Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

5. szám - Bozán Csaba–Kőrösparti János: A talajvízjárás statisztikai vizsgálata a Békés–csanádi löszháton

257 A talaj vízjárás statisztikai vizsgálata a Békés-Csanád-i löszháton Bozán Csaba és Körösparti János Halászati és Öntözési Kutatóintézet, 5540. Szarvas, Anna-liget 8., bozancs@haki.hu, köröparti@haki.hu Kivonat: Kulcsszavak: 2001-ben indult a Halászati és Öntözési Kutatóintézetben a belvízképződését kiváltó természeti tényezők értékelésével foglalkozó kutatási téma. 2002-ben a vizsgálatokat a Békés-Csanádi löszhát területén folytattuk, melynek meghatározó részeleme a talajvíz és a belvíz kapcsolata volt. A belvizek képződésében nemcsak a csapadéknak van meghatározó szerepe. A szélsőséges nagy belvizek szoros kapcsolatban vannak az ún. földárja jelenséggel. A talajvízkutak viselkedésének (helyi időjárás dominanciája, földárja hatása) vizsgálatához meghatároztuk a kútadatsorok eloszlásfüggvényeinek csúcsosságát és ferdeségét A pozitív ferdeségü kutak esetén ugyanis a rétegvíznek lehet kiegyenlítő szerepe, míg a negatív ferdeségü kutaknál érvényesülhet a vizfeltörés. Kerestünk olyan elméleti eloszlásfüggvényt, amely jól illeszkedik az empirikus eloszlásra. így jutottunk el a Pearson DI elméleti eloszlásfüggvényhez, mely a kutak többségére jól illeszthető. belvíz, talajvíz, földáija, csúcsosság-, ferdeség-, illeszkedés-vizsgálat. 1. Bevezetés, célkitűzés A belvíz keletkezése bonyolult természeti folyamat. A fedőréteg vízháztartását befolyásoló helyről helyre változó és sokféle tényező igen szoros kölcsönhatásban, illetve keresztkapcsolatban van. Ezek a belvízképződésben akkor játszanak meghatározó szerepet, amikor adott helyen, adott időben, a legkedvezőtlenebb értékben jelennek meg (Orlóci és Schlegel 1967). A fölös vizek képződését kiváltó tényezőket alapvetően két csoportra bonthatjuk időbeni változékonyságuk alapján (Vajdai 1974, Pálfai 1994). Az állandó vagy alig változó tényezők sorába olyan jellemzők tartoznak (domborzat, talajtani adottságok, sekélyföldtani adottságok), amelyek meghatározzák egy adott terület belvízképződési feltételeit. Viszont azt, hogy az állandó feltételek által megteremtett belvízi veszélyeztetettségű területen mikor jelenik meg víztöbblet, az időben változó meteorológiai és hidrológiai tényezők együttes, kedvezőtlen állása határozza meg A 2002 évben a Halászati és Öntözési Kutatóintézetben FVM megbízás alapján foglalkoztunk a BékésCsanádi löszhát belvízképződését kiváltó természeti tényezőinek értékelésével. A vizsgálat meghatározó részeleme a talajvíz és a belvíz kapcsolata volt, mivel úgy véljük, hogy a belvízképződést befolyásoló változó tényezők közül mind elméleti meggondolások, mind pedig gyakorlati tapasztalatok alapján a talajvíznek meghatározó szerepe van. A talajvíz viselkedésére különös figyelmet fordítottunk, mivel a vizsgált területen évszázados tapasztalat utal arra, hogy a belvizek képződésében nemcsak a csapadéknak van meghatározó szerepe. A szélsőséges nagy belvizek szoros kapcsolatban vannak - a regionális kiteijedésű hidrogeológiai kapcsolatok miatt - az ún. földárja jelenséggel (Sümeghy 1942, Kreybig 1942, Rónai 1961, Pálfai 1981, 1983, 1986, Kiss 1989, 1990). 2. Adatok és módszer A Békés-Csanádi löszhát jellemzésére hosszabb ideje folyamatosan működő talajvíz észlelő állomások adatait használtuk fel, amelyek a VITUKI és a VÍZIG-ek adattárából származnak. Ezen irányelveket követve 26 db, a talajvízszintet 45 éve észlelő kút adatsorait fogadtuk el (1. ábra) A területen található mérőállomások száma jóval magasabb, mint amelyeket a vizsgálatba bevontunk, viszont megbízható statisztikai elemzésekre csak azok az állomások alkalmasak, amelyek viszonylag kis hiánnyal terhelve, legalább évtizeden keresztül változatlan észlelési feltételekkel működnek. Itt kell megjegyeznünk, hogy vizsgálataink során a legnagyobb problémát nem a hiányos adatsorok okozták, hanem az esetenként előforduló bizonytalan megbízhatóságú adatok. A statisztikai vizsgálatok elvégzését megelőzően a felhasználandó adatsorokat ellenőrzésnek vetettük alá, mivel az eloszlásfüggvények alkalmazhatóságának matematikaistatisztikai értelemben vett feltétele a függetlenség és az egyöntetűség (homogenitás). A talaj vízjárás sajátosságainak számszerűsítésére a leíró statisztikát alkalmaztuk s törekedtünk a terület talaj vízjárásának általános jellemzésére is, ezért trendvizsgálatot és különböző elméleti eloszlásfüggvények illeszkedését vizsgáltuk. A számításokhoz a Műszaki Hidrológia Programcsomag (MH), és a Microsoft Excel szoftvereket alkalmaztuk. 3. Előkészítő vizsgálatok A talajvízjárás egyes törvényszerűségeinek, a talaj vízállás különböző jellemző értékeinek statisztikai becslése, vagyis a matematikai-statisztika alkalmazása a rendelkezésre álló adathalmaz alapján lehetőséget nyújt az alaposabb vizsgálatokra (Csománé 1968). Az előkészítő vizsgálatok első lépése a függetlenség feltétele, miszerint az adatsor egymást követő elemei statisztikai értelemben semmilyen hatással nincsenek egymásra (Sváb 1973). A talajvíz idősorok esetén az idősor elemek egymástól való függősége, vagy függetlensége a vizsgált jelenség fizikai jellegéből következik (Goda és Zsuffa 1994). így például eldönthető, hogy az egymást követő havi középvízállások egymástól biztosan nem függetlenek, míg az egymást követő havi csapadékösszegek, illetve középhőmérsékletek biztosan függetlenek. Az adatsor homogenitása vagy egyöntetűsége viszont a további vizsgálatokat alapvetően meghatározza, mivel akkor tekinthetjük az adatsort egyöntetűnek, ha egyes részei ugyanolyan típusú és paraméterű eloszlás-függvénnyel írhatók le Az egyöntetűséget statisztikai próbákkal tudjuk ellenőrizni, ahol a statisztikai változók az éves középvízállások. Vizsgálatunkhoz a Szmirnov-Kolmogorov próbál alkalmaztuk, mely nagyobb elemszám esetén a legmegbízhatóbb eredményt adja (Goda és Zsuffa 1994). Az adatsort két azonos elemszámú részmintára bontottuk, amelyekre megszerkesztettük az empirikus eloszlásfüggvényeket. A két függvény közötti legnagyobb különbségből határoztuk meg az egyöntetűség valószínűségét. így külön tudtuk választani azokat az adatsorokat, amelyek a homogenitás hipotézisének megfelelnek (7. táblázat, 2. ábra), illetve azokat, amelyek részben vagy egyáltalán nem felelnek meg (i. ábra)