Bevezetés

Elődeink, – mint sok más dologgal összefüggésben –, az erdészeti utak vízelvezetésével kapcsolatban is, már nagyon régen megfogalmaztak kifejezetten környezettudatos, sőt ökológiai szemléletű elveket. Az 1955-ben Pankotai Gábor által összeállított „UTASÍTÁS az erdőgazdasági feltáró utak tervezésére” című kiadványban [UTASÍTÁS, 1955] olvasható:
„Árokrendszer tervezésénél alapelv, hogy az erdőgazdálkodás szempontjából a víz fontos elem, tehát azt csak annyira távolítsuk el, amennyire építményünk szempontjából az feltétlenül szükséges. Az összegyűjtött vizet minél előbb osszuk szét a terepen, hogy az, az erdőtalajba mielőbb beszivárogjon.”
Eme környezettudatos szemléletnek viszont ellentmond az UTASÍTÁS egy másik irányelve, amely a hosszirányú vízelvezetés szakaszolására vonatkozik:
„Az áteresztők helye legtöbbször a terepalakulatból magából is adódik. Irányelvül szolgáljon az a megállapítás, hogy az árok vizét általában legalább 300 m-ként el kell vezetni. Természetesen ez a távolság csökkenthető az oldalról jövő vízmennyiség és a vidék csapadékmennyisége szerint.”
Az idézett első irányelv ma is helyeselhető. Csaknem hatvan évvel ezelőtt azonban csak megfogalmazódott, de a tényleges alkalmazásra nem került sor (tisztelet az esetleges kivételes eseteknek). Ezzel szemben a második irányelv „300 m-ként” kitétele olyan mélyen rögzült a gyakorlatban, hogy szinte megváltoztathatatlan, mert egyszerű, mert leegyszerűsíti a tervező feladatát. Az első irányelven ma sem kell változtatni, csak a gyakorlati megvalósulást érdemes szorgalmazni és segíteni. Az idézett második esetben azonban az irányelvet is át kell fogalmazni, s mellé olyan végrehajtási megoldást szükséges adni, amely csaknem ugyanolyan könnyen és egyszerűen alkalmazható, mint a korábbi szabály.

A szegélyárok szakaszolásának szükségessége

A jelenleg érvényes Erdészeti Utak Tervezési Irányelvei [EUTI, 2001] című kiadványban az alábbiak olvashatók:
„Irányelv, hogy az árkok vizét olyan sűrűn vezessük át a völgy felőli oldalra, hogy az így összegyűjtött vízmennyiség

  • ne okozzon eróziót,
  • szétterülve beszivároghasson a talajba, s ezzel növelje a talaj vízkészletét.”

Amellett, hogy csaknem maximálisan egyet lehet érteni a leírtakkal, két megjegyzést kell hozzáfűzni:

  • Nem kap a tervező segítséget annak eldöntéséhez, hogy milyen gyakran szükséges a vizet a völgy felőli oldalra átvezetni.
  • Az irányelv csak a már összegyűjtött víz eróziójáról szól, azaz tulajdonképpen csak az áteresztő utáni szakaszra vonatkozik.

A vízelvezető rendszerben összegyülekező víz azonban nemcsak az áteresztő kifolyási oldalán okozhat eróziót, hanem már az áteresztő előtt, a szegélyárokban is, elsősorban az árok anyagának minősége és a vízsebesség függvényében. A vízsebességet pedig jelentős mértékben befolyásolja, – egyebek mellett –, az árok esése. Mindezt figyelembe véve, az EUTI is az árok anyagának minőségéhez és az árokfenék eséséhez kötődően javasolja az erózió elleni védekezést:
„A nagy fenékesésű árokban folyó víz eleven ereje annak földanyagában eróziós károkat okozhat. Ennek megelőzésére, erózióra hajlamos talajok esetén 3-4%, eróziónak ellenálló talajoknál 5-6% felett az árkot burkolni vagy lépcsőzni kell.”
Az eróziós hatás, illetve az azt kiváltó vízsebesség azonban nemcsak az árok esése, hanem az árokban összegyülekező víz mennyisége szerint is alakul, a víz mennyisége pedig a fajlagos esővízhozamtól, valamint az adott árokszakaszhoz tartozó terület (vízgyűjtő terület) kiterjedésétől függ. A vizek összegyűjtésében résztvevő terület a szegélyárok mentén nem állandó, hanem a folyás irányában, értelemszerűen fokozatosan nő. Ebből adódóan az árokban áramló vízmennyiség és annak erodáló ereje fokozatosan nő, s így (adott talajviszonyok mellett), van egy olyan, vízmennyiséggel, illetve az ahhoz tartozó vízsebességgel kifejezhető határérték, amelytől kezdődően a medererózió ténylegesen bekövetkezhet. A vizek összegyülekezéséből adódó eme határérték, a konkrét gyakorlati felhasználhatóságot is szem előtt tartva, árokhosszban is kifejezhető.
Ha az erózió lehetősége alapján értelmezett kritikus árokhosszak szerint történik a vízátvezetés, akkor az átvezetések közötti árokszakaszokon nem lép fel erózió és árokburkolást sem kell alkalmazni. A gyakoribb vízátvezetés költségnövelő hatású, amelyet azonban az árokburkolási igény mérséklődése csökkent. A gyakoribb vízátvezetés ugyanakkor előnyösen szolgálja az összegyülekezett vizek terepen való szétosztását, illetve a talajba történő beszivárogtatását.
Kritikával illethető a talajféleségek meglehetősen leegyszerűsített (erózióra hajlamos és eróziónak ellenálló) megnevezése is, különösen annak tudatában, hogy az erdészeti utak tervezési tervdokumentációjának a „Talajmechanikai szakvélemény” is szerves része.
Az előzőeken túlmenően meg kell még jegyezni, hogy az erózió lehetősége és mértéke ugyan elsősorban a meder anyagától, és a lejtés függvényében kialakuló vízsebességtől függ, de a vízsebességet nemcsak a lejtés, hanem a mederben áramló víz mennyisége is befolyásolja. A mederben áramló víz mennyisége pedig, s azzal együtt az erózió lehetősége is, a vizek összegyülekezésének megfelelően méterről méterre növekszik. Vagyis az árokhossz maximálásakor az árokhosszal fokozódó erózióveszélyt kell figyelembe veendő elsődleges szempontnak tekinteni.
Mindezek alapján meghatározandó az eróziómentes árokszakasz hossza, de azt megelőzően szólni kell az eróziót kiváltó határsebességről is!

Az erózió szempontjából megengedhető határsebesség

A vízelvezető árok egyik legfontosabb megfelelőségi kritériuma, hogy az árokban se feliszapolódás, se kimosódás ne fordulhasson elő. Az eme elvárásnak megfelelő fenékesés elsősorban a mederanyag talajfizikai minőségének függvénye.
A földmedrekben megengedhető határsebességekre vonatkozóan az immár fél évszázados szakirodalomra [Kézdi - Markó, 1962] kell hagyatkozni. A ma már klasszikusnak tekinthető „Földművek védelme és víztelenítése” című könyvben Markó Iván a szemcseméret függvényében (nem hordalékos mederben és átlagos körülmények esetére) adott meg tájékoztató jelleggel számszerű értékeket az alsó és felső határsebességekre. Az alsó értékek 0,2-0,4 m/sec közöttiek. A felső határsebességek közül az 1. táblázat mutat be néhányat.

A felső határsebesség tájékoztató értékei [Kézdi - Markó, 1962 nyomán]
Szemcsés mederanyag, mm v, m/sec Kötött mederanyag v, m/sec
Durva kavics (25-75) 1,4 - 2,4 Agyag 1,2 - 1,8
Finom kavics (2-25) 0,8 - 1,4 Homokos agyag 0,9 - 1,1
Durva homok (0,5-2) 0,4 - 0,6 Agyagos homok, homokliszt 0,7 - 1,0
Finom homok (0,1-0,5) 0,25 - 0,4 Iszapos talaj 0,5 - 0,6

A későbbi, sőt a napjainkban használatos szakkönyvek és szabványok [ÚT 2-1.215:2004] is e számértékeket vették át és ajánlják irányszámokként. Fi István egyetemi tankönyvében [Fi, 2000] szintén fellelhetők ezek az adatok, de a szerző ezen túlmenően egy olyan táblázatot is szerkesztett, amely a megadott keresztszelvényű árkokban 30 cm-es vízréteg áramlása esetén kialakuló vízsebességeket és vízhozamokat mutatja be, különböző medereséseket feltételezve. A számítások n=0,025-ös mederérdességet vettek figyelembe, amely az átlagos állapotú földmedernek felel meg.
Fi István táblázatának fölső részéből kitűnik, ami egyébként számítással is igazolható, hogy változatlan fenékszélesség mellett a rézsű hajlásának változása a keresztmetszeti területet és a vízátbocsátó képességet jelentősebben, a vízsebességet viszont csak minimálisan befolyásolja. Ezért a továbbiakban, legalábbis a vízsebesség vonatkozásában, nem szükséges a különféle rézsűkkel külön-külön is foglalkozni.
A táblázat alsó része a különféle mederanyagok esetében szemlélteti a burkolatlan állapotra vonatkozó optimális eséstartományt, s annak felső határaként megadja a mederesésnek, s egyúttal a vízsebességnek azt a határértékét (tartományát) is, ahol már burkolás szükséges.

Markó Iván és Fi István határsebesség tartományai
Szemcsés mederanyag, mm v, m/sec Kötött mederanyag v, m/sec
Markó Fi Markó Fi
Durva kavics (25-75) 1,4 - 2,4 1,7 - 2,1 Agyag 1,2 - 1,8 1,7 - 2,1
Finom kavics (2-25) 0,8 - 1,4 1,2 - 1,7 Homokos agyag 0,9 - 1,1 1,7 - 2,1
Durva homok (0,5-2) 0,4 - 0,6 1,0 - 1,2 Agyagos homok, homokliszt 0,7 - 1,0 0,65 - 1,2
Finom homok (0,1-0,5) 0,25 - 0,4 0,8 - 1,0 Iszapos talaj 0,5 - 0,6 0,85 - 1,0

Ahogy a 2. táblázat szemlélteti, Fi István számértékei Markó Iván adatainál többnyire magasabbak, aminek az oka számomra nem ismeretes. Mint ahogy az sem, hogy a régebbi és az újabb keletű szakirodalmi adatok milyen gyakorlati vagy kísérleti tapasztalatokon illetve méréseken alapulnak. Az adatok különbözősége ezért kissé komplikálja annak eldöntését, hogy a különféle mederanyagok esetében, végül is milyen fölső határsebességekkel célszerű kalkulálni.
Fi István a határsebesség megadásakor az árokban kialakuló 30 cm-es vízmélységet tekinti mértékadónak. Ez nagy felületeket és nagy árokhosszakat feltételez, ahol összegyülekezhet a 30 cm-nyi víz. Erdészeti úton a 30 cm általában nem alakulhat ki. Erózió viszont már kisebb vízszintek esetén is lehetséges. Ezért erdészeti út vonatkozásában az eróziómentes árokhossz meghatározásakor olyan kalkulációra van szükség, amely a kisebb vízszinteket is figyelembe veszi.
Az eróziómentes árokszakaszok meghatározásához és irányelvszerű megadásához mederanyag féleségekhez tartozó határsebességek szükségesek. Ezek egyértelmű, irányelvszerű megnevezése vonatkozásában nehézséget jelent, hogy a szakirodalom az egyes mederanyagokra vonatkozó határsebességeket értéktartományokként adja meg, s ahogy a 2. táblázat is tükrözi, eme értéktartományok meglehetősen szélesek, különösen több szerzőt is figyelembe véve. Ezen kívül az irányelvszerű megadáshoz az értéktartománnyal szemben megfelelőbb az egyetlen számérték, amelyre a 3. táblázat mutat egy olyan példát, ahol Markó Iván adatait tekintettem súlypontosabbaknak.

Egy lehetőség a határsebességek irányelvszerű megadásához
Szemcsés mederanyag, mm v, m/sec Kötött mederanyag v, m/sec
Durva kavics (25-75) 1,4 Agyag 1,4
Finom kavics (2-25) 1,0 Homokos agyag 1,0
Durva homok (0,5-2) 0,8 Agyagos homok, homokliszt 0,8
Finom homok (0,1-0,5) 0,6 Iszapos talaj 0,6

A talajtípusok és a határsebességek egymáshoz rendelése azért tekinthető problémásnak, vagyis tulajdonképpen nem eléggé megbízhatónak, mert a talajtípusok egzakt meghatározásával és rendszerével [MSZ 14043-2:2006] szemben, a szakirodalomban fellelhető határsebességi számértékek meglehetősen szűk körűek, és a szerzők által is hangsúlyozottan, tájékoztató jellegűek. Mégis meg kell kísérelni az egymáshoz rendelést, mert a tervezőnek arra feltétlen szüksége van. Az 1. ábra és annak táblázatos változata, 4. táblázat, egy lehetséges változatot mutat be, amely természetesen vita tárgyát kell képezze. Egy ilyen, vagy hasonló segédábra irányelvként való bevezetése természetesen csak egy korrekt szakmai kontrollt követően történhet meg.

Talajtípusok [MSZ 14043-2:2006] és határsebességek (m/sec) egymáshoz rendelése
Kucsara_01_ul
Talajtípusok és határsebességek egymáshoz rendelése a szemeloszlás alapján
Szemcsés talajok határsebesség, m/sec
Iszapos-HOMOK - - 0,6
Agyagos-HOMOK Kavicsos-iszapos-HOMOK HOMOK 0,8
Kavicsos-HOMOK Kavicsos-agyagos-HOMOK, homokos-iszapos-KAVICS - 1,0
Iszapos-KAVICS, homokos-KAVICS Homokos-agyagos-KAVICS - 1,2
Agyagos-KAVICS - KAVICS 1,4
Plasztikus talajok határsebesség, m/sec
Homokos-Iszap - ISZAP 0,6
Kavicsos-ISZAP, agyagos-ISZAP Homokos-agyagos-ISZAP - 0,8
- Kavicsos-agyagos-ISZAP, homokos-iszapos-AGYAG - 1,0
Homokos-AGYAG, Iszapos-KAVICS Kavicsos-iszapos-AGYAG - 1,2
Kavicsos-AGYAG - AGYAG 1,4

A plasztikus talajok nemcsak a szemeloszlás alapján sorolhatók be, hanem a plasztikus index alapján is megnevezhetők, 5. táblázat. Az előzőekkel összhangban ezekhez a talajmegnevezésekhez is rendelhetők határsebességek, ahogy azt a táblázat utolsó oszlopában, egy ugyancsak „vitaalapnak” szánt számértéksor szemlélteti.

A talajok megnevezése a plasztikus index alapján [MSZ 14043-2:2006 nyomán]
Plasztikus index
Ip
Csoportnév az MSZ EN ISO 14688-2 szerint Megnevezés Határsebesség, m/sec
10 és 15 % között kissé plasztikus iszap 0,6
15 és 20 % között közepesen plasztikus sovány agyag 0,8
20 és 30 % között közepesen plasztikus közepes agyag 1,0
30 %-nál nagyobb nagyon plasztikus kövér agyag 1,2

Az eróziómentes árokszakasz hosszának meghatározása

Erdészeti út vonatkozásában arra a kérdésre kell választ adni, hogy a mértékadónak tekintett csapadékesemény hatására, különféle mederanyag és lejtés esetén, milyen távolságon gyülekezik össze annyi víz, s alakul ki olyan sebesség, amely eróziós veszélyt jelenthet. Ez a távolság az eróziómentes árokszakasz hossza.
A szegélyárokban folyó víz a műszelvény (burkolat, padka, rézsű) felületéről gyülekezik össze. A terepfelszíni lefolyástól általában el lehet tekinteni, mert az erdő többszintűen rétegzett növényzetének felülete, valamint az évtizedekig bolygatatlan, korhadt gyökerek, rovar és más állatjáratok miatt igen laza szerkezetű, avarral borított erdei talaj vízvisszatartó-vízbefogadó képessége szinte korlátlan. Különösen, ha az alapkőzetet töredezett, repedezett eruptív kőzetek, vagy mészkő és dolomit formációk alkotják. Ha a kötött talajú, s részben vízzáró alapkőzettel rendelkező területeken esetlegesen mégis valószínűsíthető a terepről történő lefolyás is, akkor azt övárokkal szükséges összegyűjteni és elvezetni. Erre azonban erdészeti utak mellett gyakorlatilag nincs példa. A faállomány alatti, avarral borított területről a lepelszerű felszíni lefolyás nem jellemző.
Mindez azonban nem jelenti azt, hogy erdőterületen nincs felszíni lefolyás. Van, de az nem lepelszerű, hanem vonalak mentén történő. A terepfelszín egyenetlenségei miatt a víz jellemzően vonalak mentén gyülekezik össze. A víz először mikromedrekben folyik, amelyek egyesülve egyre fokozzák a vonal-menti lefolyás jelleget. Ahol vannak kevésbé fedett és kevésbé vízbefogadó területrészek is, természetesen van felszíni lefolyás, elsősorban vonalak (terephajlatok, utak és nyiladékok) mentén. A terepbejárások során a terepről érkező vonal-menti lefolyásokat fel kell deríteni, s azokkal külön kell foglalkozni.
Fentiek alapján a szegélyárokba jutó víz meghatározásakor elegendő csak az úthoz tartozó művi felületeket számításba venni, vagyis azokat, amelyek a szegélyárokra gravitálnak. Ezek általában az úttengely és a bevágás körömpontja közötti felületek, azaz a fél burkolat, a padka, az árokrézsű, az árokfenék és a bevágási rézsű. Ettől némi eltérést okozhat, ha a burkolat egésze befelé vagy kifelé dől.
Az összegyülekező vizek mennyiségének meghatározása a vízgyűjtő terület és a mértékadó fajlagos esővízhozam szorzataként történhet, amely utóbbinak, – az ún. Racionális-módszer elvi megfontolása értelmében –, az összegyülekezési idővel azonos időtartamú csapadékeseményt lehet tekinteni.
Felvetődik azonban a kérdés, hogy az erdészeti út vízelvezetése vonatkozásában hogyan értelmezhető az összegyülekezési idő, s hol van az összegyülekezési pont. Ha az erdészeti úton és az út menti árokban való összegyülekezés az erózió kialakulásának lehetősége vonatkozásában vizsgálandó, akkor az összegyülekezési idő a kritikus sebesség kialakulásához szükséges időtartammal vehető azonosnak. A különféle lejtések és talajtípusok azonban különféle kritikus sebességet eredményeznek, amelyekhez tehát különféle összegyülekezési idők és különféle összegyülekezési pontok tartoznak. Ebből adódóan ilyen módon nem lehet a mértékadó csapadék időtartamára vonatkozó egyetlen irányadó értéket megnevezni. A viszonylag kis távolságok miatti rövid (10-12 perces) összegyülekezési időre, s az egyéb körülményekre, mint a felületek benedvesedése, az időleges készleteződés, a párolgás és a beszivárgás miatti késleltető hatásra tekintettel, valamint a gyakorlatias egyszerűsítésre és kerekítésre is törekedve, úgy gondolom, hogy az erdészeti út vízelvezetése vonatkozásában a 10 perces időtartamú csapadékokat lehet mértékadónak tekinteni.

A mértékadó csapadék időtartama mellett meg kell választani annak előfordulási gyakoriságát is. Az erdészeti utat nem szükséges az igen ritkán előforduló eseményekre tervezni, de az sem lenne kedvező, ha túlságosan gyakran okozna problémát a mértékadót meghaladó csapadék. Ennek megfelelően a 10-30 éves gyakoriság között célszerű választani. Jelen tanulmány a számításokat egy nagyobb és egy kisebb gyakoriságú csapadékeseményre mutatja be, azaz amikor a csapadékintenzitás 120 mm/óra, amely nagyjából 8 évenkénti előfordulású, és amikor a csapadékintenzitás 180 mm/óra, amely 33 évenkénti előfordulású. Az eme intenzitásokból következő mértékadó fajlagos esővízhozam tehát 120 l/óra*m2, valamint 180 l/óra*m2.

A számítás menete, amelynek eredményeit az 6. táblázat foglalja össze, a következő:

  • Az újszerű állapotú, n=0,020-as mederérdességgel jellemezhető, különféle lejtéssel (I=0,01~0,04) bíró vízelvezető árokban (a fenékszélesség 0,40 m, a rézsűk hajlása 4/4), a Chezy-képlet alkalmazásával számítható a különféle h (m) vízszintmagasságok esetében kialakuló v (m/sec) vízsebesség.
  • A v (m/sec) vízsebességek és a vízmélységtől függő A (m2) keresztszelvény területek szorzataként adódik a különféle h (m) vízszintmagasságokhoz tartozó Q (m3/sec) vízhozam. (Ezeket az adatokat a táblázat nem tartalmazza)
  • A vízelvezető árokra gravitáló terület átlagos szélessége (jelen esetben legyen 6 m) és a mértékadónak tekintett q fajlagos esővízhozam (jelen esetben 120 illetve 180 l/óra*m2) szorzataként adódik, – közben mértékegységet is váltva –, az a Qfm (m3/sec*fm) vízmennyiség, amely az árok minden egyes folyóméter szakaszán az árokhoz érkezik:

Q_{fm}=120\frac{l}{h*m^{2}}*6\frac{m^{2}}{fm}*\frac{1}{1000}\frac{m^{3}}{l}*\frac{1}{3600}\frac{h}{sec}=0,0002\frac{m^{3}}{sec*fm}


Q_{fm}=180\frac{l}{h*m^{2}}*6\frac{m^{2}}{fm}*\frac{1}{1000}\frac{m^{3}}{l}*\frac{1}{3600}\frac{h}{sec}=0,0003\frac{m^{3}}{sec*fm}

Vízszinttől és medereséstől függő vízsebességek, valamint azok kialakulásához szükséges távolságok a q=0,0002 és a q=0,0003 m3/sec*fm fajlagos esővízhozam esetén
h, m n=0,020 azaz 1/n=50 q=0,0002 m3/sec*fm q=0,0003 m3/sec*fm
I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04
v, m/sec L, távolság, fm L, távolság, fm
0,01 0,23 0,32 0,39 0,45 5 7 8 9 3 4 5 6
0,02 0,35 0,49 0,60 0,70 15 21 25 29 10 14 17 20
0,03 0,45 0,63 0,77 0,89 29 41 50 57 19 27 33 38
0,04 0,53 0,75 0,91 1,06 46 66 80 93 31 44 54 62
0,05 0,60 0,85 1,04 1,20 67 95 117 135 45 64 78 90
0,06 0,66 0,94 1,15 1,33 92 130 159 183 61 86 106 122
0,07 0,72 1,02 1,25 1,45 119 168 206 238 79 112 137 159
0,08 0,78 1,10 1,35 1,55 149 211 259 299 100 141 172 199
0,09 0,83 1,17 1,43 1,66 183 258 316 365 122 172 211 243
0,10 0,88 1,24 1,52 1,75 219 309 379 438 146 206 253 292
0,11 0,92 1,30 1,59 1,84 258 365 447 516 172 243 298 344
0,12 0,96 1,36 1,67 1,92 300 424 520 600 200 283 347 400
0,13 1,00 1,42 1,74 2,00 345 488 598 691 230 325 399 460
0,14 1,04 1,47 1,80 2,08 393 556 681 787 262 371 454 525
0,15 1,08 1,52 1,87 2,16 445 629 770 889 296 419 513 593
  • A különféle vízszintekhez tartozó Q (m3/sec) vízhozam és a folyóméterenként érkező Qfm (m3/sec*fm) vízmennyiség hányadosaként adódik az L (m) távolság (árokhossz) fm-ben, amelyen az adott vízszinthez tartozóan, s adott sebességgel mozgó víz összegyülekezik.
  •  Ahogy a 6. táblázatból is kitűnik, nem érdemes nagyobb vízmélységekkel számolni, mert 15 cm vízmélység fölött az eróziómentes árokhosszok, már a legkisebb (1 %-os) ároklejtés és a nagyobb (0,0003 m3/sec*fm) fajlagos vízhozam esetében is, meghaladják a 300 m-t.
  • A 6. táblázatban minden sebességértékhez, illetve a „mögötte” lévő vízhozamhoz, tartozik egy távolság, amelyen az a vízmennyiség összegyülekezett. A határsebességnek tekintett vagy kijelölt sebességértékekhez tartozó távolságokat lehet eróziómentes árokhosszaknak nevezni. Nagyobb hosszak esetén még több víz gyülekezik össze, amely magasabb vízszinttel és ezért a határsebességnél nagyobb sebességgel folyik az árokban.
  • Minél nagyobb az árok esése, annál kisebb vízszint és vízhozam esetén alakul ki egy adott határsebesség, s így annál rövidebb árokszakaszt lehet eróziómentesnek tekinteni.
  • A táblázatban a zöld szín a különféle esésű árkokban fellépő 0,80 m/sec-ot csaknem elérő illetve azt meghaladó sebességeket, valamint az azok kialakulásához tartozó távolságokat szemlélteti.
  • A táblázatban a lila szín a különféle esésű árkokban fellépő 1,20 m/sec-ot csaknem elérő illetve azt meghaladó sebességeket, valamint az azok kialakulásához tartozó távolságokat jelöli.
  •  A táblázatban a kék szín a különféle esésű árkokban fellépő 1,40 m/sec-ot csaknem elérő illetve azt meghaladó sebességeket, valamint az azok kialakulásához tartozó távolságokat mutatja.
  • A táblázat adatai egyértelműen szemléltetik, hogy az eróziómentes árokszakasz hossza nemcsak a nagyobb eséseknél, hanem a kisebbeknél is lehet 300 m-nél rövidebb.
  • Az eróziómentes árokszakaszt meghaladó hosszon a lejtéstől függetlenül, burkolást kell alkalmazni, vagy szakaszolni szükséges, azaz vízátvezetést kell alkalmazni.
  •  A táblázatból az is következik, hogy akár nagyobb esésű árkoknak is van olyan kezdeti eróziómentes szakasza, amelyeket nem kell burkolni, a lejtés növekedésével azonban ezek egyre rövidebbek.

Mivel az erózió lehetősége jelentős mértékben függ a talajfizikai sajátosságoktól, amelyek terepi helyszíni adottságoknak, s egyúttal tervezési és kivitelezési alapadatnak tekintendők, ezért a határsebességeket és azok kialakulásához szükséges árokhosszakat a talajfizikai típusokhoz rendelve célszerű megadni. Összeállítható tehát a különféle talajtípusokhoz tartozó, – az árok lejtésétől, valamint a mértékadó fajlagos esővízhozamtól is függő –, eróziómentes árokszakaszok táblázata. Mivel azonban a talajtípusok és a határsebességek egymáshoz rendelése az 1. ábra segítségével megtörténhet, valamint mivel határsebességi kategóriából sokkal kevesebb van, mint talajtípusból, ezért gyakorlati szempontból lényegesen egyszerűbb, ha az eróziómentes távolságok megadása nem a talajtípusokhoz, hanem a határsebességi kategóriákhoz történik.
A határsebességekhez és lejtési kategóriákhoz tartozó eróziómentes távolságok az 7. táblázat alapján adhatók meg, az adott határsebességeknek megfelelő szomszédos adatokból történő lineáris interpolációval.

Határsebességekhez tartozó eróziómentes távolságok a lejtés függvényében
Határsebesség vhat, m/sec q=0,0002 m3/sec*fm q=0,0003 m3/sec*fm q=0,0004 m3/sec*fm
I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04
Távolság, fm Távolság, fm Távolság, fm
0,60 67 37 25 21 45 24 17 14 34 18 13 11
0,80 163 81 56 44 109 54 38 29 81 41 28 22
1,00 345 159 106 80 230 106 71 54 173 79 52 40
1,20 659 280 183 135 439 187 122 90 329 140 91 67
1,40 1159 467 295 215 773 312 196 144 580 233 147 108

A táblázat tartalmazza a q=0,0004 m3/sec*fm fajlagos vízhozamra vonatkozó értékeket is, amelyek a 240 mm/óra csapadékintenzitásnak felelnek meg. A jelenleg is érvényben lévő csapadékfüggvények [VMS 201/1-77] alapján, az ilyen intenzitású 10 perces időtartamú csapadékesemény előfordulási gyakorisága nagyjából 100 év (bekövetkezési valószínűsége 1%). Figyelembe véve azonban, hogy e csapadékfüggvények a 70-es évek előtti adatbázisra alapulnak, s ezért a mai érvényességük teljes joggal megkérdőjelezhető [Tárczy - Buzás, 2009], elsősorban a gyakrabban előforduló szélsőségek, azaz a biztonság lényeges csökkenése (talán feleződése?) miatt, akkor belátható, hogy ezek az adatok is alkalmazhatók, akár erdészeti utak esetében is.
A tervezési segédletként, irányelvként való alkalmazhatóságot segíti, ha a távolsági értékek bizonyos mértékben kerekítettek. Erre mutat be javaslatot a 8. táblázat, amelyhez hasonló lehetne az EUTI-nak is a része.

Határsebességekhez tartozó eróziómentes távolságok kerekített értékei
Határsebesség vhat, m/sec q=0,0002 m3/sec*fm q=0,0003 m3/sec*fm q=0,0004 m3/sec*fm
I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04 I=0,01 I=0,02 I=0,03 I=0,04
Távolság, fm Távolság, fm Távolság, fm
0,60 65 35 25 20 45 25 15 15 35 15 10 10
0,80 160 80 55 45 105 55 35 30 80 40 25 20
1,00 200 160 105 80 200 105 70 55 170 80 50 40
1,20 200 200 180 135 200 185 120 90 200 140 90 65
1,40 200 200 200 200 200 200 200 145 200 200 145 105

Ha csak az árokban kialakuló sebesség és erózió lenne az egyetlen szempont, akkor az eróziómentes távolságokkal azonos távolságokra lehetne elhelyezni az áteresztőket, de természetesen vannak más szempontok is, amelyek a távolság megválasztásában minimumot vagy éppen maximumot jelenthetnek. Az áteresztők túlságosan sűrű, például 10-20 méterenkénti elhelyezése, még kis átmérők alkalmazása esetén is értelmetlen lenne és persze gazdaságtalan is. Az áteresztőknek tehát lehet egy olyan minimális távolsága, amelynél az eróziómentes árokszakasz rövidebb is lehet, de akkor az árkot burkolattal kell védeni. Az árokban összegyülekező és átvezetett vizek „szétterítése”, azaz elszivárogtatása érdekében viszont nem lehet túlságosan hosszú árokszakaszokat alkalmazni, ami tehát maximumként hathat.
Egy megvitatható és megvitatandó javaslat lehet például:

  • Az átvezetett víz elszivárogtatása, vagy dagonyába, vizes élőhelyre vezetése esetén az áteresztőhöz tartozó árokszakasz minimum 50 m, maximum 150 m legyen, különlegesen indokolt esetben legfeljebb 200 m.
  • Az átvezetett víz állandó vagy időszakos vízfolyásba vezetése esetén az áteresztőhöz tartozó árokszakasz legfeljebb 300 m hosszúságú legyen.

A táblázat gyakorlati alkalmazása során figyelemmel kell lenni arra, hogy ha a csapadékvizek összegyülekezésében szerepet játszó felület átlagos szélessége eltér a 6 m-től (egyirányú keresztdőlés, szélesítés, rakodósáv, stb. miatt), akkor az eltérésnek megfelelő arányban szükséges az eróziómentes távolságot is módosítani.
Ahogy korábban már említésre került, a táblázatban látható három mértékadó fajlagos vízhozam hozzávetőlegesen a 8, a 33 és a 100 éves előfordulási gyakoriságnak felel meg. Az ezek közüli választás általában a tervezendő létesítmény, azaz jelen esetben az erdészeti út értékétől és tervezett élettartamától függ, de a választásban természetesen egyéb szempontok is érvényesülhetnek.

Összegzés

Az eróziómentes árokhosszok figyelembe vétele az erdészeti utak tervezése során, részben az árokburkolás alkalmazása, részben pedig az áteresztők elhelyezése sablonosságának feloldását célozza. A hosszú időszak alatt kialakult és rögzült gyakorlati szokásokat természetesen igen nehéz megváltoztatni. Mégis meg kell kísérelni, amely azonban csak egy konkrét és egyszerűen alkalmazható új irányelvvel lehetséges. Jelen tanulmány erre tesz egy kísérletet.

Felhasznált szakanyagok

EUTI, 2001. Erdészeti Utak Tervezési Irányelvei (Szerkesztette: Kosztka M. és Péterfalvi J.). Budapest, Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Erdészeti Hivatala

Fi I. 2000: Utak és környezetük tervezése. Budapest, Műegyetemi Kiadó

Kézdi Á. és Markó I. 1962: Földművek védelme és víztelenítése. 1. kötet. Budapest, Műszaki Könyvkiadó

MSZ 14043-2:2006. (Magyar szabvány) Talajmechanikai vizsgálatok. Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból

Tárczy L. és Buzás K. 2009: Az útpályaszerkezetek víztelenítése. Közlekedésépítési Szemle, 59, (5): 27-30.
UTASÍTÁS, 1955. Utasítás az erdőgazdasági feltáró utak tervezésére (Összeállította: Pankotai Gábor). Kiadja: Országos Erdészeti Főigazgatóság

ÚT 2-1.215:2004. Közutak víztelenítésének tervezése (Útügyi műszaki előírás)

VMS 201/1-77. Rövid idejű (10-180 perces) csapadékok meghatározása. Vízügyi Műszaki Segédlet. Budapest, 1978. Országos Vízügyi Hivatal