Hidrológiai Közlöny 1974 (54. évfolyam)

6. szám - Major Pál: Síkvidéki erdő hatásának vizsgálata a talajvízpárolgás és tényleges beszivárgás folyamataira

Hidrológiai Közlöny 1974. 5. sz. 281 Síkvidéki erdő hatásának vizsgálata a talaj vízpárolgás és tényleges beszivárgás folyamataira MA.TOR, PÁL* Hosszú idő óta foglalkozunk a síkvidéki területek talajvízháztartási jellemzőinek meghatározásával. E vizsgálatainkból most azokat a részeket ismertetjük, amelyek a síkvidéki erdőnek a párolgásra, a beszivárgásra gyakorolt hatásával foglalkoznak. Ezeknek a folyamatoknak elméleti, determinisztikus megoldása, csupán homogén adottságok esetén, csupasz talajra látszik inkább több, mint kevesebb közelítéssel megoldhatónak, hiszen a növényzet hatásának — nagyságának, korának, párologtató felületének, gyökereinek, a talaj inhomogenitásának, a biológiai porozitásnak stb. — elméleti, pontos figyelembevétele eleve reménytelen feladatnak látszik. Az elméleti és kísérleti vizsgálatok jelentősége, hogy tisztázzák a fizikai folyamatokat, anélkül azonban, hogy ezekből felhasználható mennyiségi eredményeket várhatnánk. Munkánk ezért arra irányult, hogy első sorban kísérleti telepeink és az országos talajvízészlelő hálózat sokéves észlelési anyagának feldolgozásával közelebb kerüljünk a talajvízutánpótlódás és készletcsökkenés fizikai folyamatainak megismeréséhez, mert ez már igen sok kérdés megoldását teszi lehetővé, másrészt a párolgás-beszivárgás meghatározását új észlelőhálózat segítségével határozzuk meg, olyanéval amely alkalmas arra, hogy olyan adatokat szolgáltasson, amelyekből megbízhatóan számítható a tényleges evapotranszspiráció, ésabeszivárgás, illetve a vízmérleg többi elemei, valamint alkalmas arra is, hogy országos, vagy regionális hálózat keretében a tényleges párolgás közel olyan adatinformációvá váljék, mint amilyen pl. a csapadék. E tanulmányunkban először azokat a megállapításainkat foglaljuk össze, amelyek a talajvíz párolgás és beszivárgás folyamataira vonatkoznak, majd ismertetjük azokat az eredményeinket, amelyeket Komlósi Imre kísérleti telepünk erdős területén kaptunk, egy olyan észlelőhálózat segítségével, amelyet az ország reprezentatív helyein felállítva alkalmas lehet a tényleges vízmérlegelemek meghatározására és területi általánosítására is. 1. A beszivárgás és talajvízpárolgás fizikai modelljének meghatározása A talajvíz szintje felett levő fedőréteg jellemzője, hogy majdnem teljes egészében háromfázisú. E háromfázisú zóna felszínhez közel eső részétől eltekintve a vízgőzmozgás a teljes vízmozgásnak csak elhanyagolható része. Az adott gravitációs térben tehát, a háromfázisú zónában lejátszódó vízmozgást elsősorban a kapilláris potenciál irányítja [2]. * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. Az eddigi általános elképzelések szerint, a beszivárgás folyamata úgy játszódik le, hogy a talaj először vízkapacitásig (pF = 2,5) telítődik és ezután indul meg a gravitáció hatására a víz lejjebb szivárgása. Kísérleti telepeinken és a Kisalföldön mért fedőréteg nedvesség-profilok, valamint Jiziméter méréseink alapján ez a folyamat csak addig tart, amíg a beszivárgó víz el nem éri a talajvíz által létrehozott tényleges kapilláris zónát, amelyen keresztül tényleges továbbszivárgás nélkül, a kapilláris zónán keresztül, a nyomáshullám terjedéséhez hasonló jelenséggel is történhet a talajvíz készletének növekedése [3]. A beszivárgás folyamata a következőképpen írható le: növényzettel fedett területen, mint a későbbiekben erre rámutatunk, a tényleges, a talajvízzel összefüggő kapilláris zóna felső része a növényzet gyökérzónájáig ér fel. A gyökérzónán keresztül a beszivárgás gravitációs úton törénhet, vízkapacitásig feltöltve ezt a gyökérzónát, majd utána a kapilláris zónán keresztül a fentiekben vázolt folyamat útján. Csupasz talaj esetében a kapilláris zónának a felszínig, illetve a felszín közelébe kell érnie. Ilyen esetekben a beszivárgás közvetlenül a kapilláris zónán keresztül is történhet. Kísérleti telepünkön levő kompenzációs liziméter-sorozat segítségével külön tudjuk választani az egyes liziméterekben a különböző felszínalatti mélységben tartott vízszintek párolgási és beszivárgási értékeit. Az 1. ábrán e mérési eredményekből a párolgásra vonatkozó értékeket ábrázoltuk grafikusan. A függőleges tengelyen a talajvíz terep alatti mélységét, míg a vízszintes tengelyen a kádprolgáshoz viszonyított párolgási értékek százalékait tüntettük fel. A grafikon tanúsága szerint 110 cm terep alatti mélység alatt elhelyezkedő talajvízből párolgás már nem történt. A 110 cm a liziméterekbe épített homoktalaj legnagyobb kapilláris emelőmagassága volt, tehát ebből a mélységből a víz kapilláris úton még éppen a felszínre, vagy a felszín közelébe tud emelkedni. A feltüntetett görbe jellegzetes értékváltozása a párolgás fokozott növekedését mutatja a terep alatti 60 cm, illetve e fölött elhelyezkedő talajvízszintek esetében. A beépített homoktalaj tulajdonságai ugyanis olyanok, hogy az ilyen mélységben, vagy e fölött kialakult talajvízszint feletti kapilláris zóna már teljesen, vagy közel kétfázisú. Csupasz talaj esetében tehát párolgás a talajvízből csak abban az esetben történhet, ha a talaj kapilláris zónája eléri a felszínt vagy a felszín közelét. A tényleges párolgás, egyenlőre nem pontos megállapításaink szerint, csupán a felső 5—10 cm-es talajrétegből történik, hazai klímaadottságaink mellett, és így a talajvízből csak akkor tör-