Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)
9. szám - Török László: Csapadékokból eredő felszíni lefolyás meghatározása a fedőréteg vízháztatási vizsgálata alapján
410 Hidrológiai Közlöny 1969. 9. sz. Hidrológia a területi vízgazdálkodás gyakorlatában III. A vizsgált időszakot azonos tartamú véges időközökre bontjuk fel, melyeken belül a változásokat egyenletesnek vesszük. Síkvidéki, kötött talajú vízgyűjtőterületeknél legkedvezőbb időintervallum a dekád vagy pentád. A számításba bevont térrész meghatározása már bonyolultabb feladat. Erősen kötött talajú szántóterületeken csak a művelt réteg vastagságával, rét és legelőterületeken 15—20 cm-es fellazított rétegvastagsággal számolhatunk. Kevésbé kötött talajoknál szántóterületen a növények gyökerei és a talaj biológiai tevékenysége által fellazított 50—60 cm-es rétegvastagságot akkor is figyelembe lehet venni, ha a művelés sekély szántással történik. Ilyen talajokon rét-legelő területeken is 30—40 cm-es rétegvastagsággal számolhatunk. A vizsgált talajréteg vízkészletének adott időszak végére kialakuló értéke (T n +1) a kezdeti vízkészletértékből (T„) és az időközben bekövetkező hatásoktól függ (4. ábra) : T n + 1=T n+Cn-Pn-L n±E n (mm), (5) ahol C n — az időköz alatti csapadék (hólé), P n — a párolgás, L n — a felszíni lefolyás, E n — pedig a választott réteg alsó síkján bekövetkező elszivárgás, illetve a talajvízből kapillárisán vagy gőzdiffúzió útján felemelkedő vízmennyiség. Y7777777777777777777777777777777777^7777.: 77777, | Aktív Italajréteg ti • 4. ábra. Fedőréteg vízháztartási vizsgálatának elemei A számítás kezdeti időpontjára vonatkozó T n kiinduló értéket fel kell vennünk — a további időszakok kezdő értékei, mint a megelőző időszak végértékei a számításból adódnak. Ha a számunkra lényeges időszaktól elég távolról indulunk el, a kiindulási adat felvételénél elegendő durva becslésekre támaszkodnunk, mert a módszer önmagát javítja: ha túl nagy értéket vettünk volna fel, az ehhez tartozó nagyobb párolgás, esetleg elszivárgás a többletet fokozatosan feléli, ha a ténylegesnél szárazabb talajt vesznek fel a kisebb veszteségek az eltérést kiegyenlítik. Tavasszal indított számításoknál vízkapacitásig telített talajjal, kora őszi indításból általában közel holtvízig száradt talajjal számolhatunk. A C n csapadék felvételénél az időszak alatt mért értékeket alkalmazzuk, csak a hó alakjában leesett csapadékot kell az elolvadás időszakára áthelyezni. A P„ párolgás a lehetséges párolgást meghatározó meteorológiai tényezőktől és a talaj nedvességtartalmától függ. A P 0 párologtatóképesség közelítőleg a vízfelületek párolgásával vehető egyenlőnek, nyári időszakban esetleg a növényzetnek megfelelő korrekciós tényezővel javítható. A vízfelületek párolgását párolgásmérő kádak mért adatainak a kád méretétől és tengerszint feletti magasságától függő szorzótényezővel való javításával vagy meteorológiai adatokból [11] határozhatjuk meg. A párolgás és talajnedvesség összefüggésére különböző kutatók eltérő képleteket és grafikonokat javasolnak. Mint legegyszerűbbet — a Thornthivaite-féle feltételt fogadtuk el, mely szerint a vízkapacitásig telített talaj párolgása a lehetséges párolgással megegyezik, a holtvíztartalomig száradt talaj párolgása gyakorlatilag nulla, a kettő között a változás lienáris. Tehát ha T > VK P=P 0 ÍF-HV T ^ vk P — — P VK-HV A talajvíz felé E n elszivárgás csak akkor indul meg, ha a talaj nedvességtartalma a vízkapacitást meghaladja. Az elszivárgás teljes telítéshez tartozó lehetséges szélső értéke az altalaj áteresztőképességi együtthatójának ismeretében számítható. Az elszivárgás kötött talaj és telített fedőréteg esetén 3—15 mm dekádonként. A vízkapacitás és teljes telítés között itt is lineáris változást tételezhetünk fel. A lefolyás meghatározásánál a viszonylag lioszszúra választott időintervallum nem ad lehetőséget a rövid idejű heves csapadékokból eredő lefolyás becslésére, amikor a lefolyást nem a felső talajréteg telítettségi állapota, hanem az okozza, hogy a csapadék intenzitása meghaladja a felső talajréteg nyelőképességét. Az ilyen jellegű lefolyás — ami hegy és dombidéki területeken a mértékadó árvizeket okozza — síkvidéki vízgyűjtőkön általában jelentéktelen, mert a lassú összegyülekezés, a mikrodomborzati tározóterek feltöltődése lehetőséget ad a csapadék időtartamát többszörösen meghaladó idő alatti beszivárgásra. A táblázatos számítási módszer a tartós csapadékos időszak és tavaszi hóolvadás esetén keletkező belvízmennyiség becslésére alkalmas. A módszernél feltételezzük, hogy felszíni lefolyás akkor keletkezik, ha a folyamatosan vezetett vízháztartási egyenletből számított időszak végi vízkészlet meghaladja a lehetséges tárolókapacitást, azaz «+i >T„ és ebben az esetben a felszínen jelentkező lefolyásra alkalmas vízmennyiség éppen a többlettel egyenlő: Ln =T n + \ — T max, a következő idoszakot pedig a Tmax vagy helyesebben a talajvíz felé leszivárgó vízmennyiség átE lagával csökkentett Tmax értékkel kezdjük. Az 1. táblázaton a vizsgálatra számpéldát mutatok be. A táblázatos vízháztartási vizsgálatok módszerét a gyakorlat során több ízben alkalmaztuk.
