Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 3. szám
Tamás János és társai: Integrált városi hidrológiai modell módszertani alapjai vízgyűjtő-gazdálkodási tervezés támogatásához 56 Integrált városi hidrológiai modell módszertani alapjai vízgyűjtő-gazdálkodási tervezés támogatásához Tamás János1, Budayné Bódi Erika1, Gálya Bernadett1, Szabó Andrea1, Fehér János1 és Nagy Attila1 1 Debreceni Egyetem, Víz- és Környezetgazdálkodási Intézet, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138. (email: tamas@agr.unideb.hu) Kivonat Az édesvíz az emberiség alapvető igénye, megléte fontos tényező a városok kialakulásában és fennmaradásában. A települések is jellemzően víztestek mellett alakultak ki. Kérdés, hogy a klímaváltozás idején, az amúgy is folytonos fejlődésben lévő települések, miként képesek vízgazdálkodási szempontból is alkalmazkodni a változó hidrológiai-éghajlati körülményekhez. Városi vízmérleg modellezéssel megismerhető a városi vízkészletek mértéke és dinamikája. A témában végzett kutatásaink során megvalósított modellezés fo célja volt a városi hidrológiai ciklus egyik elemének, a felszíni lefolyást befolyásoló térbeli jellegű tényezők vizsgálata, amit GIS eszközökkel végeztünk Debrecen városra. A kutatás módszertani alapja a vízháztartási összefüggés, melynek fókuszában a városi területen történő felszíni lefolyás-beszivárgás becslés térinformatikai alapú módszertani fejlesztése állt. Többszempontú döntési rendszer (Multicriteria Evaluation (MCE)) mintájára egységes hidrológiai modellbe integráltunk több hidrológiai tényezőt, úgymint a csapadékot, az evapotranszspirációt, az összegyülekezést, a beszivárgást és a felszíni vízfolyás hálózatot. Jelen cikkben a módszertani rész fejlesztését kívánjuk bemutatni, különös tekintettel a távérzékelt és egyéb térinformatikai adatok felhasználhatóságára. Kulcsszavak Integrált vízgazdálkodás, városi hidrológia, lefolyás-beszivárgás becslés, GIS. Methodological bases of an integrated urban hydrological model to support river basin management planning Abstract Freshwater is a basic need of humanity and its availability is an important factor in the formation and survival of cities. Settlements also typically developed along water bodies. It is a question how the settlements that are already constantly developing at the time of climate change are able to adapt to the changing hydrological and climatic conditions from the point of view of water management. Urban water balance modelling can be used to learn about the extent and dynamics of urban water resources. The main goal of the modeling carried out during our research on the topic was to examine one of the elements of the urban hydrological cycle, namely the spatial factors influencing the surface runoff, which we performed with GIS tools for the city of Debrecen. The methodological basis of the research was the water balance, which focused on the GIS based methodological development of surface runoff and infiltration estimation in urban areas. Following the example of a Multicriteria Evaluation (MCE) model, we integrated several hydrological factors into a single hydrological model, such as rainfall, evapotranspiration, accumulation, infiltration, and surface water flow network. In this paper we present the development of the methodological part with special regard to the usability of remote sensing and other GIS data. Keywords Integrated water management, urban hydrology, runoff-infiltration estimation, GIS. BEVEZETÉS Az urbanizációs és urbanizálódási folyamatok során elkerülhetetlenül átformálásra kerül a táj, a művi és természetes felszínrészek aránya a művi felé tolódnak el. Mindkét folyamat jellemző a legtöbb európai nagyvárosra, ahol az előrejelzések alapján számos esetben a városi lakosság száma emelkedni fog. Az Európai Uniós statisztikák szerint a tagállamok népességének 75%-a nagyvárosokban él, ez a szám pedig 2020-ig 80%-ra emelkedik (Lakhiar és társai 2018), amely komoly kihívásokat jelent. Súlyosbítja a helyzetet, hogy a mérsékelten fejlett, illetve a fejlődő országokban az urbanizációs folyamatok jellemzően a szegénység elmélyülésével és lazább környezetvédelmi gyakorlattal járnak együtt. Mindezek a környezet állapotának további romlását idézik elő, aminek egyenes következménye a termőföldek minőségének degradációja, a fokozódó erdőirtás, levegőszennyezés, valamint vízszennyezés, a vízi és szárazföldi ökoszisztémák és várhatóan a felhasználható öntözővíz mennyiségének és minőségének romlása (Baud 2000). Ezek a folyamatok nem csupán lokálisan vagy regionálisan okoznak problémát, de sok esetben globálisan is komoly következmények jelentkezhetnek. A fent említettek miatt a városi tervezőknek fokozott figyelmet kell fordítaniuk a természetes rendszerekre, hiszen a városok fenntartható működése nélkül nem lehet fenntartható világot sem kialakítani (Deelstra és Girardet 2000). Ahhoz, hogy a városok biztosítani tudják saját fenntartható működésüket és környezetük hosszútávú jó teljesítőképességét, a szakembereknek az úgynevezett körkörös anyag- és energiacsere-rendszerekben ajánlott gondolkodniuk, integrált szemléletmódot alkalmazva. Ezeknek a rendszereknek szinte minden egyes alrendszerében megjelenik a víz, illetve minden esetben van visszahatás arra. Az urbanizációs folyamat hatással van a vízgyűjtőkre, növelve a lefolyás sebességét és mennyiségét, emellett pedig csökkenést eredményez a beszivárgás és az elfolyás esetében (Cofie és társai 2006, Orsini és tárai 2013), ezzel egyidejűleg a vízellátás forrásai csökkenek vagy stagnálnak, ugyanakkor a vízellátás minősége is csökken (Niemczynowicz 1999).
