Az utóbbi időben évente visszatérő hír, hogy földcsuszamlások, sárlavinák, omlások bénítják meg a közlekedést. Nem véletlen, ugyanis Magyarországon több mint 2000 felszínmozgásos eseményt tartunk nyilván, melyek a települések 28 százalékát érintik, emellett az ország út- és vasúthálózatának több mint tizede mozgásveszélyes területen halad.
TÉVHITEK ÉS FOKOZÓDÓ VESZÉLYEK
ÚTLEZÁRÁSOKAT OKOZÓ FÖLDCSUSZAMLÁSOK HAZÁNKBAN
A cikk a BME, a Pro Progressio Alapítvány és az Élet és Tudomány közös cikkpályázatán harmadik díjat nyert hallgatói kategóriában.
Néhány hír a közelmúltból: 2022 júniusában „Sárlavina zárta el az utat a Dunakanyarban”, 2021 májusában „Földcsuszamlás volt Mátrakeresztesen, teljes útlezárás van érvényben”, 2020 júniusában „Életveszélyes kő- és sárlavina zúdult a főútra, mindent beterített”. A Balaton mentén is történtek mozgások az utóbbi években: 2016 novemberében láthattuk a médiában, hogy „Ismét mozog a magaspart Fonyódon”, 2010 márciusában pedig „Megint megcsúszott a löszfal – Csajág és Balatonkenese között határozatlan ideig nem jár vonat” című hírt olvashattuk. Már több mint 100 éve történt viszont a legemlékezetesebb magyar magaspartmozgás, amikor 1914 májusában „A Balatonba tolta be a személyvonatot a leomló föld Akarattyánál” és „A hős masiniszta 180 utas életét mentette meg egy okos fékezéssel”.
Szintén a Balaton keleti medencéjében történtek a következő káresemények: 2010 májusában törmelékcsúszás miatt 70 méter szélességben csúszott meg a vasúti pálya. 2011 márciusában 100 méteres hosszban történt suvadás, ami után a vasúti pályaszakaszt cölöpökkel és injektálással állították helyre. 2014-ben gabion támfallal kellett megtámasztani egy utcát. 2017-ben 200–300 m3 földanyag csúszott meg szabálytalan esővíz-elvezetés miatt.
Hiedelmek a magaspartok kapcsán A köznyelvben a Duna és Balaton menti magaspartokat nagyon sokszor kollektíven löszfalakként emlegetik, pedig a mozgásveszélyes területek geológiai felépítése összetett és változatos.
Magyarország Felszínmozgás Kataszterének adatai is megmutatják, hogy például a Balaton mentén a mozgások csupán 4 százaléka löszomlás. Figyeljük csak meg a szóhasználatot! A lösz ugyanis nem csúszik, hanem omlad, vagy ahogy a szaknyelvben mondjuk, roskad! Magas mésztartalmának köszönhetően szárazon még rendkívül állékony, látványos, magas, függőleges partokat alkot vizek mellett is, sőt a magas vízállás eleinte még meg is támasztja a löszfalakat. Veszélye mégis a vízérzékenységében rejlik, hiszen közel azonos méretű szemcséi nem tudják maradéktalanul kitölteni a teret, a szemcsék között makropórusok vannak, ami kedvez a víz útnyerésének, elsősorban függőleges irányban. A roskadás jellemzően a víztest apadásakor következik be, mikor a víz távozik a szemcsék közötti pórusokból és megszűnik a szemcseszerkezetre gyakorolt megtámasztó hatása. A lösz esetében tehát az „egyszemcsés” homogén szerkezet vezet roskadáshoz.
A gyakran emlegetett magaspart– csúszások pedig gyenge zónák mentén jönnek létre, ami már beszédesen mutatja, hogy ezekben az esetekben a rétegzettség, heterogenitás vezet tönkremenetelhez. Például az egyik legveszélyesebb körülmény, ha vízzáró agyagrétegek között vízvezető homokerek- vagy lencsék találhatók, mert ekkor víz hatására az átázott homokréteg feletti földtömeg könynyen lecsúszhat az agyag felületén.
Ilyen rétegek még a régmúltban képződtek, mikor a Tethys-óceánról levált sekély tenger maradványa, a Pannon-tó terült el a Kárpát-medencében. Öt–tíz millió évvel ezelőtt a tó folyamatosan változó kiterjedése és vízszintje több kilométer vastag üledéksorozatot képzett, míg az egész medencét feltöltötte. Ma is ezek az idős rétegek, különböző szemcseméretű üledékek: homok-, iszap- és agyagrétegek váltakozása alkotja a Balaton menti legismertebb magaspartokat a keleti medencében és Fonyód környékén is. A pannon korszak után vulkanikus folyamatok formálták tovább a környezetet, amit a jégkorszak hideg szelei vékony (4–60 méter) lösztakaróval fedtek be, amely a balatoni magaspartokról már nagyon sok helyen lepusztult, vagy csak néhány méter vastagságban jelenik meg. A Balaton medrét tektonikus mozgások hozták létre, 22 ezer évvel ezelőtt töltődött fel csapadékvízzel.
A magaspartok mai formája rendkívül mozgalmas felszínfejlődés eredménye. A múltban és napjainkban is a legjellemzőbb mozgásforma a suvadás, amely az átázás mértékétől és a pillanatnyi erőviszonyoktól függő szeletes földcsuszamlást, forgó-kibillenő mozgást jelent. Több száz évvel ezelőtt olyan méretű mozgások is történtek, amelyek a Balaton fenékszintje alá nyúlva mederfelemelkedést okoztak, ezzel szigeteket hoztak létre, de azokat a tó hullámverései lepusztították.
A kisebb kiterjedésű suvadások a parton kevert anyagú törmeléklejtőket hoztak létre, amelyekben az eredeti rétegzettség megdőlt, elkeveredett, ezzel a Balaton felé áramló felszín alatti vizek útja akadályozottá vált, megnövelve a torlódó vizek nyomását, ami szintén hamar állékonyságvesztéshez vezethet. A balatoni magaspartok felépítésében tehát a lösz elenyésző a pannon üledékekkel szemben, úgymint a löszomlások aránya (4%) a szeletes földcsuszamlásokkal (~50%) és rétegcsúszásokkal (~20%) szemben.
A felszínmozgás nem feltétlen káresemény A másik tévhit, hogy a felszínmozgásokról mindannyian értesülünk a hírekből, hiszen azok káreseményekkel járnak. Szerencsére a felszínmozgások csak szélsőséges esetben okoznak károkat. A magaspartokat földtani adottságaik miatt folyamatos mozgás, épülő-pusztuló tevékenység jellemzi. A Balaton mentén a mozgásveszélyesként nyilvántartott szakaszok 90 százaléka állandó vagy időszakos mozgásban van és a regisztrált területeknek csak 15 százalékán történtek beavatkozások a mozgások megfékezésére. A mozgásveszélyes partok közel 10 százalékának ismeretlen az állapota, tehát sajnos hiányzik a műszaki ellenőrzés a Felszínmozgás Kataszter adatai alapján. Az emberi beavatkozások mérsékelhetik és gyorsíthatják is ezeket a folyamatokat, de a mozgások alapvetően nagyon lassúak, természetesek és csak akkor válnak igazán veszélyessé, ha valamilyen tényező a mozgás hirtelen gyorsulását idézi elő.
Fokozódó veszélyek A téma éppen azért kerül napjainkban egyre jobban előtérbe, mert a mozgásokat gyorsító tényezők hatása világszerte rohamosan nő: az időjárási viszonyok szélsőségesebbé válnak, a beépítési igények nőnek és egyre több mozgásveszélyes területet érintenek (míg a beruházási határidők jellemzően csökkennek). Egy nemzetközi tanulmány szerint 2004 és 2016 között közel 60 ezer ember halálát okozta felszínmozgás és a keletkezett anyagi kár is dollármilliárdokban mérhető. Hazánkban szerencsére haláleset nem fordult elő az elmúlt években, de jelentős anyagi károkat okozó lejtőmozgások történtek.
Az éghajlatváltozás legnagyobb veszélye földtani szempontból, hogy Magyarországon is egyre inkább rövid ideig tartó, erős záporok, zivatarok során hullik le a csapadék, nő a korábban példátlan nagy csapadékmennyiségű napok száma és a száraz időszakok hossza. A csapadékos napok száma ma már jóval kevesebb (évente körülbelül 17 nappal kevesebb) mint a XX. század elején volt. A legtöbb felszínmozgást itthon a rétegek átázása okozza.
A heves esőzések vezettek például az utóbbi években történt hazai sárlavinákhoz is (Zebegény, Mátrakeresztes), de már a XX. században is több neves Balaton-kutató felhívta a figyelmet arra, hogy a mozgások a csapadékos időszakok után következnek be.A mozgásveszélyes területek geológiáját és geomorfológiáját minél pontosabban meg kell ismernünk.
Az altalaj geológiai paramétereinek meghatározására ma már nemcsak a fúrások és laboratóriumi vizsgálatok állnak rendelkezésünkre, hanem kiegészítés gyanánt feltárás nélkül is vizsgálhatjuk azokat a helyszínen, különböző mechanikai, geofizikai tulajdonságok alapján.
A lejtőmorfológiát, a terep pontjait geodéziai módszerekkel rögzítjük legalább a vizsgálatra kijelölt szelvények nevezetes pontjaiban, de ha van rá mód, akkor teljes terepponthálókat is létrehozhatunk, melyek akár 3D-modellekbe is importálhatók. A geológia és geometria alapján a klasszikus számításokat kézzel is elvégezhetjük, míg a számítógépes állékonyságszámításokra számos szoftver létezik, melyek különböző metódusokat alkalmaznak.
A kapott eredmények megadják többek között a tönkremenetel valószínűségét és várható mechanizmusát. Szükség esetén védműveket tervezünk és készítünk, például támfalat, mikrocölöpöket, geomembrán fedést, víztelenítő rendszert, megszilárdítjuk a talajt vagy kőzetkörnyezet esetén sziklafogó hálót, lőttbeton-védelmet, kőzetcsavarokat, horgonyokat alkalmazunk, de még sokáig sorolhatnánk a lehetőségeket.
A számításokat nem minden esetben követi tervezési, kivitelezési folyamat. Mindig mérlegelni kell a kockázatot és az anyagi hátteret a biztonság és költséghatékonyság érdekében. A történet azonban itt soha nem érhet véget… Megfigyelés, karbantartás, előrejelzés A felszínmozgás veszélyét folyamatosan igyekeznünk kell minél alacsonyabb kockázati szinten tartani! Ehhez elengedhetetlen a mozgásveszélyes területek műszaki ellenőrzése, hiszen az ismeretlen állapotú területek fokozott kockázatot hordoznak! Különös figyelmet kell fordítanunk a már korábban beépített mozgásveszélyes területek állékonyságának megőrzésére a karbantartási feladatok rendszeres elvégzésével, például a víztelenítő rendszerek tisztítása és a terület szemrevételezése által. A lassú mozgásokra utaló jelek már a helyszín környezetének bejárása során is megfigyelhetők: ilyen jelek lehetnek például a görbült törzsű fák (amelyek a felszín közeli rétegek lassú, kúszó mozgására utalnak), megdőlt korlátok, lejtőt megtámasztó támfal repedései, mozgó lejtőtörmelékek, a lejtőből szivárgó vizek stb.
Sok, sőt egyre több esetben indokolt a mozgásveszélyes területek monitoring vizsgálata, állandó, rendszeres vagy alkalmi jelleggel. Távérzékeléses, geofizikai, geodéziai, geotechnikai, hidrogeológiai módszerek is léteznek a lejtő pillanatnyi állapotának és folyamatainak megfigyelésére különböző eszköz-, humán és gazdasági igényekkel.
Az egyik legelterjedtebb és leghasznosabb „in situ”, azaz helyszíni állékonyságvizsgálat az inklinométer-mérés, amivel felszín alatti elmozdulások határozhatók meg akár 100 méter mélységben.
A mérés fúrólyukba telepített műanyag csőben történik, amelynek mélyére leengedjük a mérőműszert, majd kézi mérés esetén félméteres szakaszonként húzzuk fel a kábelt és regisztráljuk a szenzor dőlését, amit az rendkívül pontosan érzékel. A mérőcső telepítését követően először referenciamérést, nullmérést készítünk, majd később ehhez viszonyítjuk a cső profilváltozását.
A mérést kiértékelő program a dőlési értékekből elmozdulásgörbét hoz létre, amelynek alakja megmutatja a felszín alatti mozgásokat, elmozdulási felületeket. A rendszeres mérésekkel láthatjuk, hogy ha a csúszófelületen gyorsul az elmozdulás, és cselekedni tudunk, még mielőtt a felszínen is érzékelhetővé válna a mozgás.
A mozgások előrejelzésének világszerte egyre nagyobb a jelentősége.
Történeti adatbázisok, sokéves meteorológiai, hidrológiai és mozgásmegfigyelések alapján számos ország kidolgozta már a területeire alkalmas rendszert, amelyek például az aktuális meteorológiai történések alapján mozgáskockázati szinteket, jelzéseket adnak ki.
Magyarországon is törekedni kell a káresemények megelőzésére, korábbi megfigyelésekre és vizsgálatokra támaszkodva. Ennek alapja a lehetséges csúszási felület azonosítása és különböző állékonysági modellekkel való alátámasztása. Ezek után többéves csapadék- és felszín alatti elmozdulásadatokat felhasználva vizsgálhatjuk, hogy a csapadékhullámok hatása mekkora késleltetéssel és milyen mértékben jelentkezik elmozdulások formájában a talajkörnyezetben.
Az eredmények alapján felszínmozgás-veszélyjelző rendszer kidolgozására tehetünk kísérletet, ha a csapadék és idő függvényében mozgáskockázati szinteket határozunk meg, hogy a módszer monitoringrendszer nélküli területekre is alkalmassá tehető legyen. A csapadékesemények megfigyelésével így minimalizálhatóvá válhatnak a káresemények.
Kápolnainé Nagy-Göde Fruzsina BME Építőmérnöki Kar, Geotechnika és Mérnökgeológia Tanszék A Kulturális és Innovációs Minisztérium ÚNKP-22-3-II-BME-58 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programjának a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Alapból finanszírozott szakmai támogatásával készült.
Forrás: Élet és Tudomány