Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

1. szám - Szesztay Károly: Thornthwaite C. W. vízmérleg számítási módszere és a Tiszavölgy vízháztartása

Szesztay K.: Thornthwaiie vízmérleg számítási módszere Hidrológiai Közlöny 1961. 1. sz. 57 ez idő szerint használatos módszerei a párolgást közvetett úton (időjárási adatokból, számítással) határozzák meg. A területi párolgás számbavételének legfőbb támpontja az évi párolgás sokévi átlaga, amely a nagyobb kiterjedésű természetes vízgyűjtőterületek esetében a P = C — L (2) különbségként, a csapadék és a lefolyás sokévi átlagának ismeretében meglehetős pontossággal megállapítható.

1 A havonkénti vízmérlegek felállítására vonatkozóan az irodalom két eljárást ismertet : H. Kalweitnek a kelet-németországi vízgyűjtőkre kidolgozott eljárását [4] és C. W. Thornthwaiie alábbiakban ismertetett módszerét.

2 (Kalweit módszere hazai alkalmazásának tapasztalatairól más helyen számoltam be [9].) C. W. Thornthwaiie módszere eredetileg éghajlati jellemzés céljára készült. A területi párolgás meghatározásának ill. a talaj fedőrétegére vonatkozó vízmérleg felállításának céljára a későbbi években dolgozták át, ill. egészítették ki az eljárást [1], A közelmúlt években a Föld legkülönbözőbb részeire végezték el a Thornthwaite eljárása szerinti számításokat. A meteorológiai és hidrológiai folyóiratokban több tucatnyi beszámoló, ill. ismertető közlemény, a Meteorológiai Világszervezetnek a vízmérleg kérdéseiről 1957 novemberében Belgrádban tartott szemináriumán külön előadássorozat foglalkozott az eljárással. Beszámolónk célja egyrészt, hogy magyar nyelven bemutassa ennek a széles koncepciójú és világszerte alkalmazott eljárásnak elvi alapjait és számítási részleteit, másrészt, hogy megokolja, miért nem tartjuk célszerűnek, hogy vizrajzilag feltárt vízgyűjtőterületek vízmérlegének felállításához használják. A bemutatás keretéül a Kékestetői meteoro1 Egyes kis területek és rövid időszakok esetében a P — C — L szerinti számítás közelítésként sem fogadható el, mert az oldalirányú szivárgás és a készletváltozások hatása igen jelentékeny lehet. A néhány száz km

2-t elérő kiterjedésű természetes vízgyűjtő területek esetében a felszínalatti el- vagy hozzászivárgás hatása a számbavétel pontosságán belül marad és hosszú időszakot (legalább 20—25 évet) tekintve a készletváltozások hatása is figyelmenkívül hagyható. Sokévi átlagok esetében ugyanis az (1) egyenlet felírásakor a készletváltozások a vizsgált évek számával osztott értékben járulnak hozzá a három további tényező egyensúlyához. 2 Teljesség kedvéért meg kell említenünk, hogy a területi párolgás bizonyos jellemző értékeinek meghatározására számos további eljárást is ajánlottak (lásd Mcyer, Fischer, Kuzin, Langbein, Poljakov, Benton- Dominitz, és mások munkáit). Ezek azonban a havonkénti vízmérlegek folyamatos összeállítására nem alkalmasak. Nem gondolhatunk itt A. R. Konsztantinov Thornthwaité-hoz hasonló célkitűzésű, de más utakon járó — új módszerére sem, amellyel a közelmúltban személyes beszélgetés, ill. a sajtó alatt levő beszámoló kéziratának átolvasása során volt alkalmam megismerkedni. lógiai állomás adataival kidolgozott számpéldát választottuk

3 (1. táblázat). A vízmérlegre vonatkozó számítást Thornthwaite az egyik legfontosabb éghajlati alapadatból a potenciális evapotranspirációból indítja ki. Potenciális evapotranspiráció (P

0) a természetes (növényzettel borított) térszín párolgásának és párologtatásának adott időjárási, ill. éghajlati viszonyok között elméletileg lehetséges felső határértékét jelenti, ami akkor alakulhatna ki, ha a térszint fedő talajréteg víztartalma a párolgás számára állandóan optimális volna.

4 A potenciális evapotranspiráció meghatározására Thornthwaite mérőberendezést szerkesztett. A berendezés lényege vízzel mesterségesen táplált, szabad elhelyezésű, talajba süllyesztett hengeres edényben levő talajtömb. Az edényben levő növényzet számára állandóan optimális víztartalom biztosításához szükséges vízmennyiség és az edény alján túlfolyó vízfelesleg folyamatos mérésével és az esetenkénti nedvességtartalom mérések adataiból a hosszabb időszakok folyamán elpárolgó vízmennyiség meghatározható.

5 A Föld különböző részein elhelyezett több ilyen „evapotranspirométer" néhány évnyi adataiból állapította meg Thornthwiate az eljárás egyik sarkalatos tételét jelentő P

0 = / (t, s) (3) tapasztalati összefüggést a havi potenciális evapotranspiráció (P

0), a havi közepes levegőhőmérséklet (t) és a földrajzi szélesség (s) között. A (3) összefüggés szerinti számítást az 1. táblázat felső négy sora foglalja magában. A megoldást Thornthwaite három lépésre bontva a következőkben adja. Először az 1. sorba írt t havi közepes levegőhőmérséklethez az 1. ábrán bemutatott tapasztalati összefüggés, ill. az azt részletező táblázat alapján meg kell állapítani a potenciális evapotranspiráció i mutatószámát. A havi ,,i" értékek évi összege (a példa esetében Ui — 24,0) adja a kiindulást a második lépéshez, a 2. ábra használatához. Az ábra baloldalán (a 15-ös abszcisszaérték függőlegesében) elhelyezett Ili skálán megkell jelölni a szóban forgó állomásnak, ill. évnek megfelelő Li pontot, és össze kell kötni a jobb felső sarokban megjelölt pólv-sponttal. Az így meghúzott egyenes szerint azután 3 A hazai viszonyokra jobban jellemző síkvidéki állomásokra Thornthwaite eljárása általában zérus lefolyást ad. Ezért választottuk az eljárás bemutatására ezt a hegyvidéki állomást, amelyen minden számítási részlet szemléletesen követhető. 4 Erre a fogalomra — amelyet a külföldi irodalom is igen különböző neveken és értelmezésben használ — ez idő szerint nincs elfogadott magyar szó. Hazai munkákban ,,lehetséges párolgás", ,,a levegő vízszükséglete" vagy „párologtató képessége" néven is említik. Az egyértelmű magyar szóhasználat kialakulásáig célszerűnek látszik Meteorológiai Világszervezet értelmező szótárában javasolt ,,potential evapotranspiration" kifejezés magyaros átírásának használata. 5 Az első magyarországi evapotranspirométereket a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet Kunhegyes közelében levő mirhó-gyolcsi belvízi kísérleti telepén J959 nyarán Zsuffa István mérnök helyezte el. A folyamatos észlelések 1960 tavaszán indulnak meg.