Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)
4. szám - Domonkos Péter: Vízháztartási modell alkalmazása a mezőgazdasági területek természetes vízellátottságának jellemzésére
215 Vízháztartási modell alkalmazása a mezőgazdasági területek természetes vízellátottságának jellemzésére Domonkos Péter Országos Meteorológiai Szolgálat, 1525. Budapest, Pf. 38. e-mail: domonkos.p@met.hu Kivonat: A Szerző az Országos Meteorológiai Szolgálatnál új vizháztartási modellt fejlesztett ki A modell figyelembe veszi a talajfelszín mentén és a talajban zajló, a természetes vizellátottságot számottevő mértékben befolyásoló folyamatokat A modell már igen csekély bemenő információ megléte esetén is működtethető. Teszt vizsgálatokkal igazoltuk, hogy a modell alkalmazása az éghajlati és agrohidrológiai ismeretinkkel összhangban álló eredményekre vezet Természetesen több és részletesebb időbeni felbontású meteorológiai információ, továbbá a tala jnedvesség mozgását meghatározó talaj fizikai jellemzők ismeretében a modell hatékonysága lényegesen javítható. Kulcsszavak: meteorológia, vízháztartás, mezőgazdaság Bevezetés Valamely mezőgazdasági terület vízellátottságának jellemzéséhez általában a táj földrajzi adottságait és a termesztett növény vízigényét szükséges figyelembe venni. Tekinthetjük azonban a vízellátottságot úgy is, mint a táj természeti potenciálját. Ebben az esetben az aktuális növénytípus és agrotechnika specifikus hatásait nem vizsgáljuk. A feladat még ez utóbbi megközelítésben is igen bonyolult. Sokféle meteorológiai elem, a domborzat, valamint a talaj fizikai és kémiai tulajdonságai együttesen befolyásolják a természetes vízellátottság alakulását. A sokféle, térben és időben általában nem homogén tényező teljesen korrekt figyelembe vétele megoldhatatlan, ezért a gyakorlatban közelítő módszereket alkalmazunk. Szinte megszámolni is nehéz, hányféle a természetes vízforgalom komponenseinek, ill. a vízellátottság alakulásának becslésére alkalmas módszer került már kidolgozásra vagy tényleges alkalmazásra (Szász, 1988, Varga-Haszonits, 1983; Kozmáné és mts. 1995, stb.). Amikor nagyobb térségek vízforgalmának komponenseit becsüljük, általában megelégszünk az igen egyszerű, kevés bemenő információt igénylő módszerek alkalmazásával. Kiteijedtebb területek esetében többnyire lényegesen jobban ismeijük az éghajlati tényezők aktuális értékeit, mint a térben nem ritkán szeszélyesen változó talaj-tulajdonságokat. Ez az egyik magyarázata annak, hogy a talaj tulajdonságait nem tartalmazó aszály indexek és más egyszerű formulák alkalmazása kifejezetten ajánlott az ilyen típusú feladatok megoldására A másik lényeges ok, hogy nagyobb időegység (hónap, évszak, stb.) átlagában néhány meteorológiai elem (csapadék, hőmérséklet, sugárzás, stb.) alakulása nagy mértékben meghatározza a (nem szélsőséges tulajdonságú domborzati, ill. talaj viszonyok esetén fennálló) természetes vízellátottságot. E módszerek viszonylag könnyen és gyorsan alkalmazhatók, eredményeik jól áttekinthetők és sok esetben kielégítők (Bussay és mts. 1999; Pálfai és mts. 1999; Domonkos et al, 2001). Kívánatos azonban, hogy a gazdálkodók számára az 1 hónaposnál nagyobb időbeni sűrűségben és részletességgel is szolgáltassunk ínformációt (Szalai és mts., 2001). Ebben az esetben a talajnedvesség változásainak nyomon követése fokozott jelentőségű Hogyan lehetséges ez korlátozott mennyiségű bemenő információ esetén? Az alábbiakban az Országos Meteorológiai Szolgálatnál e témában végzett fejlesztő munka eddigi eredményeit ismertetjük. A bemutatásra kerülő módszert azzal a kiegészítéssel ajánljuk a hazai sík vidéki mezőgazdasági területek természetes vízellátottságának becslésére, hogy reményeink szerint a modell nagyvonalúan kezelt részletei közül a jelentékenyebb hatásúak interdiszciplináris együttműködés keretében kerülnek majd további fejlesztésre, pontosításra A jelölések magyarázata E - tényleges evapotranszspiráció (mm) Ei - növény felületén tárolt víz párolgása (mm) Em - hó/jég borítás olvadékvizének párolgása (mm) Es - hó/jég borítás párolgása (mm) I - intercepció (mm) Iw - növény felületén tárolt víz mennyisége (mm) K - vízvezető képesség (m/s) P - csapadékmennyiség (mm) P0 - effektív csapadékmennyiség (mm) Ps - szilárd csapadék víztartalma (mm) PE - potenciális evapotranszspiráció (mm) PE0 - effektív potenciális evapotranszspiráció (mm) R - felszíni lefolyás (mm) S - talajnedvesség (mm/20 cm) Sa - relatív talajnedvesség (mm/mm) Sm - maximális vízkapacitás (mm/20 cm) Sf- szántóföldi vízkapacitás (mm/20 cm) Sw - hervadáspont (mm/20 cm) T- léghőmérséklet (°C) es - telítési gőznyomás (hPa) fd - gradiens-csökkenés sebessége g - gravitációs erő h - relatív légnedvesség (%) j - talajréteg sorszáma m - hó/jég borításból keletkező olvadékvíz (mm) n - naptári nap éven belüli sorszáma pF- talajnedvesség kötöttsége (log l 0[hPa]) rt - gyökér-hatékonyság sn - hó/jég borítás víztartalma (mm) t- idő z - függőleges koordináta Bemenő információk Csupán három meteorológiai elem - csapadékmennyiség, léghőmérséklet és relatív légnedvesség - napi értékeinek ismerete szükséges a modell működtetéséhez. Homogén, jó minőségű, vályogos talajt feltételezünk, 220 mm/m diszponibilis vizkapacitással. A számításokhoz egy „munkanövény" gyökérhatékonyságának szezonális és mélység szerinti változásait alkalmazzuk. E munkanövény egy egynyári, őszi betakarítási növény átlagos tulajdonságait hivatott közelíteni. Természetesen, az önkényesen rögzített paraméter értékek könnyen becserélhetőek valódi, konkrét területre jellemző értékekkel. Bővebb, részletesebb bemenő információ biztosítása esetén a modell egyes szegmensei pontosabb számítási módszerekkel helyettesíthetőek. Szándékosan adjuk közre a modell működésének leírását olyan formában, amelyhez gyakorlatilag az ország minden részéből könnyen beszerezhetők a szükséges bemenő információk.
