|
|
|
|
|
|
2.1.4. Földtan, vízföldtan A Szigetköz földtani értelemben nem önálló egység, hanem a Kisalföld részét képezi, mely mai állapotában a Keleti Alpok és a Nyugati Kárpátok között lévő alpi orogén területnek a középső miocén kezdete óta tartó besüllyedésével és üledékes feltöltődésével jött létre. A Kisalföld ÉK-i irányban elnyújtott és szélesedő, közel háromszög alakú süllyedék. Legmélyebb része a Győri-medence (aljzata 6 km-t meghaladó mélységben van), amely nagyjából a terület közepén, a magyar-szlovák határon átnyúlva helyezkedik el. Délkeleti irányban a Dunántúli-középhegység felé a medence aljzata közel egyenletesen emelkedik. Északnyugati irányban azonban az elnyúlt és 2 km mélység fölé is emelkedő Mihályi-hát húzódik, mely után ismét mélyzóna, a Csapodi-árok található. Hasonló "basin and range" jellegű morfológia alakult ki a medence északi peremén is, ahol a Nyugati Kárpátok ujjszerűen benyúló nyúlványai (Inovec, Tribec és Selmeci-hegység) között 3-4 km mélységű árokszerű medencék helyezkednek el. 1. A Kisalföld magyarországi részének aljzatát alkotó fő tektonikai egységek Kőszeg-Rohonci egység
Soproni-Fertőrákosi egység
Rábamenti egység
Dunántúli-középhegységi egység
Ipolymenti kristályospala összlet
2. A tektonikai egységeket elválasztó elsőrendű szerkezeti vonalak
A Kisalföld szerkezetfejlődésének kérdése lényegében nem más, mint ezen vonalak tektonikai stílusának, valamint e stílus időbeli változásának a megértése. A Kisalföld aljzatában a Rába-vonal és az ettől északnyugatra eső további nagyszerkezeti vonalak mentén végbement legutóbbi tektonikai aktivitás jellemzője a normálvetődéssel kombinált balos elnyíródás volt. Annak megítélésére, hogy mi maradt meg ebből a geológiailag recens időkre aktív tektonikaként, a földrengés-tevékenység vizsgálata a legalkalmasabb. A Kisalföld szélesebb környezetében észlelt földrengések epicentrumának eloszlásából kitűnik, hogy a területen aktív törésvonal azonosítható: a Mur-Mürz vonal és ennek szlovákiai folytatása. Részletesebb vizsgálatok szerint a kirajzolódó széles földrengéses sáv valójában két közel párhuzamosan haladó vető menti tevékenységből áll össze. Egyik a Pieniny-szirtöv, a másik pedig a Kiskárpátok Kisalföld felé eső peremén haladó Semmering-Vág vonal. Ez a szeizmoaktív törésvonal igen közel (10 km) halad Dunakiliti térségéhez. Részletes sekély és mélyszeizmikus szelvényezésre lenne szükség annak meghatározására, hogy ezt a törésvonalat kísérő másodlagos vetők mennyire közelítik meg - és ezúton szeizmikusan kockáztatják - a Szigetköz körzetét. Semmiképpen nem megnyugtató az, hogy geoelektromos vizsgálatok alapján leszármaztatott pleisztocén vastagságtérkép gyors és nagy amplitúdójú (többszáz méteres) változásokat mutat e térségben. 3. A Szigetköz földtani felépítése A Szigetköz térségében tehát két szerkezeti egység található, melyeket a Rába-vonal nagyszerkezeti öve választ el egymástól. Ez a mezozoikum végétől többször aktivizálódva, rányomta bélyegét a Szigetköz medencéjének kialakulására, hatása a jelenkori földtani képződményekben is megfigyelhető. A szerkezeti vonal ÉNy-i oldalán az ismert legidősebb képződmények paleozoós, különböző időben és eltérő mértékben metamorfizált gneiszek, csillámpalák, melyekre közvetlenül középső miocén durva törmelékek települnek. A másik oldalon (kb. a Rába - Mosoni Duna - Gönyü vonaltól DK-re) a Dunántúli középhegység triász mészkő és dolomit vonulatai találhatók a mélyben, ezekre a korábban említettnél kissé fiatalabb, miocén rétegsor települ. A bádeni emelettől kezdve a két terület földtani fejlődésviszonyai hasonlókká váltak. A Kárpátok felgyűrődésével jellemezhető nagyszerkezeti mozgások következtében a szerkezetileg "árnyékban" maradt terület folyamatosan süllyedni kezdett, és ezzel a süllyedéssel a kialakult hegyvidék (Alp-Kárpáti övezet) pusztulása is felgyorsult, több ezer km³-nyi törmelékanyag rakódott le folyamatosan a Pannoniai medencében. A süllyedés a negyedidőszak során is tovább folytatódott, és az intenzívebb kiemelkedés hatására immár durvább kavicsos, homokos-kavicsos hordalék töltötte fel a medence legmélyebb részét. E feltöltésben a Duna mellett a felvidéki folyók és a Rába is részt vett. Ez a hordalékkúp-képződés a jelenkorban is tart, bár a folyószabályozás és árvízvédelem bizonyos határt szab a friss üledékek szétterülésének. A Rába-vonal fiatalkori aktivitását jelzi, hogy a negyedidőszak folyamán nagyjából e mentén alakult az a szerkezeti öv, amely a korai pleisztocén hordalékkúpot két részre, egy tovább süllyedő medencére, és egy kiemelt terasszá formált zónára osztja. A Szigetköz ivóvízkincsét tartalmazó, nagy vastagságú, folyóvízi pleisztocén-holocén üledékösszletnek lito- és krono-sztratigráfiai besorolása - a durva törmelékes üledékek jellemző faunaszegénysége miatt - mindeddig szinte lehetetlennek bizonyult. A Kisalföldi Kutatási Program keretében telepített araki szerkezetkutató fúrás, mely 358 m-es mélységben érte el a negyedidőszaki képződmények feküjét, jelentős sztratigráfiai eredményeket hozott. Ez annak köszönhető, hogy a geofizikai mérésekkel szinte homogénnak tetsző durva törmeléket az összvastagsághoz viszonyítva elhanyagolható méretű finomszemű üledékek tagolják, melyekben a mechanikai utóhatásoktól védetten viszonylag gazdag gerinces és mollusca fauna őrződött meg. Az üledékek álló vagy gyengén folyó elsekélyesedő vízben lefűződő holtágakban keletkeztek, és 10 szintben tagolják a durva törmelékes összletet. A vizsgálatok arra a meglepő eredményre vezettek, hogy a hordalékkúp anyagának nagyobb része az alsó pleisztocénben halmozódott fel. A malakológiai vizsgálatok szerint az araki fúrásban 16 m-es mélységből holocén, 71,8 m mélységből alsó pleisztocén fauna került elő. A térség legfiatalabb képződménye a holocén alacsony- és magas ártér üledékösszlete. A magas ártér kialakulásának kora - a fauna és radiokarbon vizsgálatok szerint - óholocén, az alacsony ártéré újholocén. A folyószabályozás előtt, az árvizek alkalmával az alacsony árteret elöntötte a Duna, a nagyobb árvizek esetében a magas ártér is víz alá került. Az elöntések következében iszapos fedőüledék fedte be a hordalékkúp homokos-kavics képződményeit. 4. Geomorfológia
4.1 A Kisalföld területének süllyedése A süllyedés mértékét jól jellemzi, hogy az Északi-Bakonyban és a Gerecsében felszínen lévő felső-triász korú mészkövek és dolomitok a medence legmélyebbre süllyedt részén, Győrzámoly térségében 8500 m mélyen találhatók. A süllyedés területileg differenciáltan, csupán néhány száz négyzetkilométer kiterjedésű tömbökben-üstökben történik, így a medencealjzatban hátságok és árkok különülnek el. A süllyedés különösen az utolsó 12 millió évben vált intenzívvé, amikor sebessége helyenként elérte a 0,5 mm/év értéket. A maihoz hasonló jellegű Duna 2 millió éve jelent meg a Kisalföld középső részén. A dunai durva kavicsösszlet maximális vastagsága a Szigetköz területén meghaladja a 700 métert. A folyóhordalék vastagsága a medencealjzat mélységével függ össze, ez valószínűsíti, hogy a több millió éve megkezdődött süllyedési folyamat lényegében változatlanul folytatódik. Különösen figyelemreméltó az utolsó 10 ezer év - a holocén - üledékének nagy vastagsága, amely a Mosonmagyaróvár-Abda vonaltól ÉK-re lévő terület jelenleg is tartó gyors süllyedésével magyarázható. A Kisalföld süllyedése az ember által nem befolyásolható természetes folyamat. Aktuálgeológiai jelentősége még nyilvánvalóbbá válik, ha figyelembe vesszük, hogy Vénektől K-re a terület abszolút értelemben is emelkedik. (Az Ásványrárónál még 700 m mélyen eltemetve található pannon képződményeket Gönyünél a Duna már a felszínen erodálja.) A Duna kizárólag azáltal tudta az elmúlt 2 millió évben Kelet felé tartó folyását megőrizni, hogy a süllyedő Kisalföldet feltöltötte, az emelkedőben lévő visegrádi sziklaküszöböt pedig hordalékával folyamatosan koptatta, mélyítette. 4.2 A Duna kisalföldi hordalékkúpjának kialakulása Ha egy süllyedő területre a vízfolyások nem szállítanak a feltöltéshez elegendő hordalékot, ott viszonylag gyorsan mocsár vagy tó alakul ki (így alakult a Balaton vagy a Fertő-tó). Ezekben az ún. kompenzálatlan süllyedékekben agyagos és iszapos mocsári-tavi üledékek rakódnak le. A Szigetköz területén az utóbbi 2 millió évben azonban mindig a folyóvízi kavicsos feltöltődés dominált. A feltöltött területen nincsenek nagy kiterjedésű agyagos vízzáró rétegek. A süllyedő Kisalföldre lépő Duna esése, hordalékszállító képessége erősen lecsökken, a magával hozott törmelék nagy részét lerakja. A folyó medre a folytonos törmelékfelhalmozás miatt állandóan emelkedik, környezeténél magasabbra kerül. Egy-egy katasztrofális méretű árvíz alkalmával a Duna - medrét hirtelen megváltoztatva - az alacsonyabb térszín felé keresett lefolyást, a feltöltést arrafelé folytatva. Így alakult ki Pozsony alatt a Duna nagyméretű, legyezőszerűen szétterülő hordalékkúpja. Az utóbbi idők nagymértékű meder-változásai a történelmi idők térképein is nyomon követhetők. A Szigetköz mai vízrajzi képén figyelemreméltó a Duna és a Mosoni-Duna jellege közti különbség. Míg a szabályozás előtti Duna erősen zátonyosodó, több ágra szakadozó, ún. fonatos medrű volt, addig a Mosoni-Duna élesen kanyarogva, meanderezve szeli át a hordalékkúpot. A folyószakaszok jellegét az adott szakasz hordalékháztartása határozza meg. Elzátonyosodó, fonatos mederszakaszok ott alakulnak ki, ahol a leülepedő görgetett hordalék jelentősen több mint az onnan elszállított. Ezzel szemben a saját hordalékában kanyargó, meanderező vízfolyások hordalékegyenlege közel nulla. Ez azonban nem zárja ki a meanderező szakaszon belüli jelentős hordalékáthalmozódást, ami a kanyarulatok szüntelen vándorlását eredményezi. A kisalföldi hordalékkúp kialakításában elsődleges szerepe a legnagyobb vízszállítású medernek van, a fonatos főmeder végzi a süllyedő terület feltöltését. A hordalékkúp palástján vándorló, kisebb vízhozamú, meanderező folyóágak a főmeder által lerakott hordalék egyenletes szétterítését végzik. Ennek a törvényszerűségnek megfelelően a Duna ma magasabban folyik, mint a Mosoni-Duna és a Rábca. A törmelékkúp lábánál a Hanság és a Gutai-mocsár nem a süllyedés centrumai, hanem csupán kompenzálatlan süllyedékterületek. Így a Szigetköz területén a talajvizet a függőmedrű Duna táplálja mederhordalékán keresztül, a talajvíz jelentős eséssel áramlik dél felé, a Rábca irányába. 4.3 A folyamszabályozás következményei a hordalékkúp alakulására A múlt század 80-as éveiben kezdődő mederrendezés eredményeképpen az ún. középvízi Duna-meder 300-380 m szélességű, párhuzamművek közé szorított csatornává vált. A főmederben javultak a hajózási és lefolyási viszonyok, de az egyensúlyi állapot nem következett be: a középvízi meder túlzott szélessége miatt a folyó a felülről érkező hordalékot továbbszállítani nem tudta. Folytatódott a meder feltöltődése, a zátonyképződés és a zátonyvándorlás. A jelen század elején kezdtek hozzá a kisvízszabályozáshoz. Sarkantyúkat, mellékág-elzárásokat építettek, nagymértékű gázlókotrásokat kezdtek, de a mederemelkedés folyamatát ez sem tudta megállítani. A további folyószabályozás során a hangsúlyt a nagyvízi meder rendezésére, a mellékágrendszerek hordalékcsapdáinak kialakítására, a középvízi művek magasítására, újabb sarkantyúk építésére és az intenzív gázlókotrásra helyezték. A 60-as évek közepétől - az eddigi szabályozások eredménytelenségét közvetve beismerve - a "vízerőhasznosítással kapcsolatos folyamszabályozási irányelvek" kidolgozása került előtérbe. Aktuálgeológiai szempontból tekintve a főmeder múlt század végi 'helyhez kötése', irányváltoztatásainak megakadályozása felborította a Kisalföldön az elmúlt 2 millió év során fennálló egyensúlyi helyzetet. A folyószabályozási munkálatok óta ugrásszerűen megnőtt a feltöltődéssel kompenzálatlan süllyedékterület nagysága. Az árvizek szétterülésének meggátlása, a lerakódások kisebb térre koncentrálása miatt a Rajka-Szap közötti folyószakasz túl magasra töltődött fel, elfajulttá vált. 4.4 A bős-nagymarosi építkezés geomorfológiai következményei A hatvanas évek elejétől az újabb folyószabályozási munkálatok, az osztrák vízlépcsők hordalék-visszatartó hatása, de legfőképpen a nagyarányú ipari kavicskotrások következtében a feltöltődés megállt, sőt a főmeder fokozódó bevágódását észlelték. Új zárások építése, illetve a meglévők magasítása miatt a mellékágak egyre jobban elszigeteltődtek a főmedertől, az ágak a nyolcvanas évek végén évente már csak néhány napig vettek részt a vízszállításban. A nyolcvanas években a főmedret a sarkantyúsoroknál és a mellékágrendszerek kiágazásánál képződött szegélyzátonyok, valamint a hajózást akadályozó hosszú zátonyfarkok és gázlók jellemezték. Fás növényzet csak a zátonyok legmagasabb részén, elvétve fordult elő. A Kisalföld talajvízrendszerének táplálása elsősorban a főmeder rosszul osztályozott, kis iszaptartalmú durva mederüledékein keresztül történt. A mellékágrendszerek fölső részén intenzív feltöltödés, fölkavicsolódás, a mellékágakat belépcsőző zárások alatt pedig mederelfajulások, partfalelmosások alakultak ki. A középső szakaszon fokozódott a meanderezés, és finomanyaggal eltömött pórusterű, rossz vízvezető képességű kavicsos üledékek, ún. kolmatitok képződtek. Az ágak alsó, torkolati szakaszán pedig helyenként több méter vastag iszaplerakódások keletkeztek. A Duna elterelése után a Rajka - Dunaremete térségben a főmeder vízszintje helyenként 3-4 m-rel süllyedt a korábbi középvizek szintje alá, és megszűnt a vízjárás korábbi napi dinamizmusa is. Az 1992 novemberi árvíz alkalmával a dunacsúnyi árapasztó alatti ártérről Rákóczi L. (1993) számításai szerint mintegy 3 millió m³ kavics mosódott ki és rakódott le hatalmas zátonyok formájában a főmeder fölső 10 km-es szakaszán. A főmeder középső szakaszán nagyméretű zátonyok kerültek szárazra, melyeken jól fejlett bokorfüzesek és nyárasok sarjadtak. A korábbi tiszta kavicsfelszíneket a növényzet között mindenütt iszapos fedőréteg takarja. A jól átvilágított, stabil mederfenéken megtelepedő algafonalak miatt a főmederben is megkezdődött a kolmatáció. Különösen megváltozott a helyzet a főmeder alsó részén, a bősi alvízcsatorna visszatorkollása fölötti 10-15 km-es szakaszon, ahol intenzív föliszapolódási jelenségek mutatkoznak. Fölső és középső szakaszán a főmeder elveszítette korábbi talajvíztápláló szerepét, talajvíz-megcsapolóvá vált. A mellékágak a Duna elterelése után 1993 nyaráig jórészt kiszáradtak. Az ágrendszerek középső szakaszának medreit is benőtte a növényzet, és csak a zárások alatti kimosódási üstökben maradt mélyebb víz. 1993 tavaszán a hullámtéri vízpótló rendszer kialakítása érdekében a mellékágakat belépcsőző zárások jó részét visszabontották, az ágrendszerek alsó, nyitott végét pedig elzárták a főmedertől. Ezáltal egy több mint 36 km hosszú, a főmedertől elkülönített vízrendszer jött létre. 1995 májusától a rajkai szakaszon elbontott két (újabban három) zárásnál vezetik - az 1843 folyamkilométerben épített fenékküszöbbel megduzzasztott - Duna-vizet vízpótlásként ebbe a vízrendszerbe. A vízpótlás során az ágrendszerekbe vezetett állandó vízhozam nem okozott jelentősebb változást a növényzettel részben benőtt, kötött medrű mellékágak morfológiájában. Az új átvágások, kotrások térségében új kimosódások, hordalék-lerakódások képződtek, helyenként élő mederszakaszok is kialakultak. A bősi erőmű alvízcsatornájának visszaduzzasztó hatása a mellékágakban is érvényesül: különösen az alsó ágrendszerekben alakultak ki pangó vízterek, amelyekben a kavicsos mederanyagot 1-2 m vastag iszapréteg borítja. A szigetközi vízkészlet szempontjából fontos, a Duna-mederbõl a talajvíz felé történõ elszivárgást, az ún. partiszûrést, a Duna elterelése óta három folyamat befolyásolhatja hátrányosan: a föliszapolódás, a kolmatitos üledékek lerakódása, valamint a meder környezetének kolmatálódása. Föliszapolódás ott következik be, ahol az áramló víz sebessége 0,15 m/s alá csökken. A vízzel borított, konszolidálatlan iszaplerakódásokat egy nagyobb árhullám képes lenne elszállítani, de a szárazra került, növényzettel megkötött, áradmányos takaró megbontására az áradás már nem képes. Kolmatitos üledékekkel ott töltődik föl a meder, ahol a hirtelen, lökésszerű árhullámok miatt a mederbe sok görgetett hordalék jut, majd a mederben megrekedő, fokozatosan elpárolgó és elszivárgó vízből a homokos-kavicsos üledékek szemcséi közé agyagos kőzetliszt rakódik, amely teljesen eltömi a pórusokat. A szigetközi Duna-szakaszra jellemző durvakavicsos mederüledékek esetében már 2-3 százaléknyi kőzetliszt-agyag elegendő a pórusok eltöméséhez; ennek következtében az üledék szivárgási tényezője nagyságremdekkel csökken. A meder környezetének kolmatációja bármely rögzített medrű vízfolyás esetében bekövetkezik. A meder környezetében a pórusok finom-anyaggal történő eltömődése miatt néhány hónap alatt kialakuló kolmatálódott zóna megakadályozza a talajvíz utánpótlódását. A folyamat következtében a talajvíz szintje fölött húzódó, függő medrű vízfolyás alakul ki. (A meder körüli kolmatáció kotrással nem szüntethető meg.) A Duna elterelése következtében a beszivárgásra leginkább alkalmas tiszta mederfelületek nagysága a korábbinak a töredékére csökkent. A vízpótlással érintett medrek közül mederanyagát tekintve sem a Mosoni-Duna, sem a mentett oldali egykori meanderező mellékágak nem alkalmasak a talajvíz táplálására. Hasonlóan rosszak a beszivárgási lehetöségek a Remetei-mellékágrendszerben. Az Ásványi-ágrendszer alsó részén és a Bagoméri-ágrendszerben, ahol az alvízcsatorna visszaduzzasztó hatása miatt vastag iszaplerakódások alakultak ki, szintén nem várható megfelelő infiltráció. A hullámtéri mellékágakon keresztül megvalósított vízpótlás - a mellékágak medrének kedvezőtlen beszivárgási viszonyai és a főmeder erős talajvízleszívó hatása következtében - sem mennyiségileg, sem minőségileg nem képes helyettesíteni a főmeder korábbi talajvíztápláló szerepét. A vízkészletet érő hatások összegző értékelése még várat magára. Az infiltráció irányának változását példaként mutatja a fenékküszöb fölötti részt jellemző - a Dunára merőleges irányú - hidrogeológiai szelvény (Tóth Gy., 1997).
|
|
|
tovább: Talajtan |
