| Hidrológia | TARTALOM | A felszín alatti vizek megismerése |
FEJEZETEK
A vízi munkálatok alapja a felszíni vizek térképezése, a mappáció volt. Ezt a munkát az 1770-es években kezdték el olyan műszeres felméréssel, ami már megfelelő tájékoztatást adott a vízimérnököknek. A mappáció együtt folyt az általános térképezéssel, de a vízügy számára külön is végeztek térképezést. Kiemelkedik e téren Vedres István és Beszédes József munkássága. Ők tekinthetők az első vállalkozó, vagy magánmérnöknek hazánkban. A Dunának – mint a Monarchia legnagyobb folyójának – felmérését már II. József idején, 1790 után a katonai hatóságok kezdték meg. A polgári mappáció az 1816-os nagy árvíz után, 1818-ban a Körösökön, Huszár Mátyás (1778–1843) vezetésével indult meg. Az 1:36 000 méretarányú térképeket igen gondosan előkészítve dolgozta fel, közben foglalkozott a Tisza-szabályozás kérdésével is. Térképe ugyan nem maradt fenn, de az ennek alapján készült kimutatása a tervezett 120 átvágással fiatalabb munkatársa, Vásárhelyi Pál munkájába épült be. A Körös-felmérés befejeztével a Duna-mappáció vezetését vette át. Korrigálta a Duna katonai felmérését, és azt kiegészítve a Dévény–Pétervárad közötti szakaszt felmérte. A Duna-mappációt később Vásárhelyi Pálra bízták, s Széchenyi István őt bízta meg az Al-Duna szabályozásával is. Az 1830-as árvíz után 1834-ben megkezdték a Tisza szabályozásához szükséges egységes tiszai felmérést. A mappáció vezetője Lányi Sámuel (1791–1845) volt, munkatársai Farkas Pál, Fitzmayer István, Fodor János, Haigl József, Hieronymi Ottó, Karnóczy Gábor, Komnenovich Sándor, Milivojevics Lázár, Müller Lőrinc, Nagy István, Nikola András, Perleberg Gusztáv, Pribék Béla, Reitter Ferenc, Toperczer Antal, Tóth Rudolf és Turkovics Lajos voltak. Ez a hatalmas, korszerű munka egyrészt kiterjedt a Tisza egész vízrendszerére: a Bodrogra, Szamosra, Körösökre, Berettyóra, Marosra, sőt részben a Temesközre is. Másrészt a pontosságra törekedve csillagászati alappont meghatározásokat, elsőrendű háromszögeléseket, részletes vízszintes felméréseket, szintezéseket is végeztek. Ezen belül munkájuk során elkészítették a későbbi vízrajzi munkák első lépését is, minthogy mederhossz- és keresztszelvényeket fektettek, és százával kerültek ki kezük alól vízhozammérések is. Munkájuk hatalmas feltűnést keltett a külföldi vízmérnökök körében. Streffleur bécsi akadémikus, a legkiválóbb akkori geográfus az akadémiai közleményeiben írja, 1825-ben: „Európának talán egyetlen országa sem mutathat fel olyan tökéletes munkálatokat”. A 19. században elindult és máig ható mappációkat a 20. században folytatták a mederfelvételekkel és hozammérésekkel együtt. Európában a 19. században a legelsők között – a statikus atlaszok mellett – készültek dinamikus atlaszok is, amelyek nem egyetlen állapotot merevítenek ki, hanem a folyamat egészét vizsgálják. Ilyen munkát végzett Bendefy László, aki az 1960-as évektől foglalkozott a kéregszerkezet, a hidrográfia és a geomorfológia összefüggésével a szintváltozások gyakran több ezer éves követése révén. Munkája nyomán a Balaton, a Sajó, a Maros, a Hármas-Körös, a Rába, a Hernád és a Duna térségéről készültek ilyen atlaszok. A mappáció eredményét gondosan összeállított atlaszokban, nyomtatva is megjelentették. Az elsők között jelent meg a Tisza hajdan és most, valamint a Duna hajdan és most című. Egyes mederkeresztszelvényeket az évente megjelenő Vízrajzi Évkönyv is tartalmaz.
Bendefy László új utakat nyitott a kéregszerkezet, a recens kéregmozgások és a felszíni vízhálózat kialakulásának és fejlődésének vizsgálata terén is.
A vízzel való kvantitatív foglalkozás lehetőségét a közvetlen, esetenkénti vízhozammérésen kívül a műszaki hidrológia tudományának alkalmazásával lehet megteremteni. Ebben a tudományágban a 19. század elejétől az 1970-es évekig Európa élvonalába tartozott a magyar hidrológia. Az empirikus ismeretek megszerzésében döntő lépés volt 1887-ben a Vízrajzi Osztály felállítása. Feladata lett a felszíni vizek vízállás és vízhozam idősorának meghatározása méréssel. Felállították az országos vízmércehálózatot, mely a szükséges fejlesztéseket leszámítva máig változatlan. Az elméleti munka alapja a mérésekkel megszerzett ismeret. Elegendő mérési adat alapján mód van elméleti összefüggések meghatározására, gyakran előrejelzésre, illetve más mérésekkel való kapcsolatok felderítésére. Beszédes József számos, ma is érvényes hidrológiai megállapítást tett például az erdőknek a víz körforgásában, a természetes vízháztartásban betöltött szerepét illetően. A párolgás csökkentésére már 1830-ban javasolta a véderdősávokat, amelyek a „süvöltő szelek” akadálymentes rohanásának állnak útjába, és ezzel csökkentik a párolgást. A 20. században számos helyen alakítottak ki véderdősávokat. Nemzetközileg is előremutató volt Szalay Miklós (1924–1978) Mérnökbiológia című könyve, amelyben a biológia és a mérnöki munka ésszerű, szoros kapcsolatával foglalkozva a hidrológiai körfolyamatba előnyösen beavatkozó növénytelepítésekkel is foglalkozott. Munkája nyomán tudatosan és számíthatóan lehetett a víz körforgásába – egészen a szennyvíztisztításig – a biológiai életet bevonni. 1900-ban adta ki Bogdánfy Ödön (1863–1944) a hazai vízfolyások legnagyobb árvíztömegének számítását lehetővé tevő táblázatát, mely a vízgyűjtők tengerszint feletti magassága és a felszíni kőzetek szivárgási tényezője alapján adja eredményét, figyelembe véve a domborzati, földtani és éghajlati viszonyokat. Bogdánfy 1909-ben módszert dolgozott ki a Tisza tavaszi árvizeinek előrejelzésére is. 1902-ben jelent meg Bogdánfy Ödön alapvető műve a Hidrológia, amely a hazai hidrológia alapvetése és máig használatos szakkönyve. Bogdánfy megalapítója és első művelője lett a mérnöki értelemben vett műszaki hidrológiának. 1906-ban két kötetben adta ki A természetes vízfolyások hidraulikáját, 1910-ben a Hidraulika című átfogó munkája, 1924-ben az Alföld hidrológiája című összefoglaló műve jelent meg. Bogdánfy egyik kezdeményezője volt a hazai csapadékészlelő hálózat kifejlesztésének. 1909-ben részletes feldolgozást készített a Balaton-vidék csapadékviszonyairól. 1911-ben készítette el Magyarország részletes, magyarázatos hidrológiai térképét, amely szivárgási tényezőjük szerint különbözteti meg felszíni kőzeteinket, valamint hazánk első, részletes adatokra támaszkodó oknyomozó vízrajzát.
Az 1910-es években indult meg a hidrológia és a természeti környezeten belül az erdők összefüggésének vizsgálata. Ennek egyik zászlóvivője Király Lajos (1894–1970). Szalay Miklós kiterjedten foglalkozott a folyók és a tavak hőszennyezésével. Károlyi Zoltán (1905–1966) meghatározta a Tisza Tiszalöki Duzzasztómű feletti szakaszának mértékadó árvízszintjét is. Az 1950-es évek elejétől indult meg – Európában az elsők között – a hidrológiai atlasz sorozat, Lászlóffy Woldemár (1903–1984) vezetésével. Több évtizedes vizsgálat előzte meg az 1960-as években kiadott fajlagos lefolyás értékeket (Lászlóffy Woldemár), és annak maximális, átlagos és minimális továbbfejlesztett értékeit (Csermák Béla, 1923–1986). A Kárpát-medence kis vízfolyásai vízhozamtartóssági görbéinek hidrológiai számítására Juhász József (1927–) dolgozott ki eljárást, amivel Magyarország kis vízfolyásainak 256 szelvényében meghatározták a sokévi vízhozam-tartóssági görbéket. Ennek alapján 1954-ben – az elsők között Európában – {IV-456.} feldolgozták a hazai elméleti vízerőkészletet.
A Balaton hidrológiai viszonyainak korszerű meghatározása Szesztay Károly (1924–) nevéhez fűződik.
Az első hazai kismintakísérletet 1903-ban Lampl Hugó (1883–1976) végezte a Kvassay-zsilip tervei számára. Az 1940-es években a Tiszalöki Duzzasztómű szivárgási viszonyainak tanulmányozására készített kismintakísérleteket Németh Endre irányította. A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézeten (VITUKI) belül 1954-ben elkészült a Hidraulikai Laboratórium, Fazekas Károly (1897–1966) terve alapján. A laboratórium Európa egyik legjobb laboratóriuma volt, bár felszereltsége az anyagi problémák miatt nehezen gyarapodott. Sok segítséget jelentett, hogy gyakran világszínvonalú műszereket tudtak előállítani igen olcsón. A Fazekas Károly által szerkesztett kúptárcsás vízszintmérő például külföldi szakemberek figyelmét is felkeltette. Fazekas Károly tervezte a Balaton kutatóhajót, amely évtizedeken át otthont nyújtott a Balatont kutató szakembereknek. Sarló Károly (1885–1956) készített egy új vízmintavevő készüléket a vízben oldott gázok meghatározására (kevés gáz esetén), valamint a vizek szakszerű mintavételére szolgáló üveget. Az összenyomható és összenyomhatatlan folyadékok elméletét közös alapra helyezte és saját tudományos eredményeivel egészítette ki Bánki Donát (1859–1922), amit Energiaátalakulások folyadékokban c. könyvében 1916-ban tett közzé. Sarló műegyetemi tanárrá való kinevezése után megteremtette és üzemeltette az egyetem Vízgéplaboratóriumát. A talajvízszint-süllyesztésnek és a munkagödrök víztelenítésének hazai úttörője Lampl Hugó volt a 20. század elején. Ő alkalmazta először az injektálási eljárásokat vízépítési és mélyépítési munkákban. A Kvassay-zsilip építésénél létesített cementkísérleti és anyagvizsgáló állomáson Lampl Hugó és Sajó Elemér (1880–1932) fejlesztette ki a hazai anyagvizsgálati módszereket. 1917-ben publikálta Bánki Donát a kétszeres átömlésű szabadsugár turbináját, melyet ő a réstúlnyomásos és a réstúlnyomás nélküli turbinák közötti „határturbiná”-nak nevezett. Később Bánki-turbina néven vette át az egész világ. Ez a turbina a Pelton- és a Francis-turbinák között helyezkedik el. Bogdánfy Ödön Andorka Rudolffal közösen szerkesztette Közép-Európa legelső csapadékíró műszerét 1908-ban. 1941-ben készítette el Károlyi Zoltán a görgetett hordalék mennyiségének mérésre szolgáló hordalékfogó berendezést. A mérőbukó öntőélének és az átbukás magasságának összefüggésére Németh Endre (1891–1976) igen pontos általános összefüggést határozott meg. A II. világháború után Varga Jenő (1909–1997) megalkotta elméleti és gyakorlati vonatkozásban az Európában új „törpe csápos kutak” egy változatát, amivel nagy nemzetközi érdeklődést váltott ki, s amit mindmáig építenek és üzemeltetnek. Az 1940-es években Ziegler Károly (1898–1985) megépítette az első teleszkópcsöves, a vízállásnak megfelelően mozgatható vízkivételi berendezést az öntözővízkivétel érdekében. Ez a berendezés volt a további fejlesztések alapja. Lampl Hugó alkalmazta először a Tiszából történő öntözővíz-kivételre az úszó-szivattyú műveket. Előremutató volt 1950 után Németh Endre és munkatársainak a modellhasonlósági törvénnyel kapcsolatos elméleti vizsgálata az érvényesség kiterjesztésére, a méretarányhatás tudomásulvétele mellett. A Budapesti Műszaki Egyetemen (BME) már az 1950-es évek végén foglalkoztak a Navier–Stokes egyenlet analóg és digitális számítógépes megoldásával (Szalay Miklós). Az 1950-es években néhány nemzetközi jelentőségű hidraulikai munka készült hazánkban. Ilyen volt Lászlóffy Woldemár munkája a szabad felszínű vízáramlások sebességének meghatározásáról {IV-457.} vagy a bukókkal való pontos vízhozammérésről. 1960-ban új megoldást dolgozott ki Szepessy József (1929–1993) a völgyzáró gát ideiglenes és végleges árapasztási műtárgyára és a gátburkolat kivitelezésére. 1968-ban figyelemre méltó elméleti anyagot közölt Krempels Tibor (1926–1985) az árhullámok transzformációjáról dombvidéki tározókban. A buzgárképződés és talajtörés hidraulikai és talajmechanikai jelenségei elméleti és gyakorlati vizsgálatának hazai indítója Lampl Hugó volt. 1970 után részletes laboratóriumi és félüzemi kísérleteket végzett Szepessy József a földművek, azok burkolatai és szivárgói szigetelésének legalkalmasabb kialakítási módjára. Munkája eredménye tervezési és építési segédletekben jelent meg. A földművek szivárgás elleni védelmében sok új elemet, mérést és megfigyelést végzett Hartyányi László (1911–1978), aki a víztározók és a rizstelepek szivárgási viszonyainak szabatos meghatározásában is maradandót alkotott. A hulladéktárolók szigetelésének és szigetelési rendszerének kialakítása terén az 1980-as években úttörő munkát végzett Szepessy József. Munkáját számosan fejlesztették tovább. Közöttük Szabó Imre (1946–), a gyakorlatot elméleti és laboratóriumi vizsgálatokkal kiegészítve, eredményeit könyvben is összefoglalva. A hóviszonyok és a talajfagy rendszeres (folyamatos) mérését Eszéky Ottó (1945–1997) erre a célra tervezett építményekkel tette lehetővé.
A Wild-féle hamis adatokat szolgáltató párolgásmérő helyett Szesztay Károly kísérletezett ki egy párolgásmérő kádat, amely a potenciális párolgást egy adott környezetben megbízhatóan méri.
Az 1930-as években Scherf Emil (1889–1967) adott először pontos adatokat arról, hogy az Alföldön az elégtelen nyári csapadékot mennyi öntözővízzel kell megnövelni a növények számára szükséges megfelelő vízérték elérése érdekében. A hazai mezőgazdasági vízgazdálkodás nemzetközileg is új eredménye az aszály fogalmának, mértékének és az aszályhatás mértékének fogalmi és számítási módszere, melyet Petrasovics Imre (1925–1995) dolgozott ki, és Pálfay Imre (1935–) fejlesztett tovább. A vízigény-vízfogyasztás és az agroökológiai potenciál több elemének szintéziseként alkotta meg Petrasovics Imre egy terület biotóp vízigénykielégítő képességét integrált mutatóval kifejező és számszerűsítő agrohidropotenciál (AHP) fogalmát, számítási módszerét.
A kúthidraulika, főleg a hidraulikus ellenállás, valamint a hasadozott kőzetekbeli vízmozgás hidraulikai vizsgálatát Öllős Géza (1928–) modellkísérleteken végezte eredményesen. A kúthidraulika terén az 1960-as években talajvízkutakon eredményes vizsgálatokat végzett Lackó Ágnes (1936–1996) a csőkútak egymásra hatásának és a kútköpeny mellett bekövetkező vízszintelszakadásnak vízhozamot érintő ellentétes következményeiről, és megfogalmazta ezeknek hatásokban kifejezett hidraulikai összefüggéseit. 1952-ben dolgozta ki Papp Szilárd (1905–1974) a csővezetékeknek az agresszív szénsavas vizek elleni védelmét szolgáló eljárását, az ún. nulliferezést, amelyet agresszív vizű kutakban sikeresen alkalmaztak.
Az egykori magyar műszerkészítő, Hajós Sámuel méltó utódaként, Eszéky Ottó 1970-ben újfajta, mechanikus időszabályozóval vízhozammérő műszert alkotott, aminek később elektronikus változatát is elkészítette.
A trianoni békeszerződés után Magyarország szinte teljesen medenceország lett. Így a felszíni vizek hordalékviszonyainak ismerete igen fontos kérdéssé vált. Földtani oldalról a hordalékmozgató folyók eróziójának és a folyókanyarulatok keletkezésének problémájával eredményesen foglalkozott Scherf Emil. A folyami hordalékmozgás elmélete és gyakorlata 1940 után kapott új lendületet, amikor Károlyi {IV-458.} Zoltán megkezdte ez irányú kutatómunkáját. Nemzetközileg is új eredményeket mutatott be a hordalékmozgató erő meghatározásában természetes vízfolyásoknál és a folyami hordalék aprózódás miatti mennyiségi csökkentése terén. A gyakorlat számára is fontos volt a Felső-Duna feltöltődő szakaszán észlelhető kavicslerakódás mennyiségének meghatározása. Nemzetközi figyelmet kapott a folyóvízi letarolásban és üledékképződésben (felhalmozásban) az eróziós és felhalmozódási ciklusok felismerése és azok törvényszerűségeinek tisztázása (Mihaltz István, 1897–1964). Az eróziós károsodás mértékének megállapítására és a védekezés módjára igen sok előremutató javaslatot dolgozott ki Király Lajos. A hegy- és dombvidéki erózió kutatásában új eredményeket kapott Salamin Pál (1913–1984). Az 1960-as évek elején, több évtizedes tapasztalat és mérés alapján Lászlóffy Woldemár feldolgozta és előrejelzésre alkalmassá tette hazai folyóink jégviszonyait. A feldolgozást több országban példának vették.
A víz a természetben négy komponensből áll: alapvíz (0 °C-os kémiai víz), a fizikai (pl. hő, szemcsék, radioaktivitás), a kémiai és a biológiai összetevő. Magyarországon e négy, egymástól el nem választható összetevőnek és a kozmikus hatásnak (a Nap sugárzó energiája) együttes vizsgálatával Európában az elsők között foglalkozott Maucha Rezső (1884–1962). Az emberi tényezőt is bevezetve felderíti és szabályokba foglalja a vizek termelésének lényegét és menetét, s ezzel kapcsolatban bevezeti az optimális fény fogalmát. A vizekben élő szervezetekkel foglalkozva továbbfejleszti a dinamikus biológiai egyensúly fogalmát és a termelésben a fénymennyiség szerepét. Jelentős volt Papp Szilárd kutatása a felszíni vizek öntisztulása és terhelhetősége, valamint a Balaton vizének minősége és öntisztulása terén. A folyók öntisztulásának számításában új eljárást dolgozott ki Illés István (1928–1998). 1955-ben megindult a rendszeres és szervezett Tisza-kutatás Kolosváry Gábor (1901–1968) vezetésével. A Tisza élővilágát már előtte is sokan kutatták, de ezek elszigetelt és helyi jelentőségű egyéni vállalkozások voltak. A 25 tagú kutatócsoport évente Tisza-kutató expedícióra ment a rendszeres vizsgálaton és méréseken túl. Eredményeit kiadványsorozatban (Tisia) és egy összefoglaló műben (A Tisza élete) adta közre.
A 1940-es években új eredményeket ért el Papp Szilárd a vizek radioaktivitásának kutatása és főleg gyógyhatása terén. A hidroökonómia vízrendezési, öntözési és környezetvédelmi vonatkozásaival az 1970-es években foglalkozott Salamin Pál, és új elméleti megközelítéseivel a vízi munkálatok gazdasági hatásait új, korszerű, a környezetvédelem prioritását figyelembe vevő megvilágításba helyezte.
1958-ban megalakult a Magyar Dunakutató Állomás Dudich Endre (1895–1971) kezdeményezésére és vezetésével. A folyó nemzetközi, szervezett és rendszeres hidrobiológiai vizsgálatára létrejött szervezet a Nemzetközi Dunakutató Munkaközösség volt, amelynek munkájában a magyar hidrobiológusok voltak a vezéregyéniségek. Dudich Endre Limnologie des Donau c. könyvében áttekintést ad a Duna egészéről kimutatott állatfajokról és azok ökológiai, állatföldrajzi értékeléséről. Ez a mű világviszonylatban egyedülálló méretű és teljességű mű.
A hidrobiológiai vizsgálati programok, módszerek megújításában, korszerűsítésében kiemelkedő szerepe volt Gorzó Györgynek (1942–1993).
| Hidrológia | TARTALOM | A felszín alatti vizek megismerése |