Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)

3. szám - Harkányiné Székely Zsuzsanna: Az éghajlati vízellátottság kérdéseinek vizsgálata térinformatikai módszerrel

HARKÁNYINÉ SZÉKELY Zs. Az éghajlati vizdlátotlsáji 187 A talaj nedvességtartalmának (w) számításához a Dunay-féle modell szolgált alapul (Dimay, 1989; Tölgyesi, 1993) (2. táblázat) A Dunay-féle mcxiell szerint a csapadékvíz teljes terjedelmében a talajba szivárog, felszíni lefolyás és oldalirányú vízmozgások nincsenek. Ha a talajszelvénybe a szántóföldi vízkapacitást meghaladó mennyiségű nedvesség kerül, a fölösleg gravitációs leszivárgással a mélybe távozik A talajszelvény azonos a címben megfogalmazott aktívan evapotranspiráló talajréteggel Utóbbit egy őszi be takar itású egynyári növény vegetációs ciklusa^ alapján értelmezi a modell: Októbertől áprilisig a talaj legfelső 20 cm-es rétege az aktív zóna, majd a következő hónapokban a gyökerek egyre mélyebbre hatolásával az aktívan evapotranspiráló réteg is egyre mélyebbre nyúlik le, így augusztusban szeptemberben már a 0 és 100 cm közötti réteget értjük alatta. Kapilláris úton megjelenő vízbevétel nincs, ellenben gőz formájában fölfelé és lefelé is lehetséges nedvességmozgás. Dunay szerint ez csak akkor számottevő mértékű, ha a talaj függőleges irányú hőmérsékleti gradiense egyező előjelű a nedvességi gradienssel, ekkor a gőzszállítás mértéke arányos a gradiensek nagyságával. A modell a talaj hőmérsékleti gradienseit az átlagos szezonális változások alapján veszi figyelembe, ebben tehát nem támaszkodik aktuálisan mért értékekre Felhasználja viszont az aktuális léghőmérséklet, légnedvesség és csapadékmennyiség értékeket; ezeken kívül pedig szükséges a talaj maximális diszponibilis víztartalmának (a diszponibilis vízkapacitásának) az ismerete is. A modell alapgondolata az, hogy a felsorolt feltételek esetén - azonban a gravitációs leszivárgást, illetve gőzdiffúziót első közelítésben figyelmen kivül hagyva - a talajszelvény fV nedvességtartalmának [2] időpontban fennálló értéke [W2] egyszerűen előállítható a ET ET 1 + 5 2.5-5X (2) W2 = W\ + P-ET (1) (Az ET/Et

0 arány ugyanis gyorsabban változik X függvényében a közepes értékeknél, mint a szélsőséges X értékek tartományaiban.) Et

0 meghatározására a Dunay Posza Varga-Haszonits féle közelítő formulát alkalmazza a modell: 100 -U ET= / (3) formában, ahol P és ET az (1) és (2) időpontok közötti csapadékmennyiség, illetve tényleges párolgás. Mivel ET közvetlenül nem mérhető, ennek jól megválasztott modellezése elengedhetetlen a feladat megoldásához. Tapasztalatok szerint a tényleges és a potenciális párolgás aránya (ET/Et

0) megközelítőleg azonos a talajszelvény tényleges diszponibilis víztartalmának a diszponibilis vízkapacitáshoz viszonyított arányával [A], Ez utóbbi tényező, amelyet relatív talajnedvességként is szokás emlegetni (Bussay, 1995), a növényi vízellátottság fő meghatározója. Más faktorok (pl relatív légnedvesség, intercepcióval felfogott víz) csak kis mértékben módosítják a relatív talajnedvesség hatását a vízellátottságra. (Más kérdés, hogy különböző növényfajoknak, és azonos növényeknek is a különböző fenofázisokban, más-más relatív talajnedvesség értékek a legkedvezőbbek.) A definíció értelmében, ha a talaj a szántóföldi vízkapacitás értékéig telített nedvességgel, akkor X = 1, ha pedig csak a holtvíztartalom van benne, akkor X - 0. A párolgás-számításnál Dunay felhasználja, hogy ET/Et

0 értéke X-hzz hasonló, és olyan formulát alkalmaz, amely árnyaltabban aknázza ki e paraméterek fizikai kapcsolatát: 200 -U ahol U a százalék egységben kifejezett relatív nedvesség, t a °C egységben kifejezett hőmérséklet (napi közepek); Et

a pedig a mm-ben kifejezett potenciális párolgás (napi összeg). ET, azon keresztül pedig a W2-W1 számítása innentől egyszerűnek tűnhet, hiszen valamennyi változó ismert, vagy kiszámítható. További bonyodalmat okoz azonban, hogy az aktívan evapotranspiráló talajszelvény nem tekinthető egységesnek abban a tekintetben, hogy az aktuálisan lehullott csapadékból milyen időbeni késleltetéssel és mennyi víz érkezik le a szelvényen belüli, különböző mélységben elhelyezkedő rétegekbe. Hasonlóan, a leszivárgást sem helyes egyetlen vastag talajszelvényre értelmezni (egyes rétegekben lehetséges túltelítettség abban az esetben is, ha a teljes talajszelvény nedvességtartalma kisebb, mint a szántóföldi vízkapacitás). A felsoroltakon kívül nehezíti ET meghatározását az a körülmény is, hogy az időtartam alatt, amire ET vonatkozik, X általában nem állandó, és változása - egyéb tényezőkön kívül - éppen £T-től függ. Dunay mérési tapasztalataira alapozva határozta meg a talajszelvényen belül megkülönböztetendő talajrétegek számát, és vastagságukat, valamint a csapadékvíz leszivárgásában jelentkező időbeni késleltetések mértékét. A modellbe P-nek és Et

0-nak napi értékeit vezetik be, és az egyes talajrétegek nedvességtartalmának változásait pentád ciklusokban (pontosan: 5 naponta 2 alkalommal) határozzák meg. A modellben alkalmazott összefüggések ismeretében lehetségessé vált a négy megfigyelőállomás relatív talajnedvesség-idősorainak előállítása, ha nem is az eredeti pontossággal, hiszen míg az összefüggéseket napi, ill pentád értékekre dolgozták ki, addig a birtokunkban lévő adatsorok csupán havi adatokat tartalmaznak. Feltételezhető azonban, hogy a (2) összefüggés havi értékekre is elfogadható pontossággal teljesül. A leírt modell - és ezzel együtt a vásárolt adatbázison alapuló talajnedvességszámítás - alkalmazhatóságának, sajnos, súlyosabb korlátai is vannak: a.) A modell alkalmaz megkülönböztetést a talajok vízkapacitásai szerint, de nem veszi figyelembe a különböző vízelnyelő-képességekből adódó eltéréseket. Mint arra Várallyay (1987) rámutat, a vízelnyelő képesség és a leszivárgási sebesség értékei még hasonló talajfajták esetében is széles határok között változhatnak, különböző anyagú és szerkezetű talajokat vizsgálva pedig több nagyságrendnyi különbségek is előfordulnak. Ebből pedig az következik, hogy az itt leírt modell által szolgáltatott relatív talajnedvesség értékek közvetlenül csak bizonyos ta-