-2009. során tapasztalt két legnagyobb árvizére (2008. június 4. és 2009. július 2.) végeztük el. A 2008. június 4.-i eseményhez nem álltak rendelkezésünkre talajnedvesség a- datok, a 2009. július 2.-i eseményre pedig csak időben interpolált, megközelítő adatokkal rendelkeztünk. A két esemény esetében így a HEC-HMS program segítségével, modellfuttatások során rekonstruáltuk a talajnedvességet. Anyag és módszer A Sás-patak vízgyűjtőjének általános jellemzői A vizsgált terület a Sás-patak felső vízgyűjtőjén helyezkedik el a Mecsek északnyugati részén (i. ábra). A vizsgált két rész-vízgyűjtő együttes területe 6,7 km2. A
