Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

9. szám - Kienitz Gábor: A síkvidéki vízgyűjtő hidrológiai vizsgálata

Hidrológia a területi, vízgazdálkodás gyakorlatában II. Hidrológiai Közlöny 1969. 8. sz. 413 2. fázis. Az elemi vízgyűjtők elemi mélyedéseiből — nevezzük ezeket ezután tócsáknak — az a víz, amely nem vész el a párolgás és beszivárgás folytán, megindul a terület^ lejtésének irányában, ha az mégoly csekély is. így a magasabban fekvő tócsa vize átfolyik az alacsonyabban fekvőébe, ez a következőébe s.i.t. Most már egy többszáz, esetleg többezer négyzetméter nagyságrendű vízgyűjtőnek az összegyülekezéséről van szó, mely talán kiteszi egy mezőgazdasági tábla területét, de valószínűbb, hogy egy táblán belül több ilyen vízgyűjtő-egység is van. Egy ilyen vízgyűjtőnek az a jellemzője, hogy a vízválasztójától legmélyebb pontja felé haladva már dm-rendű magasságkülönbségeket találunk, s az összegyűlő víz a mélyedésben belvízfoltot alakít ki. Nevezzük el erről ezt a vízgyűjtőt folt-vízgyűjtőnek. 3. fázis. Általánosságban a belvízfoltból tovább mozog a víz a legközelebbi, alacsonyabb szintű belvízfoltok felé. Ha egy területen a foltok eloszlását egyenletesnek vesszük, akkor azzal a közelítéssel élhetünk, hogy egy-egy folt minden elfolyása az átlagos terepesés irányában hozzá legközelebb eső foltba jut. Ugyanis, amilyen mértékben jut ebből a vízből nála lejjebb levő, de oldalirányban fekvő foltba is, ugyanolyan mértékben fog a hozzá legközelebb eső foltba is az ő szomszédos foltjából víz jutni. Ilyen módon belvízfolt-láncok alakulnak ki, amelyek végén vagy egy csatorna van, mely a vizet elszállítja, vagy csak egyszerűen egy foltban ér véget a lánc, ahonnan nincsen elfolyás. Egy belvízfoltból addig van elfolyás, míg a benne levő belvízmennyiség nem csökkent egy bizonyos határérték alá, amely már csak párolgással és szivárgással ürülhet ki. Ha a belvízfoitok felülről lefelé haladó sorrendben érik el ezt az értéket, az elfolyást normálisnak tekinthetjük. Ha viszont a láncnak valamely közbenső foltjánál következik be az elfolyás megszűnése, az elfolyás megszakított lesz. Ha egy területen nincsen csatorna-hálózat, a kiürülési folyamat elfolyási része a láncok megszakadásával ér véget, s a teljes kiürülés csak a párolgás és beszivárgás révén fog megvalósulni. Ezért a kiépítetlen területeket háromfázisú összegyülekezésűeknek nevezhetjük. 4. fázis. Kiépítéssel rendelkező síkvidéki vízgyűjtőkben a belvízfolt-láncok csatornákhoz csatlakoznak. A csatorna-hálózatban történő összegyülekezést tekinthetjük a terület összegyülekezési folyamata utolsó fázisának. A fentiekben vázolt modellel kapcsolatban még a következőket szükséges megjegyezni. Akár mozgó (tehát valahonnan valahová kifolyó), akár valahol éppen tározódó (tócsákbari, foltokban) belvízről beszélünk, mindig felszíni és felszínalatti mozgást, illetve készletet kell ezen értenünk. így a belvíz mozoghat a felszínen (lepel-, vagy barázdás vízmozgás), illetve a talajban (két- vagy háromfázisú talajban történő vízmozgás); és tározódása is lehet felszíni és talajban történő (szabadföldi vízkapacitás fölötti) egyaránt. Az, hogy adott esetben e mozgások, illetve tározódások közül valamelyik (általában a felszínalatti) elhanyagolható a másikhoz képest, természetesen más kérdés; a modell általános érvényű kíván lenni. Az összegyülekezés minden fázisában folyamatos a párolgással és beszivárgással történő kiürülés, azonban ezek jellege fázisonként más és más, amit figyelembe kell vennünk. Tapasztalati megfigyelések szerint az első fázis gyakorlatilag ugyanaddig tart, amíg a mozgásra képes víz jelentkezik (pl. csapadék, hóolvadás időtartama), a második fázis időtartama egy-két nap a jelentkezés megszűnte után, a harmadiké öt-tíz nap, míg a negyediké — a csatorna-rendszertől függően — akár hetekig is eltarthat. Gyakorlati szempontból tehát belvíz megjelenéséről legfeljebb a tócsák kialakulása után, tehát a 2. fázistól kezdve beszélhetünk. A teljesség érdekében azonban helyesebb, ha lépésről-lépésre végigmegyünk minden fázison, és megvizsgáljuk, hogy a belvíz kiürülése milyen fizikai törvények szerint megy végbe. Ilyen módon lehet azt biztosítani, hogy az egyes fázisok zökkenőmentesen csatlakozzanak egymáshoz, ami a mesterséges részekre-tagolás hiba-lehetőségeinek kiküszöbölése érdekében szükséges. A belvízrendszer működésének fent vázolt fizikai modelljére matematikai modellt, alkalmaztam, amely a rendszer működését leírja. A matematikai modellel e helyen nem kívánok foglalkozni, mert azt részletesen ismertettem Budapesten a Hidrológiai Társaságban 1968. május 15-én tartott előadásomban. Ugyancsak utalok a Vízügyi Közlemények 1968/2. számában megjelent cikkemre. Előadásomban inkább azokkal a gyakorlati kérdésekkel kívánok foglalkozni, amelyeket az általam felállított fizikai modell alapján a belvízrendezést illetőin meg tudunk állapítani. A komplex vízgazdálkodásnak az az igénye a belvízrendezéssel szemben, hogy káros vízbőség ne lehessen a terület egy részén sem a kultúrnövények víztűrőképessége és a talaj károsodási folyamata által megszabott időtartamon túl. Ez az igény a belvíz rendszer-vizsgálatának nyelvezetére fordítva azt jelenti, hogy egy terület belvízrendszerének működésétől azt kívánjuk meg, hogy az annak egészére vonatkoztatott S

r(t) belvízmennyiségtározás megszűnjön a mezőgazdaság által megkívánt lm időn belül. Mivel pedig belvízmennyiség tározása előfordulhat mind a négy összegyülekezési fázisban — jelöljük az ezeket leíró függvényeket rendre 1, 2, 3 és 4 indexekkel, — ezért SO (t)=S<

1> (t) + SW (t) + SW (t) + S(V (t) (1) A mezőgazdasági igény matematikai megfogalmazása pedig SO (t

m) = 0 (2) Látható, hogy az (2)-vel kifejezett feltétel csakis akkor teljesülhet, ha az (1) egyenlet jobb oldalán szereplő összeg minden egyes tagja 0-vá válik lm időpontig. Ez pedig a gyakorlatban azt jelenti, hogy belvízkár csak akkor nem keletkezik, ha mind a négy összegyülekezési fázis belvízmennyisége különkülön is kiürül a mezőgazdaság által megkívánt időtartamon belül. Bármelyik fázis nem kielégítő végbemenetele belvízkár forrása. A fentebb megfogalmazott megállapítás tükrében tekintsük most át a belvíz összegyülekezésének egyes fázisait abból a szem pontból, hogy miiven feltételek között várhatók a mezőgazdaság által eltűrt időtartamon túli belvíz-tározások, továbbá