A kanyarulatfejlődés meghatározása és okainak feltárása a Rába folyó Alsószölnök és Sárvár közötti szakaszán

Pusztai-Eredics Alexandra, II. évf. PhD hallgató
Környezettudományi Doktori Iskola - Környezeti földtudomány
Témavezető: Kolláth Zoltán Sámuel

A Rába Alsószölnöknél lép be Magyarország területére, az országhatártól Sárvárig a folyó túlnyomórészt természetes állapotú, völgytalpán kanyarogva gyakran változtatja medrét. A folyó Sárvártól árvízvédelmi töltésekkel védett szabályozott mederben folyik, egészen a győri torkolatáig.

A kanyarulatfejlődés tér- és időbeli változásainak vizsgálatára a Rába különösen jó lehetőséget nyújt, mivel kanyarulatainak fejlődése gyors, így néhány évtized alatt jelentős változások figyelhetők meg a kanyarulatok alakjában és a meder vándorlásában. A Rába Alsószölnök és Sárvár közötti szakasza gyakorlatilag „ősállapotú”-nak nevezhető, ugyanis eddig csak néhány helyszínen történt jelentősebb építési-szabályozási beavatkozás, ezért alkalmas arra, hogy a kanyarulatfejlődés természetes folyamatait tanulmányozhassuk rajta.

A laterális (oldalazó) erózió a meanderező folyók elmozdulását irányító alapvető folyamat, mely kiterjedésétől és intenzitásától függően súlyos károkat tud okozni a mezőgazdasági művelés alatt álló területeken vagy a lakott területek mentén (Lawler et al. 1997, Das et al. 20 12, Hackney et al. 2015, Konsoer et al. 2017, Bertalan 2019). A részben szabályozott vagy teljesen szabályozatlan meanderező folyók horizontális medermintázata jelentős ütemben (akár több méter/év) képes tovább fejlődni (Hooke 2008, Mirijovsky et al. 2015, Bertalan et al. 2016, Bertalan 2019). Megfigyelhető, hogy a szabályozatlan szakaszok mentén a legfőbb problémát a kanyarulatok intenzív fejlődése okozza.

A Rába magyarországi szakaszának morfológiai viszonyaival, kanyarulatai fejlődésével kevés kutató foglalkozott, ráadásul vizsgálataik főként a Sárvár és Győr közötti szabályozott szakaszra terjedtek ki, tehát a folyón átfogó medermorfometriai kutatás napjainkig nem történt, többek között ezért is indokolt a Rába Alsószölnök- Sárvár közötti szakaszának medermorfometriai vizsgálata.

A kutatás során célom feltárni a Rába hazai szakaszán (különös tekintettel az Alsószölnök- Sárvár közötti szakaszra) végbement mederdinamikai változásokat, valamint kijelöljem a recens kanyarulatfejlődés által leginkább veszélyeztetett szakaszokat. Fontosnak tartom, hogy tektonikai, geomorfológiai és a hidrológiai szempontok figyelembevételével bemutassam a Rába hazai szakaszán zajló mederváltozási folyamatok negatív és lehetséges pozitív hatásait is. A kutatásom során a következő kérdésekre keresem a választ:

• A meder hogyan változik az idő függvényében, illetve a változás folyamatát milyen tényezők befolyásolják? (pl. Geológia, tektonika, geodinamika, legnagyobb víz, vízhozam?)
• Nyújthatnak-e hasznos információt a medernyomok a terület recens geológiai, elsősorban tektonikai fejlődéséről?
• Kimutatható-e összefüggés az aljzati morfológia és a felszíni jelenségek között?
• Ezek miként változtatták meg a vízhálózat rajzolatát a vizsgált időszakban?

Az elmúlt mintegy 150-200 év során készült topográfiai térképek, vízügyi tervezések felméréseinek leiratai, légifotók, illetve ortofotók vizsgálatának és elemzésének segítségével képet kaphatunk a folyómeder fejlődésének irányáról, üteméről. Napjainkban a geoinformatika eszköztára, kiegészítve távérzékelési módszerekkel gyors és pontos adatgyűjtést és rendszerezést tesz lehetővé, melyekkel hatékonyan feltárhatók a horizontális mederfejlődés sajátosságai.

A különböző forrásokból származó, eltérő formátumú és eltérő vetülettel rendelkező térképi alapanyagokat a kialakított geoinformatikai rendszerbe a lehető legnagyobb pontossággal integrálni kellett. A térképek QGIS program segítségével azonos vetületi rendszerbe (EOV) lettek konvertálva, annak érdekében, hogy egységesen lehessen elemezni a mederváltozást. Ezt követően az egy térképezési kampány során - amely akár 10 év különbséggel is lehetett- készített térképszelvények időpontját is meg kellett határozni, az összes adatforrás mindegyik lapjára.

A mederváltozásokat mutatja be az 1. ábra. A folyó partvonal futásának változásait jól szemlélteti a futásvonal több időpontban térképezett bemutatása. Osztályozva a távolságokat megkapjuk az elmozdulás mértékét. A kvalitatív ábrázolás helyett azonban számszerűsíteni kell a kapott eredményeket és akkor megkapjuk az elmozdulás sebességét. A térkép további elemzése alapján kijelölhetőek a vizsgált folyószakaszon belül azok a szakaszok, ahol a legintenzívebb a kanyarulatok fejlődése. Az intenzitás diagramon is ábrázolható (2. ábra).

A folyók meanderezését, a folyópart eróziójával végbemenő mederfejlődést és vándorlást a tektonizmus is befolyásolhatja. A síkvidékek meanderező vízfolyásai esetén, ahol a mederesés kicsi (3-31 cm/km), a meder menti vertikális tektonikus mozgások képesek a meder morfológiáját megváltoztatni, a folyórendszerekre jelentős hatást gyakorolhatnak (Watson et al. 1983, Smith et al. 1997, Tímár 2005, Blanka 2009, Blanka 2010). Hatásukra megváltozhat a vízgyűjtőterület vízhálózatának alakrajza, a meder feltöltődhet vagy bevágódhat, megváltozhat a medermintázat vagy a kanyargósság, de mederáthelyeződést és a meder eltérítését is okozhatja. Ezért a folyók olyan elmozdulások észlelésére is alkalmasak, amelyek a közelmúltban zajlottak, vagy recensek, de rendkívül lassú mozgást mutatnak és más, közvetlen módon ki sem mutathatók (Keller-Pinter 2002, Miall 1996, Blanka 2009). A folyó kanyargósságának változása tehát tükrözheti a törésvonalak, redők helyét és a függőleges elmozdulás mértékének különbségét a tektonikailag aktív területeken.

A meanderező folyó állapotának feltárása alapvetően a morfológiai paraméterek vizsgálatával valósulhat meg. Egyik ilyen paraméter a kanyargósság, mely a folyó két pontja közti folyásmenti és légvonalbeli távolság hányadosa. Minél nagyobb számot kapunk, annál jobban kanyarog. Ezt a számítást minden pontra a GIS szoftver elvégzi. A folyó menti pontokra vonatkozó értéket grafikonon ábrázoltam (3. ábra, piros vonal).

Ha a vizsgálatot több ablakmérettel is elvégezzük (tehát több előre definiált távolsággal), egy spektrumot kapunk. Ahol vörösre vált a spektrum, ott érdemes tovább vizsgálódni, törésvonalat, vagy geológiai változást keresni. A 3. ábrán szürke sávokkal jelölt helyszínek kainozoós törésvonalak, egyelőre még nem tudjuk, hogy melyik neotektonikus, melyik aktív.

A kanyarulatfejlődés, a meder vándorlása és az ebből adódó partmenti táj pusztulása elsősorban személybiztonsági és nemzetgazdasági kérdéseket vet fel. A meder vándorlásával veszélybe kerülhetnek lakott területek, mezőgazdasági területek, megnövekedhet az árvizek veszélye. További kihívást a kisvizek tartós süllyedése jelent, ugyanis így a vízkivétel (ivóvíz, öntözővíz és hűtővíz) ütközik egyre nagyobb nehézségekbe. A meder vándorlásának vizsgálata pontosan azért fontos, hogy ezeket a károkat modellezni, előrejelezni, illetve elhárítani legyünk képesek.

IRODALOMJEGYZÉK

Bertalan, L., Szabó, G., Szabó, S., 2016. Soil degradation induced by lateral erosion of a non- regulated alluvial river (Sajó River, Hungary), in: Zapletalová, J.; Kirchner, K. (Ed.), Aktuální Environmentálni Hrozby a Jejich Impakt v Krajiné (Current Environmental Threats and Their Impact in the Landscape Brno): Sbornik Abstraktu Z Mezinárodniho Workshopu. Ústav geoniky AV CR, pp. 8-9.

Bertalan L., 2019. A horizontális mederdinamikában bekövetkezett változások geomorfológiai, hidrológiai és ökológiai összefüggései a Sajó hazai szakaszán, Egyetemi doktori (PhD) disszertáció, 173p.

Blanka V., 2009. Jelenkori tektonizmus hatása a Hernád kanyarulatfejlődésére.

Blanka, V. 2010. Kanyarulatfejlődés dinamikájának vizsgálata természeti és antropogén hatások tükrében. Doktori (PhD) értekezés. Szegedi Tudományegyetem, 144p.

Das, A.K., Sah, R.K., Hazarika, N., 2012. Bankline change and the facets of riverine hazards in the floodplain of Subansiri-Ranganadi Doab, Brahmaputra Valley, India. Nat. Hazards 64, 1015- 1028. DOI:10.1007/s11069-012-0283-5

Hackney, C., Best, J., Leyland, J., Darby, S.E., Parsons, D., Aalto, R., Nicholas, A., 2015. Modulation of outer bank erosion by slump blocks: Disentangiing the protective and destructive role of failed material on the three-dimensional flow structure. Geophys. Res. Lett. 42, 10,663-10,670. DOI:10.1002/2015GL066481

Hooke, J.M., 2008. Temporal variations in fluvial processes on an active meandering river over a 20-year period. Geomorphology l 00, 3-13. Dül: l 0.1016/j.geomorph.2007.04.034

Keller, E. A., Pintér, N., 2002. Active Tectonics: Earthquakes and Landscape. — Second Edition. Prentice-Hall: Upper Saddle River

Konsoer, K., Rhoads, B., Best, J., Langendoen, E., Ursic, M., Abad, J., Garcia, M., 2017. Length scales and statistical characteristics of outer bank roughness for large elongate meander bends: The influence of bank material properties, floodplain vegetation and flow inundation. Earth Surf. Process. Landforms 42, 2024-2037. DOI:10.1002/esp.4169

Lawler, D.M., Thorne, C.R., Hooke J.M., 1997. Bank erosion and instability. In. Throne, C.R. et al (szerk.) Applied Fluvial Geomorphology for River Engineering and Management. Wiley, Chichester. 137-173.

Miall, A.D. 1996: The geology of fluvial deposits. Springer, Berlin. 522.

Mifijovsky, J., Sulc Michalková, M., Petyniak, O., Mácka, Z., Trizna, M., 2015. Spatial- temporal evolution of the unique preserved meandering system in central Europe- The Morava River near Litovel. Catena 127, 300-311 DOI: l 0.1 O 16/j .catena.20 14.12.006

Smith N.D. - McCarthy T.S. - Ellery W.N. - Merry C.L. - Rüther H., 1997. Avulsion and artastomosis in the panhandle region of the Okavango Fan, Botswana. Geomorphology 20, 49-65.

Tímár G., 2003. Controls on simuosity changes: a case study of the Tisza River, the Great Hungárián Plain. Quaternary Science Review 22, 2199-2207.

Watson C.C. - Schumm S.A. - Harvey M.D., 1983. Neotectonic effects on river pattern. In: Elliott CM. (ed): River Meandering. Proceedings of the Conference on Rivers, 55-66.

Pusztai-Eredics Alexandra