A folyóhátak épülése és a fejlődésüket befolyásoló tényezők

A vertikális akkumuláció kiemelt formái folyóhátak, amelyek elsősorban a kanyarulatok külső (konkáv) oldalán, illetve az egyenes szakaszok mentén épülnek (Wolman és Leopold 1957, Allen 1965). Itt fontosnak tartom tisztázni, hogy a hazai szakirodalomban ezeket a formákat eltérő megnevezéssel illetik, egyes kutatásokban övzátonyként (Nagy et al. 2001, Szlávik 2001, Schweitzer et al. 2002), máshol parti hátként említik (Gábris 2002, 2016).

Azonban több geomorfológiai tankönyv (Balogh 1991, Lóczy és Veress 2005) is folyóhátnak nevezi, így dolgozatom során én is ezt a megnevezést alkalmazom.

A folyóhátak elsősorban a meanderező vízfolyások kanyarulatainak külső ívén fejlődnek (Nanson és Croke 1992), de bármilyen medermintázatú folyó esetén előfordulhatnak (Smith 1996, Brierley et al. 1997, Adams et al. 2004). Ezek a mederrel párhuzamos, hosszan elnyúló pozitív formák (Allen 1965, Nanson és Croke 1992, Brierley et al. 1997) árvizek idején fejlődnek, amikor a medréből kilépő víz a part menti érdesség-növekedés miatt hirtelen sebességét veszti és hordalékát lerakja (Happ et al. 1940, Allen 1965, Coleman 1969, James 1985, Pizzuto 1987, Brierley et al. 1997). Magasságuk közvetlenül a meder szélén a legnagyobb, és az ártér belsőbb területei felé fokozatosan csökken (Allen 1965). Anyaguk függ a szállított hordalék minőségétől (Happ et al. 1940), azonban általánosságban jellemző, hogy anyaguk durvább, mint a teljes árteret felépítő üledék szemcsemérete, de finomabb, mint a mederben szállított fenékhordalék (Brierley et al. 1997). Az árvizek apadó ágában finomabb hordalék is felhalmozódhat a felszínükön, elsősorban a medertől távolabbi felükön (Allen 1965, Cazanacli és Smith 1998, Nagy et al. 2001, Sándor 2011), így szerkezetük gyakran rétegzett (Zwoliński 1992). Épülésük üteme függ az árvizek gyakoriságától (Coleman 1969), tartósságától (Szlávik 2001), illetve magasságától is, hiszen az egyes áradások során egyre magasabb formákat idővel csak a legmagasabb árvizek képesek csak elönteni (Asselman és Middlekoop 1998, Steiger és Gurnell 2003, Kiss et al. 2018b).

A folyóhátak fontos szerepet töltenek be az árvizek során a hullámtér távolabbi részei felé kijutó víz-és hordalékmennyiség szabályozásában (Happ et al. 1940, Brierley et al. 1997, Nagy et al. 2001), hiszen a víz áramlásának irányát befolyásolják (Brierley et al. 1997). Ha az ártérre kiáramló vizet nem akadályozza semmi (jellemzően a folyóhát), akkor a hullámtér távolabbi területein is előfordulhatnak vastagabb, durva lebegtetett hordalékból álló felhalmozódások (Steiger és Gurnell 2003, Ross et al. 2004, Hupp et al. 2008). Az egyre magasabbá váló folyóhátak miatt azonban csak egyre magasabb árvizek tudnak kiönteni az ártérre (Zwoliński

25

1992), így ott csökken az elöntések gyakorisága, ami végérvényben csökkenti az ártér feltöltődésének átlagos ütemét (Walling és He 1998). Emellett csökken az ártér vízszállító-képessége is, így a mederre egyre nagyobb terhelés jut, hiszen a vízvezető-képesség romlásával a mederben szállítódik az áradások legnagyobb része (Kozák és Rátky 1999, Nagy et al. 2001).

A folyóhátak morfológiai tulajdonságai (magasságuk és szélességük) függnek az adott folyó hidrológiai tulajdonságaitól (Allen 1965), és nem csak folyóvízi rendszerek között, de ugyanazon vízrendszeren belül is meglehetősen változatos képet mutatnak (Allen 1965, Brierley et al. 1997, Adams et al. 2004). Például Fisk (1947) a Mississippi mentén 4,5-7,5 m magas és legfeljebb 2,5 km széles folyóhátakat vizsgált, Smith (1996) szintén a Mississippin, de annak egy másik szakaszán 3-4 m magas és 2-3 km széles formákat írt le. Ferguson és Brierley (1999) az ausztrál Tuross folyó mentén 3-4 m magas és 50-100 m széles folyóhátakat azonosítottak. A Duna osztrák szakaszán Klasz et al. (2014) legfeljebb 3,7 m magas és 90-300 m széles folyóhátakat mértek, míg Kiss et al. (2018b) a Maros hullámterén 1,1-1,8 m magas és 46-440 m széles formákat írtak le.

A folyóhátak fejlődését számos tényező befolyásolja (Brierley et al. 1997), de hazánkban csak Maros mentén van erre vonatkozó kutatás (Kiss et al. 2018b). Azonban véleményem szerint a folyóhátak formálódását befolyásoló tényezők szerepe kiemelten fontos, hiszen miközben ezek a tényezők módosítják a folyóhátak morfológiai tulajdonságait, ugyanakkor közvetve befolyásolják a folyóhátak víz- és hordalékmennyiség-szabályzó képességét is, és ezáltal pedig befolyásolják az árterek/hullámterek vízvezető-képességét.

Természetes körülmények között a folyóhátak épülését a kanyarulatvándorlás során, a külső íven fellépő erózió szabályozza (Hickin és Nanson 1975, Klasz et al. 2014). A folyóhátak morfológiáját (magasságát és szélességét) befolyásoló tényezők közül a legmeghatározóbb a formák épülésére rendelkezésre álló hely, azaz az ártér szélessége (Brierley et al. 1997, Thonon et al. 2007, Klasz et al. 2014). Ferguson és Brierley (1999) például az ausztrál Tuross folyó hegyvidéki szakaszán vizsgálták, hogy a völgytalp szélességének változása hogyan módosítja a folyóhátak alaktani tulajdonságait. Eredményeik szerint a szűk (200 m) ártéren magas (5 m) és viszonylag széles (10-20 m) folyóhátak fejlődtek, míg a jóval szélesebb (1 km) ártéren a formák alacsonyabbak (3-4 m) és keskenyebbek (6-7 m) voltak. Síkvidéki folyók esetében az árterek szélességét azonban jelentősen lecsökkentik az árvízvédelmi töltések, amelyek, ha az aktív mederhez nagyon közel helyezkednek el, jelentősen módosíthatják a folyóháta k magasságát és szélességét is. Ettől függetlenül, a folyóhátak morfometriája hasonló módon alakul, mint a természetes ártereken, hiszen például Klasz et al. (2014) a Duna osztrák szakaszán végzett vizsgálatai szerint a szűk hullámtéri szakaszokon (<1300 m) magasabb (átl. 2 m), míg tág hullámtéren (>1300 m) alacsonyabb (átl. 1,2 m) folyóhátak alakultak ki.

A kanyarulatok kora is hatással lehet a folyóhátak fejlődésére, hiszen meghatározza a part mentén a hordalék-felhalmozódásra rendelkezésre álló időt, így a feltöltődés vastagságát és ütemét. Cazanacli és Smith (1998) kimutatta, hogy fiatalabb mederszakaszok mentén keskenyebb és meredekebb folyóhátak formálódtak, míg idősebb mederszakaszok mentén jóval szélesebb és lankásabb formák alakultak ki. A szerzők ezt a durvább hordalékszemcsék (pl.

homok) időben és térben nem egyenletes akkumulációjával magyarázták. Adott mederszakasz kialakulását követően (pl. egy kanyarulat átszakadása vagy átvágása után) a part menti területek még közel vízszintesek, így ezeket az áradások könnyen elöntik. Az ártérre kilépő víz által szállított hordalék a meder menti szűk sávban hirtelen lerakódik, ami kezdetben keskeny és meredek folyóhátak kialakulását eredményezi. Ahogy a hordalék felhalmozódása folytatódik az ártéren, a partok egyre magasabbá válnak, így az egyes áradások is nehezebben öntik el a folyóhátakat. A finom szemcséjű lebegtetett hordalék azonban könnyebben szállítódik a teljes ártéren, és a folyóhát medertől távolabbi felén felhalmozódva növelik a formák szélességét és csökkentik azok meredekségét. A folyamat eredményeként a feltöltődés előrehaladtával tehát a folyóhátak szélesebbé és lankásabbá válnak (Cazanacli és Smith 1998). Hazánkban hasonló folyóhát-fejlődést figyelt meg Kiss et al. (2018b) a Maros mentén a 19. századi szabályozásokat követően.

26

A kanyarulatok fejlettségéhez szorosan kapcsolódik azok görbületi sugara. Hudson és Heitmuller (2003) fordított arányosságot írt le a kanyarulatok görbületi sugara és a folyóhátak szélessége között, amelyet azzal magyaráztak, hogy a kis görbületi sugár miatt a hordalék nagyobb távolságra is képes eljutni az ártéren, azaz a folyóhátak szélesebbek lesznek. Emellett kapcsolatot állítottak fel a folyó által szállított hordalék szemcsemérete és a folyóhátak szélessége között. Megfigyelték, hogy a szemcseméret csökkenésével csökken a folyóhátak szélessége is.

Uddin és Rahman (2012) megfigyelték, hogy a sodorvonal külső ívhez való közelsége miatt a folyóhátak anyaga árvizekkor erodálódhat, amely az átlagmagasságukat és épülésük átlagos ütemét csökkenti.

A folyóhátak fejlődését és morfológiai tulajdonságait befolyásoló eddig bemutatott természetes tényezők hatását jelentős mértékben módosíthatják a különböző antropogén beavatkozások. Például a területhasználat megváltozása (pl. földművelés korábbi erdőterületeken, árterek beépítése) jelentősen hozzájárulhatnak a folyóhátak intenzívebb eróziójához, illetve azok hiányához, azonban nem mindegy, hogy a területhasználat-változás a vízgyűjtő-területen, avagy az ártér egy adott szakaszán megy végbe (Wolman és Leopold 1957). Wolman és Leopold (1957) tanulmányukban két, egymáshoz nagyon közel elhelyezkedő kisebb vízfolyást vizsgáltak. Az egyik egy erősen beépített és megművelt területen haladt át, így itt az erős antropogén hatások miatt hiányoztak a folyóhátak. A másik vízfolyás esetében a vízgyűjtő-területen változott meg a felszínborítás, ugyanis a vízgyűjtő területet erőteljesen beépítették, így nagyobb lett a felszíni lefolyás és a vízfolyás eróziós képessége. A gyakoribbá váló árvizek és a megnövekedett hordalékmennyiség nagyméretű folyóhátak fejlődését eredményezték a folyó alsóbb szakaszain.

A kanyarulatok külső ívén létesített partbiztosítások is befolyásolhatják a folyóhátak fejlődését. Klasz et al. (2014) eredményei szerint a külső ív eróziójának megszűnése miatt a partbiztosított szakaszokon fokozódott a hullámtér feltöltődése, amely magasabb folyóhátak kialakulásához vezetett.

Kiss et al. (2018b) a Maros hullámterén vizsgálták a kanyarulat-átvágások, árvízvédelmi töltések, partbiztosítások, illetve a mederből történő kavicsbányászat folyóhátak fejlődésére és morfológiai tulajdonságaira gyakorolt hatását. Eredményeik szerint a kanyarulat-átvágások során létrejött új mederszakaszokon  Cazanacli és Smith (1998) eredményeihez hasonlóan  keskenyebb és meredekebb folyóhátak fejlődtek. Az árvízvédelmi töltések mederhez való közelsége jelentősen korlátozhatja a folyóhátak szélességét, hiszen azokon a szakaszokon, ahol a hullámtér szűk (<300 m), a folyóhátak elérhetik a töltések lábát. A meder külső ívén épített partbiztosítások hatására 24-36 %-kal magasabb folyóhátak alakultak ki, mint a szabadon fejlődő kanyarulatok mentén. A kavicsbányászat megindulása miatt a Maros medre az 1950-es évek óta 24%-kal szűkült és 1,2 m-rel bevágódott, amely eredményeként új ártéri szintek alakultak ki, amelyeken újabb folyóhátak kialakulása indult meg, ez pedig a régi formák inaktívvá válását eredményezte. A fiatal folyóhátak nagy magassága miatt azok felszínét már csak a 10 évente visszatérő árvizek képesek elönteni.

A hazai szakirodalmat áttekintve látható, hogy a Maroson végzett kutatáson kívül nem készült olyan elemzés, amely kifejezetten a folyóhátak formálódásával és alaktani jellemzőivel foglakozna. A hullámtér feltöltődésével foglalkozó tanulmányok csak megemlítik a folyóhátakat, mint a hordalék felhalmozódásnak azon kitüntette helyeit, ahol egy-egy árvíz során a legnagyobb mennyiségű hordalék rakódik le (Keller és Marsovszki 1992, Nagy et al. 2001, Szlávik 2001, Kiss et al. 2002, Schweitzer et al. 2002, Balogh et al. 2005, Oroszi et al. 2006ab, Sándor és Kiss 2006ab, 2007). Ráadásul mindössze egy-egy formát vizsgáltak. Ugyanakkor a folyóhátak pontos feltérképezése lényeges eleme a teljes hullámtéri akkumuláció vizsgálatának, hiszen jelentős víz- és hordalékmennyiség-szabályzó szerepük révén jelentős hatással vannak a hullámtéren zajló folyamatokra is. Így a folyóhátak méreteinek és fejlődési ütemük ismeretének birtokában a főmeder és a hullámtér vízszállító-képessége is hatékonyabban javítható lenne (Szlávik 2001).

27