Földrajzi Konferencia, Szeged 2001.
BELVÍZTÉRKÉPEZÉS A TERÜLETFEJLESZTÉS SZOLGÁLATÁBAN Bíró Tibor1 – Tamás János2 – Lénárt Csaba3 Bevezetés A belvizek előrejelzése, a belvízmennyiségek és az elöntések várható mértékének becslése a vízrajzi szolgálatok eddig nem megoldott problémái közé tartoznak. Az elmúlt évek belvíz kárainak jelentős hányada elkerülhető lett volna a mentesítési munkák megfelelő szinten tartásával. Ezek a tevékenységek, csakúgy, mint a védekezés operatív feladatai nem nélkülözhetik az elöntések várható tér és időbeli eloszlásának ismeretét. A magyar földhasználati rendszer átalakításának szükségszerűsége nem csak belvízmentesítési szempontból kívánatos, hanem környezetünk fenntartható fejlődése (Nemzeti Agrárkörnyezetvédelmi Program) és az optimális birtokszerkezet kialakítása is ezt igényli. Ezek a célok ugyanakkor nem valósíthatók meg maradéktalanul a megfelelő „alapinformációk” hiányában. A termelésből kivonandó területek, a földhasználati jelleg megváltoztatása (pl. szántó-gyep konverzió), vagy a vizes élőhelyek rehabilitációja egyaránt a területek vízgazdálkodási tulajdonságainak, s köztük a belvíz-előfordulás gyakoriságának megismerését sürgetik. A tavaly decemberében az EU tagállamok által elfogadott „Vízgazdálkodási Keretirányelv” – mely ránk nézve is kötelező érvényű – nem sok időt ad a leginkább védendő területek kijelölésére és az emberi tevékenységek hatásainak (többek között a síkvidéki vízrendezés) értékelésére (2004). A Vízgyűjtőgazdálkodási Terv elkészítése (2009-re) ugyan nélkülözheti-e hazánk jelentős területi hányadát kitevő (400-500 ezer ha), valamilyen szinten belvízzel veszélyeztetett területeinek feltérképezését, az elöntések várható nagyságának (törvényszerűségeinek) ismeretét? A belvízi jelenség sík vidékek jellemzője, s mivel Magyarország területének több mint a fele ilyen jellegű vizsgálata hazánkban különös figyelmet igényel. A belvízi problémákat elsősorban az Alföldön érzékeljük, egyrészt a tájegység hatalmas és termékeny volta, másrészt a természet földrajzi adottságokból származó belvízi veszélyeztetettségek miatt [1]. A belvizek elsősorban a mezőgazdaságban okoznak súlyos károkat, melyek alapvetően két részre oszthatók: a közvetlen és a közvetett károkra. Közvetlen kárként a termés mennyiségének csökkenését, minőségének romlását, a tenyészidő módosulását, stb. értelmezhetjük. Közvetett kár a talajszerkezet romlása, a talaj tápanyagkészletének mennyiségi csökkenése, minőségi romlása, a művelt talajszelvény térfogatsúlyának növekedése, és a talaj mikrobiális aktivitásának csökkenése. Ez utóbbi hatások együttesen csökkentik a talaj termékenységét [2] [3]. Az elmúlt évek földhasználatában, a mező- és erdőgazdálkodás területi struktúrájában – a tulajdonviszonyok változása miatt – bekövetkezett változások lényegesen módosították az érintett térségek lefolyási és összegyülekezési folyamatait. Emiatt az eredeti földhasználatra tervezett vízrendezési elemek már kevésbé képesek ellátni a korábban megszabott feladataikat. 1
Dr. Bíró Tibor, Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar, Víz- és Környezetgazdálkodási Tanszék, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138.,
[email protected] 2 Dr. Tamás János, Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar, Víz- és Környezetgazdálkodási Tanszék, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138. 3 Lénárt János, Debreceni Egyetem Agrártudományi Centrum Mezőgazdaságtudományi Kar, Víz- és Környezetgazdálkodási Tanszék, 4032 Debrecen, Böszörményi út 138.
1
Bíró Tibor – Tamás János – Lénárt Csaba: Belvíztérképezés…
A belvizek keletkezése, az elöntés nagysága, tartóssága, valamint gyakorisága véletlenszerű hidrológiai események és jelenségek sorozatának következménye. A belvizek tér és időbeli előfordulási valószínűségét, mint belvíz-veszélyeztetettséget alapvetően kétféle módon lehet meghatározni. Egyrészt a belvízi elöntések gyakorisági értékének nagyságaként, másrészt a belvizet kiváltó – időben és térben viszonylag állandó – tényezők szuperponálódásának mértékeként [4]. Ezenkívül a kettő kombinációja is előfordulhat, amely az első módszer szubjektív korrekcióját jelenti a második felhasználásával. Ez utóbbit alkalmazta Pálfai [1] az Alföld területére. A belvizek kialakulásában szerepet játszó, a térben viszonylagos állandóságot mutató jellemzők (a fedőréteg vízvezető-képessége, maximális tározókapacitása, a felszín konvexitása, a mikrovízgyűjtők nagysága, a talajvíz kritikus valószínűségű mélysége, a földhasználat) digitális térképeinek átosztályozásával olyan kategóriatérképek nyerhetők, melyek sorozatos átfedéseivel belvíz-veszélyeztetettségi térkép készíthető. Anyag és módszer A Bihari-sík, mint kísérleti terület a Berettyó-Körösvidék mezorégióban helyezkedik el. Maga a terület a Sebes-Körös hordalékkúpja. Az öblözet talajainak kialakulásában jelentős volt a vízhatás (hidromorf talajok). A területet lefolyástalan mélyvonulatok tagolják, aminek következtében jellemzőek a magas üzemi vízszintű vízelvezető csatornák, kritikus időszakban a terep feletti vízszintű élő vízfolyások. A szélsőséges árhullámok együttes hatása miatt gyakoriak a belvizes helyzetek. A terület belvíz-veszélyeztetettségének értékeléséhez felhasznált adatbázisok és térképi állományok a következők voltak: - topográfiai térképek (M 1:10000) - talajgenetikai térképek (M 1:10000) - üzemi táblatérképek - LANDSAT műholdas felvételek - CORINE adatbázis - vízrajzi adatbázis (TIVIZIG) - DTA 200 digitális síkrajzi térképállomány - DDM 50 digitális terepmagassági adatok A térképi állományok digitalizálása EOV (Egységes Országos Vetület) rendszerben történt az AutoCad MAP R2 szoftverrel. A terepfelszín alakulását jellemző digitális terepmodell (DTM) a kísérleti terület szintvonalainak digitalizálásából, másrészt a magassági értékek leolvasásából származott. A szintvonalak digitális formává alakítását a Magyar Honvédség Térképészeti Hivatalának Térinformatikai Osztálya végezte. A 10x10 méteres felbontású terepmodell elkészítése krigeléssel történt. A térbeli elemzésekhez a SURFER 6.03 és az Arc/View 3.2 programokat használtuk. Ez utóbbi feldolgozásokat a Víz- és Környezetgazdálkodási Tanszék Térinformatikai Fejlesztői Laboratóriumában történtek. A szivárgási tényező és a rétegvastagság értékeit a genetikus talajtérkép segítségével állapítottuk meg (1. ábra).
2
Földrajzi Konferencia, Szeged 2001.
1. ábra. A szivárgási tényező térbeli eloszlása a Bihari-síkon
A vízvezető-képesség esetében a legkisebb értéket vettük figyelembe. A konvexitás értékét a terület digitális terepmodelljének felszíni elemzésével nyertük (2. ábra). A talajvízszint térbeli elemzését a TIVIZIG vízrajzi adatbázisa alapján készítettük (3. ábra). A művelési ágak meghatározását LANDSAT műholdas felvétel felhasználásával a CORINE adatbázis alapján végeztük. 2. ábra. A vízakkumulációs foltok kijelölése
3
Bíró Tibor – Tamás János – Lénárt Csaba: Belvíztérképezés…
3. ábra. A mintaterület hidroizobatjai
Vizsgálataink során a kísérleti terület belvíz-veszélyeztetettségének megállapítására a viszonylag állandó jellegű kiváltó tényezőknek a következő kategóriarendszerét használtuk fel (1. táblázat). 1. táblázat. A belvíz kialakulását befolyásoló tényezők kategóriarendszere Befolyásoló tényezők Szivárgási tényező (m/d) Maximális tározóképesség (mm) Konvexitás Mikrovízgyűjtők nagysága (ha) Művelési ág Talajvízszint (cm)
1 > 0,15 400 – 450 <0 <1 Erdő > 150
Kategóriák 2 3 4 5 0,1 - 0,15 0,05 - 0,1 0,01 - 0,05 < 0,01 350 – 400 300 - 350 250 - 300 150 – 250 0 – 0,1 0,1 – 0,2 0,2 – 0,3 > 0,3 1–5 5 – 10 10 – 50 > 50 Kert, gyümölcsös Szántó Szántó (évelő) Gyep 125-150
125-100
100-75
<75
Eredmények A belvíz kialakulását befolyásoló tényezők digitális kategóriatérképeinek sorozatos térbeli átfedésével a vizsgálati terület belvíz-veszélyeztetettségi térképét állítottuk elő (4. ábra). Az egyes tényezők természetesen nem egyforma mértékben befolyásolják a veszélyeztetettséget és a tényleges belvízveszélyt. A tényezők rangsorolását közelítőleg a tényleges elöntések gyakoriságának térképe és az egyes paraméterek raszteres rétegei között végzett korrelációs együtthatók tükrében lehet elvégezni. Ezek alapján megállapítható volt, hogy sík vidéki kötött talajú területeken a belvizek kialakulását befolyásoló első rendű tényező a talajok tározó képessége, amelyet a vízkapacitási értékek és a tározásra alkalmas talajréteg vastagsága határoz meg. Az elkészített belvíz-veszélyeztetettségi digitális adatállományok jól hasznosíthatók a földhasználat ésszerű kialakítása során. A gazdálkodó egységek és a gazdák ezek alapján határozhatják meg a művelési ágak átszervezését, segítséget kapnak a termelésből kivonandó
4
Földrajzi Konferencia, Szeged 2001.
terület kijelöléséhez, a táblásítás, az úthálózat kialakításához. A földterületek értékelése, árverése szintén támaszkodhat az ilyen jellegű térképekre. 4. ábra. A mintaterület belvíz-veszélyeztetettségi térképe
nem veszélyeztetett
erősen veszélyeztetett
Irodalom [1] Pálfai I.: 1994. Az Alföld belvíz-veszélyeztetettségi térképe. Vízügyi Közlemények. LXXVI. évfolyam 3. füzet. 278-290. [2] Petrasovits I., Vajdai I.: 1982. A termőhelyi víztöbbletek termelést korlátozó hatásai. In: Petrasovits I.: Sík vidéki vízrendezés és gazdálkodás. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 19-36. [3] Vajdai I: 1981. A szántóföldi termesztésben okozott károk. In: Kiss et al.: Gazdálkodás belvizes területeken. Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 80-109. [4] Bíró T.: 1998. A Vízrendezési célú beavatkozások megalapozásához szükséges fontosabb környezeti paraméterek vizsgálata. Ph.D. értekezés. Debrecen. 112.
5
