Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)
6. szám - Major Pál: Síkvidéki erdők hatása a vízháztartásra
320 1 1IDROLÓGIA J KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF 6. SZ. 3. Kútcsoportos eljárás. A talajvíz függőleges vízforgalmának meghatározása talajvíz-észlelési adatok alapján A párolgás mélységfiiggvényének meghatározásához nehézséget jelenthet a 0 referencia szint felvétele növényzettel, pl. erdővel fedett területen. Az előzőekben említettük, hogy a talajvíz normális esetben maximálisan h k2 mélységre süllyedhet a „0" szint alá. Ha tehát a sokéves időszak legkisebb vízállásához hozzáadjuk a h k 2 magasságot, közelítően a „0" szintet kapjuk. Az eljárás nyilvánvaló közelítés, hiszen nem feltételezhetjük, hogy hosszú idő alatt a gyökérzóna 0 szintjének átlagos, évi mélysége azonos volt A megoldást elősegíti az ún. kútcsoportos eljárás. Korábbi tanulmányainkban [5, 6] már ismertettük az eljárást, amelynek segítségével egy minimálisan 4 kútból álló kútcsoport talajvízszint észlelési értékei alapján a differencia módszerrel megoldható Boussinesq-féle differenciálegyenletből egy At időtartamra a talajvíz párolgás ill. a tényleges beszivárgás meghatározható a kutak által kijelölt differencia elem területére Az összefüggés szerint az A függőleges vízforgalom (előjeltől függően párolgás, vagy beszivárgás) értéke, ha - Ah a a kútcsoport középső kútjának At idő alatt bekövetkezett, előjelhelyes változása, - n a a szabad hézagtérfogat, - AH a szélső kutak és a középső kút vízállás-különbségeinek algebrai összege, - T a homogénnak tekintett réteg traszmisszibilitása (m 2/d), -Fa differencia elem területe. a_ Ah 0.n 0 AH.T A/ F Az összefüggés jobb oldalának második tagja az oldalirányú szivárgások következtében előálló vízállás-változásokat jelenti Ha ez elhanyagolhatóan kicsi, kisebb, mint 0,001 cm, úgy ez a tag elhanyagolható és egy kút értékeiből is jó közelítéssel határozhatjuk meg A értékét. Az eljárás megkönnyítésére több száz próbaszivattyúzási és talajvíz-észlelési adat feldolgozásával a k szivárgási tényező, az n 0 szabad hézagtérfogat és az I eff tényleges, évi átlagos beszivárgás tapasztalati összefüggéseit az alábbiakban ismertetjük, a homogénnak feltételezett réteg Kozewy-féle d h [mm] hatékony szemcseátmérö függvényében [7]: k [m/s]- 0,0036. d h 2 , n 0 = d h asl 6/l,2, (ha d h < 0,1 mm), I eff [mm/y] = 765,6 . d h 056 4. A fenti összefüggés nyilvánvalóan egy talajvíz-háztartási egyenlet, amelynek baloldala előjeltől függően bevétel, vagy kiadás, míg jobb oldalán a tározási tag és az oldalirányú áramlások készlet növelő és csökkentő hatásának algebrai összege szerepel. A hivatkozott [5, 6] tanulmányokban az erdős terület talajvízszint adatainak feldolgozási eredményeiből elég részletes ismertetést adtunk. Itt csak két év, 1966 és 1967 eredményeit mutatjuk be, hogy látni lehessen, hogy a számítások számszerűen jól követik, mind a területi, mind az időbeni változások hatásait. A táblázatokban B a tényleges beszivárgás, £,„ a talajvízpárolgás, Cs a csapadék évi mm értékeit jelöli. A vizsgálatok egy 100 x 100 m-ez négyzet (1), egy 500 x 500 mes négyzet (2), egy háromszög (3) és egy szabálytalan négyszög (4) területére terjedtek ki és jellemzőjük, hogy a felsorolás sorrendjében csökkent ezeken a területeken az erdővel való fedettség, és növekedett a tisztások aránya. (D (2) (3) (4) Cs 1966 B 261 313 532 604 844 1966 E tv 264 230 43 30 1967 B 153 231 472 611 618 1967 e'* 346 286 37 14 Erdővel való fedettség % 73 70 50 43 Az eljárással nemcsak évi, de havi értékek is meghatározhatók. Ehhez azonban mérnünk kell a vizsgált terület fedőrétegeinek nedvességtartalom változását is, mert ezeket az értékeket a nedvességtárózódás már jelentősen módosíthatja 1966 1967 Cs B E tv Cs B E tv November 152,3 1,05 8,16 112,3 34,80 2,85 December 82,2 94,84 66,0 60,74 Január 62,8 35,45 46,8 20,05 Február 26,2 51,78 20,1 25,54 Március 51,9 30,46 28,6 7,83 2,40 Április 52,7 13,76 2,82 53,3 1,31 3,63 Május 62,1 39,60 83,5 40,99 Június 50,2 61,49 61,9 3,79 50,86 Július 154,4 11,21 53,91 37,2 90,70 Augusztus 70,2 22,76 34,97 17,3 76,54 Szeptember 28,0 35,14 66,3 45,31 Október 50,7 28,38 24,4 32,86 Összesen 843,7 261,30 264,47 617,7 152,92 346,05 A fenti két év adataiból is, de a hivatkozott tanulmányokban több év adataiból is megállapítható, hogy - A beszivárgás nagysága az intercepció következtében csökken az erdővel való borítottsággal - A talajvízből történő párolgás természetesen nő az erdővel való borítottsággal. - A nagy tisztásokkal rendelkező területek talajvíz párolgása nagyságrendileg kisebb, mint az erdősé. Ennek oka, hogy a tisztásokon a talajvíz mélysége az oldalirányú szivárgással a közeli erdős területhez igazodik, így a talajvízszint egyes területeken már a határmélység alatt marad, itt tehát erősen csökkent a párolgás értéke. - A tisztások területe evaporáció nélkül nyáron is beszivárgást mutat és az intercepció hiánya mellett ez is oka, hogy itt a beszivárgási értékek magasak. - A nagyobb csapadék értékekhez nagyobb beszivárgás értékek tartoznak. - Az alábbi táblázat havi párolgás és beszivárgás értékei jelzik az általában téli beszivárgási és a nyári párolgási tevékenységet. - A kútcsoportos számítások megbízhatóságát, azon kívül, hogy értékeik a fentiek szerint logikailag helyes értékeket szolgáltattak, az is bizonyítja, hogy a tisztás területek eredményei nagyságrendileg hasonló értékeket mutattak a lizimétereken mértekhez. A feldolgozás eredményeinek ismeretében a 2. ábrán nézzük meg a kísérleti telepi erdő és a környezetére jellemző szántóterület mélységfuggvényeinek alakulását. Az ábra bal oldalán az erdő alatti talajvízből történő párolgás mélységfiiggvényét a 100x100 m-es területre az 1960-1970 közötti időszak, kútcsoportos számítással meghatározott B és /s'^-nek az átlagos talajvízszinthez
