Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)

6. szám - Déri József: A vízgyűjtőterületi növénytakaró-változás hatásai a tápanyagok kimosódására

D

ERI J.: A vízgyűjtőterületi növénytakaró-változás hatásai 325 és a talaj pH értéke. A vizsgált vízgyűjtőterületeken a pH értékek változási tartománya az alábbiak szerint alakul: — csapadék: 4,5 pH 4,8 — talajok: 6,0 pH 8,0 — felszíni vizek: 7,3 pH 8,4 A vizsgált vízgyűjtőterületek pTí-értókeinek a figyelembevételét a jelen kutatás keretében nem irányoztuk elő. Tervezzük hogy ezt a tényezőt külön tanulmányban fogjuk vizsgálni, feltételezve, hogy az hozzájárul a következőkben ismertetésre kerülő eredmények pontosabbá tételéhez. Yízgyűjtőterületi hatásfüggvéiiyek A tanulmány célkitűzésének megfelelően a következőkben bemutatjuk azokat a hatásfüggvényeket, amelyek a vízgyűjtőterületi növénytakaróváltozás néhány hidrológiai és vízminőségi hatásának a becslésére alkalmasak. Ezek a függvények viszonylag nagyszámú hatótényezők figyelembevételét teszik lehetővé, de elhanyagolásokat is feltételeznek. Figyelmen kívül hagytuk például a csapadék és a hőmérsékletváltozás hatásait. A vízgyűjtőterületekről lefolyó víz, valamint a kimosódó növényi tápanyag és szennyezőanyag mennyiségének alakulásában a csapadékjárás (aszályos és vízben gazdag év), továbbá a hőmérséklet (hideg- és melegnyarú óv) egyaránt szerepet játszik. Ennek a ténynek a szemléltetése érdekében egy kiválasztott vízgyűjtőterületre (Zalára) vonatkozó tízéves (1974—1985) megbízható mérési adatsorok felhasználásával korreláció-számításokat végeztünk. Ezek alapján a következő megállapításokat tesszük: a vízfolyás által szállított összes nitrogén (N), illetve összes foszfor (P ) évi átlagos koncentrációja (g/m

3) és az évi csadapókösszeg (mm) közti nem lineáris kapcsolatot nem szignifikáns negatív korrelációs tényező jellemzi. Az N, illetve a P évi átlagos koncentrációja és az évi átlagos lóghőmórséklet közti kapcsolat nem szignifikáns pozitív korrelációs tónyezóvel jellemezhető.jEbbőlazkövetkeztethető,hogya nagy koncentrációjú növényi tápanyagterhelós általában az aszályos, meleg években alakul ki. A következőkben bemutatásra kerülő növényborítottsági hatásfüggvónyek az átlagos csapadékjárású ós hőmérsékletű évre vonatkozó vízhozam, N és P becslésére alkalmazhatók. Az átlagostól eltérő évekre érvényes értékek meghatározási módszerének a kidolgozásával a jelen tanulmány nem foglalkozik. Növényborítottság-vízhozam hatásfüggvény A többváltozós nem-lineáris regresszióanalízis módszerének az alkalmazásával, az 1. táblázatban összefoglalt alapadatok felhasználásával meghatároztuk az alábbi hatásfüggvény illesztési paramétereit : 0 = 0,015 $°'

6

9expX x(l,77 ^— 5,08 3,05(1) ahol: Q = sokévi átlagos felszíni vízhozam, m

3/s S = vízgyűjtőterület, km

2 Sj =szántott terület, km

2 Sj = erdőterület, km

2 S

3 =rót ós legelő terület, km

2 S SS^Sj+SJ l.ábra. A vízgyűjtőterületi növényborítottsági arányváltozás hatása az átlagos évi vízhozamra Az (1) jelű hatásfüggvényt +0,954 értékű korrelációs tényező jellemzi. Ez a függvénykapcsolat tovább javítható az urbanizált területrészek, valamint az egyes vízgyűjtőterületekre jellemző sokévi átlagos csapadékösszegek figyelembevételével. Feltételeztük, hogy ezek az említett tényezők a jelen vizsgálatban figyelmen kívül hagyhatók és ez nem befolyásolja az elsődleges feladatnak a teljesítését, nevezetesen a különböző típusú növényborítottság felszíni lefolyásra gyakorolt hatásának a feltárását. A függvény jellegének a szemléltetésére az 1. ábra szolgál. A vízgyűjtőterületi növényborítottság-változások felszíni lefolyásra gyakorolt hatásának a vizsgálatát S = 3000 km

2 nagyságú vízgyűjtőterületre dolgoztuk ki. Az 1. ábrán feltüntetett görbe jól szemlélteti azt, hogy a rét és a legelőterületek növekedésével együttjáró erdőterületcsökkenés számottevő mértékű felszíni vízhozamnövekedést okoz. Szembetűnő az is, hogy a vízhozam (lefolyás)növekedés meggyorsulása akkor válik erőteljessé, amikor a rét és a legelő terület aránya nagyobb lesz a teljes vízgyűjtőterület 60—70%-ánál. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy 30—40%-nál kisebb erdőborítottság esetén az átlagos évi vízhozam ugrásszerűen megnövekszik, amiből többek között az következik, hogy ebben az esetben a területi lemosóhatás, a területi vízerózió mértéke is ugrásszerűen megnő. Növényborítottság—összes nitrogénhozam hatásfüggvény Az 1. táblázatban összefoglalt alapadatok felhasználásával kísérletet tettünk a hidrológiai, a geomorfológiai és a vízminőségi tényezők közötti kapcsolat feltárására. Az előbbi fejezetben leírtakhoz hasonló többváltozós nemlineáris összefüggés-