A DUNA: a természetes rendszer

(a hágai Nemzetközi Bíróságon bemutatott video film szövege)

A Duna  a németországi Fekete-erdőben található forrásától a Fekete-tengeri torkolatáig közel 3000 km-t tesz meg, s így a Volga után Európa második leghosszabb folyója. Nagy jelentőségű nemzetközi folyó, amely kelet felé tartó útja során 10 országot érint (1. ábra).

Pozsony környékén elhagyva az alpesi jellegű vidéket, egy nagy kiterjedésű, folyóhordalékkal feltöltött síkságra lép ki. Itt a domborzat változásának megfelelően a folyó esése is lecsökken, és a Duna számtalan ágra szakadozó, fonatos jellegű vízfolyássá válik. A hegyvidéki területekről magával hozott kavicsot lerakva nagyméretű hordalékkúpot épített, melyet “szárazföldi deltának” is nevezhetnénk (2. ábra).

Ez a síksági terület lassan, folyamatosan süllyed, és az elmúlt 2 millió év során durva üledékekkel töltődött fel. A folyóvízi üledékek vastagsága meghaladja a 600 métert, és bennük található Közép-Európa legnagyobb, kitűnő minőségű felszín alatti vízkészlete. A vízkészlet utánpótlódását elsősorban a Duna biztosítja (3. ábra).

Az egész vidék életet adó ereje a Duna vize. Az ingadozó vízszint és az évente ismétlődő áradások következtében egy egészen különleges ártéri ökoszisztéma fejlődött itt ki. Élőhelyek mozaikja alakult ki változatos és formadús növény- és állatvilággal.

A tizenkilencedik századtól kezdődően az ártereket töltések közé szorították és a hajózás számára új medret kotortak ki. Ugyancsak káros hatással járt, hogy az 1960-as évektől a mellékágakat elrekesztették, és a medrekben építőipari célú kavicskotrásokat végeztek. Mindezek ellenére az árterek még mindig az évszakos vízhozam-ingadozások hatása alatt álltak, és így az ártéri ökoszisztémák természeti értéke megőrződött (4. ábra). A terület sok-sok hektáron biztosította az őshonos növény- és állatvilág fennmaradását, és számos ritka állat- és növényfajnak szolgált utolsó menedékül. E fajok közül sokat nemzetközi egyezmények hatálya véd, a terület jelentős része pedig a magyar törvények alapján védetté van nyilvánítva.

1. ábra: A Duna Európában

2. ábra: A Pozsonytól Komáromig terjedő szárazföldi delta

3. ábra: A víztároló felszín alatti üledékek (méretarány nélkül)

4. ábra: A töltések közé szorított aktív ártér

A közvetlenül Pozsony alatt, Bősnél megépített és üzembe helyezett vízerőmű drámai változást okozott a természeti folyamatokban. Most ezek közül a folyamatok közül ismertetünk néhányat, és bemutatjuk, hogy milyen változások következtek be a Duna 1992-ben történt elterelése nyomán (5. ábra).

Áradások

A Duna éves vízszintingadozása a Szigetköz térségében elérte az 5-7 métert. Áradások idején a mellékágak közvetlen összeköttetésbe kerültek a főmederrel, néhány napra pedig minden évben az egész ártér víz alá került, és rajta finomszemű üledékek rakódtak le (6,7. ábra).

Az évente ismétlődő áradások, valamint az ezek következtében kialakuló talajvízszint-ingadozások biztosították alapvetően az árterek és a nedves élőhelyek vegetációjának fennmaradását. A rendszerint tavasszal vagy a nyár elején kialakuló áradásokat elsősorban a Duna vízgyűjtőjének  hegyvidéki szakaszán bekövetkező hóolvadás idézte elő (8. ábra). A Szigetköz őshonos flórája és faunája nem csupán alkalmazkodott ehhez a dinamikusan változó rendszerhez, hanem erősen függ is tőle.

A Dunacsúnynál megépített duzzasztómű üzembe helyezése óta a Duna vízhozamának túlnyomó részét üzemvízcsatornába terelik és Bősnél elektromos energia termelésére használják fel. A felhagyott főmederbe jelenleg másodpercenként mindössze pár száz köbméteres töredék vízhozam jut (9,10. ábra). Természetes körülmények között évente mintegy tíz napon át a töltések között az ártér egész területe víz alá került. Most azonban elöntés csak kivételesen nagy — ötven, vagy éppen száz évben egyszer előforduló — árvizek esetén fordulhatna elő (11. ábra).

Az elmúlt négy év során a Felső- és Középső-Szigetközben az ártér egyetlen alkalommal sem került víz alá.

5. ábra: A dunacsúni duzzasztó és az üzemvízcsatorna

6. ábra: Keresztszelvény a Középső-Szigetközben

7. ábra: Áradás az elterelés előtt

8. ábra: Az elterelés előtti időszakra jellemző vízjárás

9. ábra: Szelvény az üzemvízcsatornán és a főmedren keresztül

10. ábra: Az elterelés utáni állapot

11. ábra: Az elterelés óta nincsenek árvizek

Talajvízszint

Az elterelést megelőzően a talajvíz szintje a Duna vízszintjét követve ingadozott. Az árvédelmi töltések meggátolták a felszínen az árvíz tovaterjedését, ám az árhullámok hatása a megemelkedő talajvízszint miatt a töltéseken kívüli tágabb körzetben is érezhető volt. A talajvízszint éves ingadozása még a főágtól 3 km távolságban is elérte a 2-2,5 métert (12. ábra). Amikor a főmederben megemelkedett a vízszint, a mederből a talajvíz felé tartó áramlás alakult ki, apadáskor viszont az áramlás iránya megfordult.

Az elterelést követően mind a főmeder vízszintje, mind a talajvízszint több méterrel csökkent, és a mellékágak kiszáradtak (13,14. ábra). A korábbi helyzettől eltérően ma a talajvíz állandóan a főmeder felé áramlik.

A kialakult helyzetre tekintettel, kárenyhítő célzattal megkezdődött a mellékágak vízpótlása. A főmederben megépített fenékküszöb és a mellékágrendszerben végrehajtott változtatások is ezt a célt szolgálták. Ezek a beavatkozások képesek ugyan bizonyos mértékig megemelni a felszíni vizek és a talajvíz szintjét, de a létfontosságú dinamizmust nem pótolhatják. A mellékágakra jellemző kedvezőtlen beszivárgási viszonyok és a főág erős leszívó hatásának következtében az ártéren a talajvíz szintje még mindig 1-3 méterrel alacsonyabb, mint a korábbi átlag (15. ábra).

12. ábra: A talajvízszint ingadozása az elterelés előtt

13. ábra: Ásványráró környékén, 1992 márciusában

14. ábra: Ásványráró környékén, 1993 novemberében

15. ábra: Az elterelés előtti és utáni átlagos talajvízszintek

A talaj vízháztartása

A talajvízszint ingadozása igen fontos a talaj nedvességtartalmának pótlása szempontjából. Habár az elterelés előtt az átlagos talajvízszint a kavicsrétegben húzódott, áradások alkalmával a vízszint megemelkedett és elérte a finomszemű fedőréteget. A fedőréteg átnedvesedett, és ennek a kiegészítő nedvesítésnek a kedvező hatása még jóval azután is érződött, hogy a talajvízszint ismét a kavicsrétegbe süllyedt vissza. A fedőréteg alulról történő nedvesítése a csapadékból származó vízmennyiséghez további 20-25 %-kal járult hozzá.

Fontos tényező volt, hogy ez a kiegészítő vízmennyiség a növények életfolyamatának szempontjából a legoptimálisabb időpontban állt rendelkezésre — a vegetációs időszak elején és közepén. Ennek különösen az aszályos években volt nagy jelentősége (16. ábra).

Az elterelést követően a talajvíz szintje nagy területekre kiterjedően a kavicsrétegben állapodott meg, és ettől kezdve megszűnt a kapilláris kapcsolat a talajvíz és a finomszemű fedőréteg között (17. ábra).

Több mint száz négyzetkilométer kiterjedésű az a terület, amely ily módon elveszítette a talaj alulról történő nedvesítésének lehetőségét a vegetációs időszakban (18, 19. ábra).

16. ábra: A fedőréteg nedvesítése az elterelés előtt

17. ábra: Az elterelés után megszűnt a kapilláris kapcsolat

18. ábra: Az alulról nedvesített fedőréteg elterjedése az elterelés előtt

19. ábra: Az alulról nedvesített fedőréteg elterjedése az elterelés után

Ökológiai hatások

A Duna szárazföldi deltájának fejlődése során igen változatos élőhelytípusok alakultak ki. Holtágak, mocsarak, ártéri legelők, galériaerdők találhatók egymás közvetlen közelében a rájuk jellemző állat- és növénytársulásokkal. A domborzat, az elárasztás időtartama, a talajvízből származó nedvesség-utánpótlás mértéke és egy sor más tényező együttesen határozza meg a kialakuló élőhely típusát (20. ábra).

Az élőhelyek e mozaikja, amely az állandóan nedves környezettől a csaknem teljesen száraz típusig terjed, sajátos növénytársulásoknak és különleges állatcsoportoknak nyújt védelmet. E növények és állatok közül több szerepel a veszélyeztetett fajokat felsoroló hazai és nemzetközi listákon. Éppen emiatt a természetes állapotukban fennmaradt folyóárterek kiemelt természetvédelmi értéket képviselnek.

1992 októberében a Duna elterelése igen súlyosan és közvetlenül érintette a vízi élővilágot. A beköszöntő kemény tél során a még megmenekült élőlények jó része is jégbe fagyott a sekély vizekben.

A Duna elterelése a korábbi ártéri ökológiai rendszer alapvető elemeit változtatta meg. A vízpótló intézkedések dacára veszélybe került a terület értékes és különleges növény- és állatvilága. A jelenlegi mesterséges vízpótló rendszer szinte egyáltalán nem biztosítja például a talaj nedvesítésének évszakos változását, a rendszeres oxigén- és tápanyagellátást, az élőhelyek megújulását az erózió vagy az üledék-lerakódás következtében. A mesterséges rendszer a biodiverzitás komoly mértékű csökkenését fogja eredményezni a korábbi állapothoz képest (21. ábra).

A hatásterület természeti értékeinek csökkenése már most is érezhető, ám teljes mértékben csak hosszabb távon fog nyilvánvalóvá válni.

20. ábra: Változatos élőhelyek — természetes állapot vízszintingadozással

21. ábra : Csökkenő biodiverzitás — mesterséges rendszer korlátozott vízszint­ ingadozással

Üledékképződési folyamatok

A bősi erőmű üzembe helyezését megelőzően az évente ismétlődő áradások átmosták a főmedret és tisztán tartották a mederfelületet. A korábban jellemző áramlási sebességek mellett a finomszemű lebegtetett hordalék nem ülepedhetett le a főmederben.

Az elterelés után az üledékképződési folyamatok alapvetően módosultak:

a) kavicslerakódás és medererózió

A dunacsúni tározóban az áramlási sebesség lecsökken, emiatt a durva görgetett hordalék a tározó felső részében lerakódik (22. ábra). A bősi erőmű alatt a vízből hiányzik a görgetett hordalék, ezért a “hordalékszegény” folyó a saját medrét hordja el, azaz erodálja.  Az elterelés óta a folyómeder egyes helyeken már 4 métert mélyült (23. ábra).

b) iszaplerakódás

Ha az áramlási sebesség körülbelül 0,2 méter/másodperc alá csökken, megkezdődik a lebegtetve szállított finom üledék nagy mértékű kiülepedése. Ezek a szerves anyagban dús üledékek beborítják a kavicsréteget (24. ábra). Az iszaplerakódás a dunacsúni tározóban és a Dunakilitinél létesült új fenékküszöb fölött is kimutatható.

Ugyancsak iszaplerakódás jelentkezik a felhagyott főmeder alsó szakaszán, a bősi erőmű üzemvízcsatornájának torkolata fölött. Ennek az az oka, hogy az üzemvízcsatorna vízhozama mindig magasabb, mint a főmederé. A torkolatnál visszatérő nagyobb vízmennyiség, mint egy vízből épült gát, visszaduzzasztja a főmeder alsó szakaszát (25. ábra).

c) eltömődés (kolmatáció)

A folyómederből a meder kavicsán keresztül a talajvízbe szivárgó víz magával szállítja az apró lebegtetett hordalékszemcséket. Ezek a szemcsék a pórusokban leülepedve eltömik a kavicsréteg hézagait. Természetes körülmények között alacsony vízállásnál a talajvíz a főmeder felé áramlik és visszamossa ezeket a szemcséket. Ha azonban a talajvíz felé tartó beszivárgás állandósul, a meder körül egy eltömődött, kolmatált réteg alakul ki.

Az elterelés óta e kolmatációs folyamat vált tipikussá a tározó területén és a mellékágakban.

22. ábra: A görgetett hordalék lerakódása a dunacsúni tározóban

23. ábra: Alvízi medererózió

 

24. ábra: Az áramlási sebesség csökkenése iszaplerakódást okoz

25. ábra: A bősi alvízcsatorna visszaduzzasztó hatása

A talajvíz minősége

A beszivárgó víz minőségét nem csupán a felszíni víz minősége, hanem főként a szivárogtató felület állapota határozza meg. A talajvíz utánpótlásának fő forrása korábban maga a Duna volt, porózus, kavicsos-homokos mederfelületével. A beszivárgás aerob körülmények között ment végbe, ami garantálta a talajvíz kiváló minőségét.

Az elterelés óta az utánpótlódás leginkább a duzzasztott folyószakaszokhoz kapcsolódik, mint amilyen a dunacsúni tározó és a hullámtéri mesterséges vízpótló rendszer. Ezek a szakaszok igen sérülékenyek az iszaplerakódás és a kolmatációs folyamatok miatt (26. ábra).

A finomszemű üledékek magas szervesanyag-tartalmúak, ezért a beszivárgás során oxigénhiányos, anaerob környezet alakul ki. Anaerob körülmények között a vas, mangán, arzén és más mérgező elemek, mint például az ólom vagy a kadmium kioldódhatnak az üledékből és bekerülhetnek a talajvízbe (27. ábra).

Az önfenntartó természetes utánpótlási mechanizmust most egy mesterségesen irányított rendszer váltotta fel, amely hosszabb távon magában hordozza a kudarc lehetőségét és a talajvízkészlet esetleges károsodásának veszélyét.

26. ábra: Az eltömődött, kolmatált réteg kialakulása

27. ábra: Iszaplerakódás a dunacsúni tározóban

A felszíni vizek minősége

A Duna elterelése a felszíni vizek minőségét is károsan befolyásolta. Korábban ezen a szakaszon az áramlási sebesség és a lebegtetett hordalék töménysége is viszonylag nagy volt, ami gátolta a biomassza termelést. Most azonban jelentős területeket foglalnak el a pangó vízterek, mind a főmederben, mind pedig a mellékágakban (28. ábra). A felszíni vizek tápanyagokban gazdagok, ezért a lassúbb folyású, átlátszóbb és időszakosan melegebb vízterekben a feltételek ideálisak az eutrofizálódáshoz, azaz az algák túlszaporodásához. Várható, hogy a tározóban is jelentős mértékű bentikus és planktonikus algásodás fog bekövetkezni, mint amilyen már most is észlelhető egyes elszigetelt mellékágakban és a főmeder visszaduzzasztott szakaszán (29. ábra).

Az algák túlszaporodása alapvetően módosítja a teljes táplálkozási láncot. A korábbi folyami fajokat a tavakra jellemző fajok váltják fel, és a vizek oxigéntartalmának változékonysága erősen megnövekszik. Ez esetenként halpusztuláshoz vezethet.

Csúcsüzemmód

Az eredeti tervek szerint a bősi vízerőmű “csúcsüzemmódban” működött volna. Az alacsony energiaigényű napszakokban a vizet visszatartották volna, hogy aztán naponta kétszer, a legnagyobb energiaigény idején, a “csúcsidőszakban”, ereszthessék le (30. ábra). Ennek eredményeként a Dunán végigvonuló árhullám alakult volna ki.

A vízszint ez esetben erősen ingadozott volna, ami károsan érintette volna a folyó morfológiáját és ökológiai rendszerét (31. ábra).

A nagymarosi duzzasztómű ezeket a káros hatásokat lett volna hivatott csökkenteni egy összehangolt vízleeresztési üzemmód alkalmazásával. A nagymarosi munkálatokat azonban Magyarország leállította, mivel a korábban ismertetett negatív hatások jó része — például az iszaplerakódás, az alvízi medererózió, a kolmatáció, a felszíni és felszín alatti vizek minőségének romlása — ezen a szakaszon is bekövetkezett volna.

28. ábra: Pangó vízterek

29. ábra: Bentikus eutrofizáció a Duna főmedrében, 1994.

30. ábra: Csúcsüzemmód

31. ábra: A csúcsüzemmód következtében kialakuló leeresztési árhullám

Parti szűrésű kutak

A jó minőségű ivóvíz előállításának leghatékonyabb módja a parti szűrésű víztermelés. A parti szűrésű kutak a folyópart közvetlen közelében helyezkednek el, és hozamuk mintegy 90 %-a a folyóból beszivárgó, szűrt víz. A kavicsrétegen való keresztülszivárgás során a víz — természetes folyamatok révén — mind fizikailag, mind biológiailag megtisztul.

A víztermelés következtében a kutak körül “depressziós tölcsér” alakul ki. A kutak vízhozama a leszívás mértékével áll kapcsolatban, és függ a folyó vízszintjétől, valamint a szűrő felület nagyságától és állapotától is.

A parti szűrésű kutak igen érzékenyek a folyómeder állapotára. Az iszaplerakódás a mederben a termelt víz minőségének romlását eredményezi. A nagymarosi duzzasztás a felvízi szakasz föliszapolódásával járt volna és következésképpen tönkre tette volna a vízbázisokat (32. ábra).

Hasonló folyamat játszódott le a nagymarosi parti szűrésű kutakban is a folyószabályozási munkák okozta iszaplerakódás miatt. A parti szűrésű kutak vizének minősége rohamosan romlott, és végül a kútcsoportot lezárták. Ez is világosan mutatja, hogy mennyire sérülékenyek a parti szűrésű rendszerek ebben a régióban (33. ábra).

Nagymaros alatt a Duna két ágra szakadva a Szentendrei-szigetet öleli körül. A sziget parti szűrésű kútjai alkotják Budapest legfőbb vízbázisát (34,35. ábra).

Ezen a szakaszon a folyómeder alatt a vízzáró kőzeteket borító kavicsréteg többnyire csupán 1-4 méter vastag, sőt, egyes részeken teljesen hiányzik (36. ábra). A nagymarosi gát alatti szakaszon bekövetkező üledék-átrendeződés, helyi lerakódások és medererózió súlyos problémát jelentett volna a parti szűrésű kútcsoportok számára. A valószínűleg bekövetkező medererózió egyes helyeken a szűrőréteg teljes megsemmisülésével járt volna, ezáltal növelve a szennyeződés kockázatát és csökkentve a termelési kapacitást, ami súlyosan veszélyeztette volna ezt a létfontosságú ivóvízbázist

(37. ábra).

32. ábra: A meder föliszapolódásának hatása a parti szűrésű kutak hozamára és vízminőségére

33. ábra: A nagymarosi parti szűrésű kút vízminősége

34. ábra: A nagymarosi erőmű és a Szentendrei-sziget

35. ábra: Parti szűrésű kutak a Szentendrei-szigete

36. ábra: A folyómeder alatt vékony a kavicsréteg

37. ábra: A medererózió súlyosan veszélyezteti a parti szűrésű kutakat

Következtetések

A felszíni víz, talajvíz, a talaj és az ökológiai rendszerek közötti kapcsolat igen összetett, és bonyolult fizikai, kémiai és biológiai kölcsönhatásokon alapul. A rendszer egységes egészként működve természetes egyensúlyi állapot kialakítására törekszik. Ez az egyensúly azonban igen törékeny, és bármely paraméter megváltoztatása vagy módosulása az egész rendszer gyökeres változását idézi elő (38. ábra).

A bős–nagymarosi beruházás területén nagy jelentőségű működő és potenciális ivóvízbázisok találhatók. Ugyancsak értékes és különleges a terület ökológiai rendszere. A Bős–Nagymarosi Vízlépcső Rendszer lényegesen megváltoztatta volna a természeti folyamatokat a Duna Pozsony és Budapest közötti, több mint 200 km hosszúságú szakaszán (39. ábra). Mint azt a nemzetközi tapasztalatok is világosan bizonyítják, egy ilyen beavatkozás a természetes rendszer hosszabb távon bekövetkező degradálódásával jár, komoly mértékben veszélyeztetve a nemzeti vagyont, ide értve a terület biológiai sokszínűségét és a terület jelenlegi és potenciális vízbázisait is.

Készítette a magyar kormány a Hágai Nemzetközi Bíróság előtti bemutatás céljából.

38. ábra: Az egyensúlyi állapotra törekvő természetes rendszer

39. ábra: Az eredeti terv szerinti hatásterület (méretarány nélkül)