Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)
1. szám - Patay István–Montvajszki Márk: Belviztestek matematikai modellezése
45 Belvíztestek matematikai modellezése Patay István - Montvajszki Márk Szent István Egyetem, Víz és Környezetgazdálkodási Kar, Műszaki és Vízgazdálkodási Intézet, H-5540. Szarvas, Szabadság u. 1-3. patay@szv.tsf.h u, montvajszki.markffl mvk.tsf.hu Kivonat: A belvízkárok nagyságrendje miatt minden olyan megoldás hasznos lehet, amellyel a károk mérsékelhetők. Bizonyos esetekben a keletkezett belvízfolt csak akkor tűnik el, ha a víz elpárolog. A belvíztestek eltűnését meggyorsíthatjuk, ha a természetes párolgást elősegítjük úgy, hogy a párologtató szabad vízfelszínt megnöveljük. Erre alkalmasak lehetnek olyan ipari textíliák, amelyek a kapilláris hatást felhasználva megemelik a vizet és nedves felületükről intenzíven adják le a levegőnek. Kulcsszavak: belvíz, párolgás, matematikai modell. Bevezető A Kárpát-medence sajátos vízgazdálkodási problémája a visszatérően megjelenő belvíz jelensége. A belvíz valamely (vízgyűjtő) terület felszínén, vagy a felszín közeli képződmények/termőtalaj hézagjaiban megjelenő többletvíz, amely a növényzet fejlődését akadályozza, illetve az emberi építményeket károsítja (Rakonczai J. et al. 2001). A hullámos felszínű mezőgazdasági területeken általában az ún. összegyülekezési típusú belvízfoltok jelennek meg, amikor a felszínre érkező víz (többnyire csapadék) lefolyását és/vagy talajba szivárgását valamely átmeneti vagy tartós ok akadályozza. Az ártereken magas vízállás esetén fordul elő a feltörőfelszivárgó típusú belvíz, amely a felszín alatti vízrétegek nyomásviszonyai alapján kerülnek a talajra. Magyarországon a belvíz által veszélyeztetett terület mintegy 44 ezer km 2, az ország területének 47 %-a (Bíró et al. 1999). A belvizek elsősorban a mezőgazdaságban okoznak súlyos károkat, amelyek alapvetően két részre oszthatók. Közvetlen kárként a termés mennyiségének csökkenését, minőségének romlását, a tenyészidő módosulását, stb. értelmezzük. Közvetett kár a talajszerkezet romlása, a talaj tápanyag-készletének csökkenése, a talaj betömörödése, a talajélet aktivitásának csökkenése (Petrasovits és Vajdai, 1982). A belvizek keletkezése, az elöntés nagysága, tartóssága, valamint gyakorisága véletlenszerű hidrológiai események és jelenségek sorozatának a következménye (Pálfai 1. 1994). A belvizek kialakulásában szerepet játszó, a térben viszonylagos állandóságot mutató jellemzők: a fedőréteg (termőtalaj) vízvezető képessége, maximális tározókapacitása, a felszín konvexitása, a mikro vízgyűjtők nagysága, a talajvízszint mélysége és a földhasználat. A belvizek kialakulása három jellegzetes időszakhoz köthető: a téli-tavaszi (december-április), a nyári (május-augusztus) és az őszi (szeptember-november) időszakhoz (Rakonczai J. et.al. 2001). A mezőgazdaság számára mindhárom időszak veszteségek forrása, azonban a legnagyobb károk okozója a nyári belvíz, amikor a víztöbblet a szinte beérett termést veszélyezteti. Magyarország szántóterületének 25 %-a mély fekvésű, sík terület, ahol a víz lefolyására/levezetésére nincs mód. Az 5 millió ha 10-15 %-át sűrűn, gyakran évente felszíni víz borítja. A vízborított terület éves átlagban kb. 130 ezer ha, a borítás időtartama 2-4 hónap (Tomor T. et al, 2007). A mezőgazdaság mellett gyakran a települések is súlyos károkat szenvednek a belvíz következtében. A mély fekvésű, csatornázatlan településrészeken elsősorban az épületkárok a jelentősek, de veszteségforrás a háztáji földeket, kerteket időlegesen elborító belvíz is. Egy-egy belvizes időszakot követően a kárfelmérések gyakran több tíz milliárd forintra rúgnak. A belvíz elleni küzdelem sajátossága, hogy a megelőző védekezésre korlátozottak a lehetőségek, a hatásos, többnyire műszaki jellegű beavatkozások (pl. táblán belüli komplex vízrendezés) igen költségesek. A belvízkárok nagyságrendje miatt minden olyan megoldás hasznos lehet, amellyel a károk mérsékelhetők. Bizonyos esetekben a keletkezett belvíz-folt csak akkor tűnik el, ha a víz elpárolog. A természetes párolgást a mindenkori légköri viszonyok függvényei a radiáció, hőmérséklet, légmozgás, a levegő relatív páratartalma szabja meg. A belvíztestek eltűnését meggyorsíthatjuk, ha a természetes párolgást elősegítjük úgy, hogy a párologtató szabad vízfelszínt megnöveljük. Erre alkalmasak lehetnek pl. olyan ipari textíliák, amelyek a kapilláris hatást felhasználva megemelik a vizet és nedves felületükről intenzíven adják le a levegőnek. 1. ábra. Belvíztest-típusok Belvíztest-típusok A belvíztestek geometriai szempontból igen különbözők lehetnek, döntően a felszín hullámosságától és a művelés módjától, vagyis az aktuális mikro érdességtől függően. A belvízfoltokat általában a borítottság mértékének megállapítása céljából vizsgálják. Legjobb megoldás a légi vagy ürfotózás alapján történő felmérés. A belvíztestek geometriájára vonatkozó kategorizálás a szakirodalomban nem ismert. Ezért most a leggyakoribb belvíztestek alaptípusaira teszünk javaslatot, amely elsősorban a medergeometria szerint tesz különbséget közöttük. - Barázda-típus: általában durva felületű szántás után vagy bakhátas müvelés nyomán jelenik meg, a barázdaszeletek között, keskeny csíkban a mélyebb fekvésű tábla részeken. Vízmélység 5-15 cm. A barázdaszeletek átázottak, a szántás mélységében tömör, vízzáró réteg (eketalp). Szikfoltok kezdeti belvizesedését jelzi, további csapadék hatására kiterjedt folttá alakul (1. a. ábra). - Arok-típusw. hosszan elnyúló mélyedésben alakul ki a tábla mélyebb részein hirtelen felszínesés hatására (pl. régebben betemetett árok, csatorna maradványa). A vízmélység 10-30 cm is lehet. A legmélyebb pontok a víztest tengelyében vannak (1. b. ábra).
