Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
4. szám - Móricz Norbert–Gálos Borbála–Gribovszki Zoltán: Az erdők intercepciójának mérési és modellezési lehetőségei
42 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2009. 89. ÉVF. 4. SZ. f I 3 Szabadtéfi csapadék |mm) Szabadtéri csapadék (mm) 7. ábra: A csapadék - állományi csapadék intercepció kapcsolat elvi vázlata (Kovács 1974 és Kucsara 1996 nyomán) dék, valamint a párolgás üríti. Lecsepegés akkor történik, amikor a lombkorona tározó kapacitását túllépi az aktuálisan tározott vízmennyiség. Ennek egy kis hányada törzsi lefolyás. Az áthulló csapadék a szabadon áthulló és az állományról lehulló víz összege lesz. A törzstérben található víz részben törzsi lefolyást alkotja, részben pedig elpárolog (Dingman 2001). Korona párolgás (E) Szabadtéri csapadék (R) Törzsi párolgás (E,) Korona input 1 -(p-pM E={ 'S E —,C <S Közvetlenül atesö csapadék pR Törzs input P,R E,.C>S Lecsepegő csapadék D= D f rap[<&(C-S>] _L -—L Atesö csapadék Törzsi lefolyás Az ábrapár szerint, ha nincs nedvesedési veszteség, akkor a csapadék egésze eléri az avartakarót. Ez az 1. jelű egyenes. Ha feltételezzük, hogy teljes a vegetációs borítottság, akkor a csapadék csak a tározó feltöltése után kerülhet a talajra. Ez a 7. jelű vonal 2. jelűig tartó szakasza, onnét pedig a 2. jelű vonal. A tényleges kapcsolatot egy, a kettő közé eső görbe írhatja le (3.,4.,5.,6. számú görbék). A valóságban nincs teljes záródás, így a csapadék egy része közvetlenül éri el a talajt, amit egy fedettséggel arányos hajlású görbével lehet figyelembe venni. Kovács (1974) a csapadék és az intercepció közötti kapcsolat matematikai modelljét az alábbi egyenlet segítségével írta fel: E m = S{\— 1 ) (1+ -)" Sn E s u= intercepció (mm), P = szabadtéri csapadék (mm), S = a vegetáció által a felületén tárolt csapadék (mm), n =a kapcsolati vonal görbültségét kifejező paraméter. Az n paraméter segítségével az állományi és a meteorológiai viszonyok sokfélesége érvényesíthető, amely egyben a függvény plasztikusságát is biztosítja. A függvény egy görbesereget ír le. Összefoglalva: a regresszió-analízis előnye a fizikai alapú modellekkel szemben, hogy nem igényel nagyszámú mért paramétert, viszont hátránya, hogy az eredmények általában csak nehezen vihetők át másik vizsgálati helyre és nem alkalmasak felszínborítás változás hatásának szimulálására (Dingman 2001; Führer 1984). Fizikai modellek A fizikai modellek pontosabb fizikai megalapozás segítségével csökkentik az empirikus modellek gyengeségeit. Viszont gyakoribb (pl. órás) szabadtéri és állományi csapadékmérést, és a párolgás meteorológiai alapú meghatározását igényelik (Ward 1975). Az egyik legismertebb fizikai modellt Rutter (1971) fejlesztette ki (£. ábra). A modellben az állomány két fontos tározási egysége a lombkorona és a törzsek tározófelülete. A beérkező csapadék három lehetséges irányba mehet (Valente et al 1997): - Szabadon áthulló csapadék (a vegetáció érintése nélkül ér földet), - Lombkorona bevétel, - Törzstér bevétel. A modell egy napi léptékű vízmérleget készít a lombkoronára (levelek és ágak) és a törzsfelületre. A lombkorona tározási részét az eső tölti fel és a lecsepegő csapa8. ábra: A Rutter model folyamatábrája (Valente et a! 1997 nyomán) p -Közvetlenül áthulló csapadék; p, -Törzsi lefolyást elosztó koefficiens; S - Korona tározási képessége; S t- Törzs tározási képessége E - Korona párolgási rátája; E, - Párolgás a törzsekről; E p - Potenciális párolgás; b - Empirikus koefficiens; C - Aktuális korona tározási kapacitás; C, - Aktuális törzs tározási kapacitás; R - Szabadtéri csapadék; D - Csepegési ráta; D, - Empirikus paraméter Ha az állományon lévő víz mennyisége (C) meghaladja a tározási kapacitást (S), akkor a potenciális párolgás a Penman-Monteith egyenletnek megfelelően alakul (Valente et al 1997). Ha a tározás kisebb, mint a tározási kapacitás, akkor a párolgás a kettő arányának (C/S) megfelelő mértékben redukálódik, mivel feltételezi, hogy a törzs vagy a korona részben száraz. A modell órás csapadék-adattal működik, és figyelembe tudja venni különböző fafajok eltérő intercepciós veszteségét, lombos és lombtalan állapotot valamint a törzsről történő párolgást. A modell érzékenységét a fontosabb paraméterekre Rutter-Morton (1977) vizsgálta. Az eredmények alapján a modell a tározási kapacitásra kevésbé, a párolgásra viszont jobban érzékeny. Gash analitikus modellje a Rutter modell egyszerűsítése során alakult ki. Az intercepciós víz párolgásának két fő faktorát határozta meg:
