Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
2. szám - Gribovszki Zoltán–Kalicz Péter–Szilágyi József: Napi periódusú ingadozás a hidrológiai jellemzőkben
23 Napi periódusú ingadozás a hidrológiai jellemzőkben Gribovszki Zoltán 1' 2, Kalicz Péter 1, Szilágyi József 2 'Nyugat-Magyarországi Egyetem, Geomatikai, Erdőfeltárási és Vízgazdálkodási Intézet, 9400. Sopron, Bajcsy Zs. u. 4., JBp. Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111. Budapest, Műegyetem Rkp. 3 Kivonat: A hidrológiai jellemzőkben (pl. talajvízszint, vízhozam) észlelhető napi periódusú ingadozás kevéssé vizsgált jelenség, annak ellenére, hogy számos fontos információ forrása lehet. Az ingadozás okai sokfélék lehetnek: a fagyás-olvadás hatásai mellett, a trópusokon naponta rendszeresen megjelenő csapadékok, a vízfolyás medrének hőmérséklet hatására jelentkező hidraulikus vezetőképesség változása épp úgy az ilyen periodikus változás oka lehet, mint a vegetáció napi ciklusú vízfelvétele. Mivel az okozó hatások közül az egyik legjelentősebb és legjellemzőbb a mi klímánkon a vegetáció vízfogyasztása ezért e típus vizsgálatának történetét időrendben áttekintjük. Ezen kívül kitérünk a felszín-közeli talajvízszinttel rendelkező területeken a talajvíz napi periódusú járása és a vízfolyások vízhozamában jelentkező napi fluktuáció alapján helyi vagy vízgyűjtő szintű talajvíz evapotranszspirációt számító eljárások bemutatására és rendszerezésére. Mivel ezek az eljárások általában kevés paramétert igényelnek, egyszerűek és rövidebb időtávon belül (pl. órás) is viszonylag pontos talajvíz evapotranszspiráció értéket szolgáltatnak, méltán felveszik a versenyt a rövid távon pontos, de sok paramétert igénylő mikrometeorológiai módszerekkel, épp úgy, mint a kis paraméterigényű (pl. csak hőmérséklet), de rövid távon pontatlan robosztus eljárásokkal. Kulcsszavak: napi periódusú fluktuáció, talajvíz, alap-vízhozam, evapotranszspiráció. 1. A napi periódusú változás jellemzői A talajvízjárás és a lefolyás rövid periódusú változásának vizsgálata csapadékmentes időszakokban kevéssé kutatott téma a világban. A következőkben rövid áttekintést adunk a témával kapcsolatos vizsgálatokról. A jelenségek vizsgálatakor kiemelt figyelmet fordítottunk a 24 órás periódusidejű változás elemzésére. A talajvíz és a lefolyás időbeli változatosságában a hosszú- (több éves vagy éven belüli változékonyság) és a rövid periódus-idejü (pl. a napi periódus) változásokat különböztetjük meg. Az éves periódusú változásnál az ökoszisztéma éves ökológiai ritmusáról beszélnek. Míg az évszakos változások jellemzőinek vizsgálatával a különböző szakcikkek sora foglalkozik és a hidrológiai szakkönyvekben is hosszasan taglalják ezt a jelenséget, addig a talajvíz-járás és az alap-vízhozam rövid periódus-idejü (pl. napi) lefolyás-jellemzőiről irodalmat a szakkönyvekben alig találunk. Például Baumgartner-Liebschner (1990) csak egy rövid bekezdést szentel a kérdésnek, ahol a jelenséget a levegő-hőmérséklet változásával magyarázza. Ez a megfigyelés a Harz-hegységbeni kísérleti terület eredményeihez kapcsolódik (Delfs et al. 1958). A "Hidrológia alapjai" c. szakkönyv (Dyck and Peschke, 1995 in Pörtge 1996) második kiadása ír le, a Szászországi Werner-patak vízgyűjtőjén észlelt, napi periódusú lefolyás-változást. Hewlett (1984) "Az erdészeti hidrológia alapelvei" című munkájában említi a jelenséget egy bekezdés erejéig, és okának már az evapotranszspirációt adja meg. Lee (1980) "Erdészeti hidrológia" című tankönyvében említi a talajvízben jelentkező szignált és a White (1932) módszert be is mutatja, de részletesebben nem elemzi a problémát. Az evapotranszspiráció talajvízre gyakorolt hatásának tárgyalásánál elemzi Dingman (2002) a napi ritmusú talajvízszint-változást és írja le a White-féle eljárást, mint az evapotranszspiráció meghatározásnak egy módszerét a felszín-közeli talajvizü területeken. A témával több munkájában foglalkozott Pörtge (1996), aki a rövid periódusú változások közül szintén a napi periódus-idejü lefolyás-változást vizsgálta behatóbban. A hazai szakkönyvek közül V. Nagy (1965) és Juhász (2002) említi a talajvíz napi ciklusú járását, mindketten Ubell (1960) a VITUKI kecskeméti kísérleti telepén végzett méréseire hivatkoznak. Az ingadozást a talajhőmérséklet napon belüli hullámzásához kapcsolják, és okának kizárólag a talaj levegő abszolút páratartalmában, a párolgás és kicsapódás folyamatai miatt bekövetkező változásokat tekintik. A talajvízszintekben jelentkező napi ciklusú változás megjelenését előbbi szerzők a vegetációs időszakhoz kötik, és csak a felszín közeli talajvizeknél veszik jellemzőnek. Más hazai szakkönyvekben (pl. (Németh 1954; Stelczer 2000; Szesztay 1972; Zsuffa 199699)) nem is találtunk említést a problémáról. A szakcikkek esetében, különösen napjaink irodalmát áttekintve más a helyzet. A közelmúltban már egyre több cikk jelenik meg, melyek a hidrológiai jellemzőkben bekövetkező napi ciklusú változás alapján igyekeznek magyarázni és számszerűsíteni bizonyos vízháztartási jellemzőket. Erre vonatkozóan a következőkben rövid ismertetést adunk. A lefolyásban jelentkező napi periódusú ingadozás Pörtge (1996) szerint csak kis-vízgyüjtőkön (kb. 40 km 2 nagyságig) kisvízi időszakban tapasztalható, és csak a rajzoló vízmércével rendelkező állomásokon mérhető értékelhető formában. A jelenség ritkábban magában a vízfolyás medrében vizuálisan is felismerhető. LundquistCayan (2002) vizsgálatai szerint azonban a napi periódusú hullámzás több ezer krrf-es vízgyűjtő-nagyságnál is tapasztalható. A napi periódusidejű hullámzás nagyobb vízgyűjtők lefolyásában való megjelenést igazolják Troxell (1936) és Meyboom (1964) korábbi vizsgálatai is, ahol a jelenséget 40 km 2-nél jóval nagyobb vízgyűjtőkön elemezték. A tény, hogy a napi periódusú talaj vízjárásnak és vízhozam változásnak, a korábbi tudományos irodalomban csak igen kevés figyelmet szenteltek, azon alapulhatott, hogy az általa képviselt mennyiségi változás vízgazdálkodási szempontból alárendelt jelentőségűnek ítélt. Ehhez járult még az a tényező, hogy e jelenség sokszor egyszerűen ismeretlen volt a mérést végző számára. Közvetlenül a mederben sokszor alig felismerhető a napi ciklusú vízszint-változás, a rajzoló nélküli vízmércéken és a régi típusú, nem megfelelő érzékenységű rajzolókon pedig ritkán kimutatható. A kimutathatóság korlátját jelentette a hidrológiai gyakorlatban a lefolyási adatok gyűjtésénél alkalmazott napi vagy a talajvízszintek észlelésénél használt heti egyszeri észlelés, amellyel lehetetlen érzékelni ezeket a napi ciklusidejü változásokat. A jelenlegi korszerű digitális adatgyűjtő eszközök robbanásszerű fejlődésével egyre több lehetőség adódik
