GIS ALAPÚ BELVÍZ-VESZÉLYEZTETETTSÉGI TÉRKÉPE ZÉS A DÉLALFÖLDÖN 1
KÖRÖSPARTI JÁNOS, 1BOZÁN CSABA, 2PÁSZTOR LÁSZLÓ, 3KOZÁK PÉTER, 4 KUTI LÁSZLÓ ÉS 3PÁLFAI IMRE 1 HALÁSZATI ÉS ÖNTÖZÉSI KUTATÓINTÉZET 2 MTA TALAJTANI ÉS AGROKÉMIAI KUTATÓINTÉZETE 3 ALSÓ-TISZA VIDÉKI KÖRNYEZETVÉDELMI ÉS VÍZÜGYI IGAZGATÓSÁG 4 MAGYAR ÁLLAMI FÖLDTANI INTÉZET
1. Előzmények Az 1999-2000. évi súlyos belvíz-helyzet kapcsán a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Vízgazdálkodási Önálló Osztálya programot készített a mezőgazdaságot érő károk enyhítésére. A program részét képezte egy a mezőgazdaságilag művelt területek belvíz általi veszélyeztetettségét jól reprezentáló veszélyeztetettségi térkép szerkesztése is. A Halászati és Öntözési Kutatóintézet kapta a megbízást, miszerint vizsgálja meg a káros víztöbblet okait, melyet térképen is meg kell jeleníteni. Intézetünkben a belvíz-veszélyeztetettség térképezési munkálatok 2001-ben kezdődtek meg a Békési-sík vizsgálatával. A tanulmány geológiai, domborzati, vízrajzi, talajtani, hidrológiai, vízrendezési, meliorációs és éghajlati jellegű kérdésekkel foglalkozott. Azt vizsgáltuk, hogy a felsorolt tényezők miként vezethetnek a szélsőséges vízháztartási helyzetek kialakulásához. A munka során numerikus és topográfiai adatokkal dolgoztunk, melyek segítségével szemléltettük pl. az elhagyott folyómedrek előfordulási helyeit, a domborzat tagoltságát, a belvízzel elöntött kisebb-nagyobb területek, táblák elhelyezkedését. A munka 2002-ben folytatódott a Békés-Csanádi löszhát területén. A belvízi hajlamosságra vonatkozó vizsgálataink elvi és módszertani megalapozása érdekében másfél évszázadra visszanyúló szakirodalmi feltárást végeztünk, amely alapján levonható általános következtetés, hogy a termőhely vízháztartási folyamatát sok, időben és térben különbözően változó tényező befolyásolja. Ebben a tanulmányban 12 fő befolyásoló tényezőt és összesen 47 paramétert vettünk számba. A paramétereket, azok verbálisan és/vagy naturálisan megfogalmazott fokozatai szerint, 1-től 5-ig terjedő rangértékkel láttuk el, majd a 35 érintett települést négy-négy részre osztva 140 sorból álló 47 oszlopú alapérték-mátrixot szerkesztettünk, amelyből a településenkénti adatok átlagolásával településsoros összesítő értékmátrixot állítottunk elő. A 47-féle rangérték településenkénti egyszerű számtani átlaga jelezte az adott település belvízveszélyeztetettségét. A tanulmány tartalmazta a belvíz által potenciálisan veszélyeztetett területek 1:250000-es méretarányú, a településenkénti átlagos rangszám alapján szerkesztett szintézistérképét, melyen az erősen, a közepesen és az alig veszélyeztetett területek különféle színekkel és színárnyalatokkal voltak elkülönítve. 2003-ban Csongrád megye, illetve Békés megye Körösökön túli vidéke került sorra. Ezen vizsgálataink során módosítottuk módszerünket és már GIS technológiákat is alkalmaztunk. Az eredeti rangszám-képzési elvet megtartva jóval kevesebb befolyásoló tényezőt, illetve paramétert alkalmaztunk, csak a belvízképződésben valóban lényeges szerepet játszókat vettük számításba. Ugyanakkor nem településenkénti, hanem jóval sűrűbb rácshálózattal dolgoztunk, így vektoros digitális tényezőtérképeket állítottunk elő, amelyeket fedvényként kezelve egy részletgazdagabb térbeli felbontású szintézistérképet hoztunk létre, amely jól kifejezi a vizsgált terület belvízi veszélyeztetettségét. A szintézistérkép előállításához
közvetetten felhasználtuk az elöntési térképet. A szintézistérképről meghatároztuk az egyes településekre jellemző átlagos veszélyeztetettségi értéket. 2005-ben a feladataink egyrészt a módszertan finomítására irányultak, másrészt a „véglegesített” módszerrel való számítások és térképszerkesztés elvégzésére. A vizsgálatok elsősorban Békés és Csongrád megye teljes területére vonatkoznak, abból a megfontolásból, hogy egységes módszerrel állíthassuk elő az elöntés-veszélyeztetettségi térképet. A meglévő adatok felhasználásával végeztünk egy újrafuttatást, amely a térkép pontosságának jelentős javulását eredményezte. 2006-ban Bács-Kiskun megye területére dolgoztuk ki a belvíz-veszélyeztetettségi térképet, mellyel elkészült a Dél-alföldi régió egységesített térképe. A belvíz-veszélyeztetettség térképezése alkalmat ad arra, hogy területileg differenciálhassuk a belvíz által veszélyeztetett területek hasznosítási lehetőségeit (mezőgazdasági, tájfejlesztési és természetvédelmi célzattal). Ezt követően javaslatot tehetünk a Komplex Belvíz-veszélyeztetettségi Mutató alapján a terület belvízveszélyeztetettségi kategorizálására (mérsékelten, közepesen és erősen veszélyeztetett), melyen belül megjelölhetőek a lehetséges hasznosítási módok. Jelen dolgozatunkban bemutatjuk a belvíz-veszélyeztetettségi térképezés során elért eredményeinket.
2. Módszertan és a befolyásoló paraméterek meghatározása A belvízi veszélyeztetettség és a természeti tényezők kapcsolatának tisztázását célzó kutatásaink eredményeire támaszkodva 6 fő tényező (hidrometeorológia, domborzat, talajtan, földtan, talajvíz, földhasználat) számszerű értékét határoztuk meg és használtuk fel a végső veszélyeztetettségi térkép szerkesztésénél. A fenti komplex tényezők értékeit – egy többváltozós regressziós vizsgálattal – egy előre definiált rácshálózatban összevetettük a belvízelöntések relatív gyakorisági értékeivel, amihez egy térképet szerkesztettünk. A végső szintézistérképet a regressziós egyenletből számított Komplex Belvíz-veszélyeztetettségi Mutató (KBM) alapján szerkesztettük meg. A regressziós vizsgálatok során referencia értékként figyelembe vett tényleges elöntések folttérképe regionális megbízhatóságot ad, a befolyásoló tényezők számszerűsítése a rendelkezésre álló legjobb felbontásban pedig a lokális pontosságot hivatott megteremteni.
2.1 Hidrometeorológiai tényező A hidrometeorológiai viszonyokat döntően meghatározó csapadék- és léghőmérsékletadatokból egyetlen tényezőt, az ún. humiditási indexet (HUMI) alakítottuk ki. Ez a téli félévi csapadékot nagyobb súllyal veszi számításba, mint a nyári félévit, és ilyenformán a belvízképződés hidrometeorológiai feltételeit jobban kifejezi, mint az egyszerű összeg. A Humiditási Index számítása: æ P* ö HUMI = ç ÷ è PET ø
0,5
ahol, P*: súlyozott csapadékösszeg az október-szeptemberi 12 hónapos időszakban, [mm]. PET: potenciális evapotranszspiráció az október-szeptemberi 12 hónapos időszakban, [mm]. A havi csapadékok súlyozó tényezőit az 1. táblázat mutatja.
2
1. táblázat: A havi csapadékok súlyozó tényezői Hónap X XI XII I Súlyozó tényező 1,0 1,5 2,0 2,0
II 2,0
III 1,5
IV 1,0
V 0,75
VI 0,5
VII 0,5
VIII 0,5
IX 0,75
A PET számítása: a havi középhőmérsékletekből a téli, illetve a nyári félévi képlettel számított havi evapotranszspirációk összege (Szesztay, 1958). A belvíz-veszélyeztetettségi térkép szerkesztéséhez a HUMI 10%-os előfordulási valószínűségű értékeit használtuk fel. A hidrometeorológiai tényező, vagyis a humiditási index számított értékeinek területi eloszlását az 1. ábrán mutatjuk be. A HUMI értékei 1,06 és 1,31 között változnak.
1. ábra: A hidrometeorológiai tényező poligon módszerrel szerkesztett területi eloszlása
2.2 Domborzati tényező A domborzati tényező előállításához első lépésként egy domborzati modellt kellett elkészíteni, amelyhez Gauss-Krüger vetületű 1:25000-es méretarányú térképeket használtunk fel. A katonai térképek főszintvonalai 2,5 méterenként vannak megírva, esetenként 1,25 méteres felező vonalak is fel vannak tüntetve. Ezeket a helyenként nem folytonos vonalakat kellett digitális formába hozni. Az elkészült digitális állomány vonalaihoz hozzárendeltük a papírtérképről leolvasható magassági adatokat. A digitális terepmodell (2. ábra) és az elemzéshez használt 1x1 km-es rácsháló segítségével meghatároztuk az egyes cellákra a reliefenergia értéket, vagyis az 1 km2-en belüli magassági szintkülönbséget méterben kifejezve. A domborzati mutató kialakításához a kapott értékeket a diszkrét pontok tengerszint feletti magasságával és az előforduló legkisebb magasságértékkel korrigáltuk. A domborzati tényező térképet a 3. ábra szemlélteti. A tényezőt a következőképpen határoztuk meg: Domborzati tényező = (tengerszint feletti magasság / 75) * relief energia 3
A tengerszint feletti magasság vizsgálati területünkön 75-170 méter között változik, tehát a reliefenergiát korrigáló szorzó tényező 1,0-1,8 közötti.
2. ábra: Digitális terepmodell
3. ábra: Domborzati tényező térkép
4
A legutóbbi vizsgálatainknál a digitális terepmodellt a FÖMI által forgalmazott DDM10 adatbázis felhasználásával készítettük el, amivel jelentős minőségi javulást értünk el a felbontás terén.
2.3 Talajtani tényező A talajtani tényezőt a talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak megfelelő numerikus indikátorral történő jellemzése alapján állapítottuk meg. Térbeli és tematikus alapként a Kreybig-féle talajismereti térképsorozat térinformatikai feldolgozásaként épülő Kreybig Digitális Talajinformációs Rendszer (KDTiR) geometriai állományait használtuk, amihez a tájtermesztési térképlapok ismeretanyagát is integráltuk (Szabó et al., 2000). A térképsorozat feltünteti a talajok mezőgazdasági szempontból kiemelkedő jelentőségű kémiai és fizikai tulajdonságait. A Kreybig-féle térképeken feltüntetett, fizikai talajtulajdonságok alapján elkülönített csoportokat (Kreybig, 1938) a Várallyay és munkatársai által kidolgozott vízgazdálkodási kategóriákkal, és a vízvezető, áteresztő képességgel korreláltattuk (2. táblázat), és ezekből vezették le a belvíz-érzékenységet jellemző tulajdonságot (Várallyay et al., 1980). A kvantifikált talajtani mutató tematikus tényezőtérképként került ábrázolásra. 2. táblázat: Az egyes Kreybig-féle osztályok besorolása vízgazdálkodási kategóriákba A talaj-vízgazdálkodási kategóriák Megfeleltethető A terület vízborítás után hajlamos-e fizikai talajféleségük szerint (Várallyay et Kreybig-féle belvízképződésre? al., 1980) osztályok (1.) homok V. nem hajlamos (2.) homokos vályog IV. gyengén hajlamos (3.) vályog I. közepesen hajlamos (4.) agyagos vályog II. hajlamos (5.) agyag III. (VI.) nagyon hajlamos (6.) enyhén szikes, v. pszeudoglejes t. VII./1-2. (VI.) hajlamos (7.) erősen szikes t. VII./3. (VI.) nagyon hajlamos (8.) tőzeg, kotu VIII., X. nagyon hajlamos (9.) sekély termőrétegű t. (IX.) talajképző kőzettől függ Jelmagyarázat: I. Jó víztartó és vízvezető képességű talajok (vályog); II. Közepes vízvezető képességű, a vizet erősebben tartó talajok (nehéz, agyagos vályog); III. Gyenge vízvezető képességű, a vizet erősen tartó, erősebben repedező talajok (agyag); IV. Nagy vízvezető képességű, még jó víztartó talajok (könnyű -azaz homokos- vályog); V. Igen nagy vízvezető képességű, gyengén víztartó talajok (homok); VI. Jó vízvezető képességű, a vizet igen erősen tartó talajok (magnéziumos talajok); VII. Szikes talajok; VII/1. mezőgazdasági művelésre alkalmas, gyengén szikes talajok; VII/2. mezőgazdasági művelésre feltételesen alkalmas szikes talajok; VII/3. mezőgazdasági művelésre nem alkalmas, erősen szikes talajok; VIII. Tőzeges talajok; IX. Köves, kavicsos talajok; X. Időszakosan vízállásos, vízjárta területek.
Ahhoz, hogy a készülő belvíz-érzékenységi térkép ne veszítse el kapcsolatát a korábban kidolgozott, Várallyay-féle 9 talajvíz-gazdálkodási kategóriával összhangba hozott 1:25.000-es adatállománnyal, a tájtermesztési térképek kategóriarendszerét néhány összevonással, illetve kiegészítéssel hozzákapcsoltuk a Várallyay-féle osztályokhoz (3. táblázat). Azokra a kategóriákra, melyekre a jelkulcsban nem volt érték, becsült értékeket
5
adtunk. A becsléssel elsősorban az adott csoportnak a többi kategóriához való viszonyát igyekeztünk számszerűsíteni (Kreybig, 1956).
3. táblázat: Kapcsolat a Várallyay-féle talaj-vízgazdálkodási kategóriák és a tájtermesztési kategóriák között Várallyay-féle talaj- Korábbi vizsgálat Megfeleltethető ún. Megadott vízvezető Átlagolt, vízgazdálkodási során figyelembe tájtermesztési képesség, mm/óra illetve becsült kategória, fizikai vett víznyelési kategória (tájterm. jelkulcs vízvezetőtalajféleség szerint sebesség, IR alapján) képesség érték (mm/óra) (mm/óra) (1.) homok 500 (1.,3.) 40-60 50 savanyú/karbonátos, nem humuszos homok (1.) homok 500 (2.,4.) 20-40 30 savanyú/karbonátos, humuszos homok (2.) homokos vályog 325 (23-30) 26 (3.) vályog 125 (5.) kitűnő vályog és 15-30 23 öntésiszap-talajok (3.) vályog 125 (6.) felszínben 15* savanyú, kitűnő minőségű vályog- és agyagtalajok (4.) agyagos vályog 85 (10-15) 13 (5.) agyag 60 (7.) Igen erősen 5-15 10 kötött, savanyú mészigényes agyagok és vályogok (6.) enyhén szikes, v. 30 (10.) enyhén szikes 11** pszeudoglejes t. talajok, mezőgazd. (6.) enyhén szikes, v. 30 (11.) enyhén szikes 5 pszeudoglejes t. talajok, feltételesen mezőgazd. (7.) erősen szikes t. 10 (12.) erősen szikes 1*** talajok (8.) tőzeg, kotu 0 (9.) tőzeg és kotus talajok (9.) sekély -1 (8.) sekély termőrétegű t. termőrétegű talajok * Az 5. kategóriához tartozó alsó érték. ** Az A és B szintben a művelés keverő hatása érvényesülhet. *** A mérés a gyakorlatban nagy szórást mutat, a duzzadás és a felszíni repedezettség bizonytalanná teszi.
A származtatott talajtani tényező (numerikus indikátor) a 3. táblázat ötödik oszlopában szereplő átlagolt, illetve becsült vízvezető-képesség érték, amely mm/óra helyett cm/óra egységben lett megadva. Ennek térképe a vizsgálatba vont 3 megye területére a 4. ábrán látható.
6
4. ábra: A talajtani tényező területi eloszlása a Dél-alföldi régióban
2.4 Földtani tényező A földtani tényező meghatározásához a felszínközeli vízzáró képződmények elhelyezkedését és vastagságát vettük figyelembe. A tényezőtérképet az Alföld komplex földtani térképezése során kapott fúrási adatok és megszerkesztett térképek feldolgozásával készítette el a Magyar Állami Földtani Intézet. Az egyes képződmények vízáteresztő képességét a Rónai András által kidolgozott ún. agyagossági százalék megállapításával végezték. Az egyes mintákban a 0,02 mm szemcseátmérő alatti frakció súlyszázaléka meghatározható (az agyag és finomkőzetliszt aránya), amely a vízzáróság szempontjából mérvadó. A vízzáró vastagságát és a felszínhez viszonyított mélységét különálló térképeken ábrázolták, majd a két fedvény összedolgozása eredményezte a talajtani tényező térképet. A térinformatikai feldolgozásnál a tényezőtérképek minden diszkrét pontjához egy értékmátrix szerint rendeltek értékeket (4. táblázat). A kapott tényezőértékek fordítottan arányosak a belvízképződés mértékével. A belvizesedés előfordulásának valószínűségét a legfelső vízzáró réteg felszínhez viszonyított helyzete és vastagsága növelheti, vagy csökkentheti (5. ábra). 4. táblázat: A földtani tényező a legfelső vízzáró réteg felszínhez viszonyított helyzete és vastagsága alapján Vastagság Mélység Vízzáró a felszínen <2 m 2-4 m 4-10 m >10 m <1 m 0,2 1,8 3,6 4,8 5 1-2 m 0,1 1,5 2,7 4,2 5 2-4 m 0,1 0,9 1,8 3,4 5 >4 m 0,1 0,3 1,1 3,0 5 Legveszélyesebb Legkevésbé veszélyes 0,1 >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>5
7
5. ábra: Földtani tényező térkép
2.5 Talajvíz tényező Az elővizsgálatokat követően összesen 160 db talajvízszint észlelő kút adatait használtuk fel (1966-2006). A Duna-Tisza közi hátság problematikája miatt kénytelenek voltunk kettébontani adatsorainkat, mégpedigt az 1966-1987-ig és az 1988-2006-ig terjedő időszakra. Mindkét időszakból leválogattunk két-két évi maximumot, amelyeket végül átlagoltunk. Ez az érték méterben fejezi ki a talajvíz tényező értékét (6. ábra). Talajvíz tényező (NVátlag) = NV1 (1966-1987) + NV2 (1966-1987) + NV3 (1988-2006) + NV4 (1988-2006) / 4
Minél nagyobb a mutató értéke, vagyis minél mélyebben van a talajvíz, annál kisebb a belvízképződésnek a lehetősége. A térbeli interpoláció során egy adott pontban a vizsgálandó paraméter értékének meghatározásához a környező pontokban mért adatokat használtuk föl, amelynek során a különböző távolságú pontokat nem ugyanakkora súllyal, és a hatástávolságon kívüli pontokat egyáltalán nem vettük figyelembe (Rónai, 1961). A térbeli becsléshez a ko-krigelést alkalmaztuk, ami egy olyan matematikai eljárás, amely lehetővé teszi, hogy egyszerre két, egymástól függő paraméterrel végezzünk becslést, a kettő közül az egyik paraméterre. A mi esetünkben az volt a cél, hogy a talajvíz értékeket az általunk meghatározott talajvízkutak NVátlag értékei közötti területeken az egyszerű lineáris interpoláció helyett a domborzathoz igazítsuk. Ezzel a módszerrel kiküszöböltük azt a hibát, amely a lineáris interpoláció hibájából adódhat, miszerint keletkezhetnek olyan pontok, illetve területek a talajvíz térképen, ahol a talajvíz szintek indokolatlanul meghaladják a terepszintet, tehát nem a valóságot tükrözik.
8
6. ábra: Ko-krigeléssel módosított talajvíz tényező térkép
2.6 Földhasználati tényező A földhasználati kategóriák a CORINE adatbázis alapján különíthetők el, melynek segítségével osztályozhatjuk őket a belvízképződésben betöltött szerepük fontossága szerint. A belvíz-veszélyeztetettségi szintézistérkép szerkesztéséhez az egyes földhasználati kategóriák az 5. táblázat szerinti értékekkel jellemezhetők. A számértékek nagyságrendjét úgy választottuk meg, hogy az illeszkedjen a többi tényező értékéhez. Minél kisebb a belvízi veszélyeztetettség, annál nagyobb a földhasználati tényező értéke. A földhasználati tényező területi eloszlását a 7. ábra szemlélteti. 5. táblázat: A földhasználati tényező értékei a földhasználati kategória szerint Földhasználati kategória Földhasználati tényező 1. Mesterséges felszínek 0,6-1,0 2. Mezőgazdasági területek 2.1. Szántóföldek 0,3-1,0 2.2. Állandó növényi kultúrák 2,5 2.3. Legelők 0,6 2.4. Vegyes mezőgazdasági területek 0,5-2,0 3. Erdők és természetközeli területek 3.1. Erdők 1,0-5,0 3.2. Cserjés és/vagy lágyszárú növ. 0,6-3,0 3.3. Növényzet nélküli, vagy kevés növ. 0,3-0,6 4. Vizenyős területek 0,1 5. Vízfelületek 0,1
9
7. ábra: Földhasználati tényező térkép
2.7 Belvíz-gyakorisági térkép Elemzéseinkben a vizsgálati területen található Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóságok (ATI-KÖVIZIG, KÖR-KÖVIZIG, ADU-KÖVIZIG) által regisztrált belvízi elöntési maximum értékek kontrúrjait ábrázoló térképi állományokat dolgoztuk fel. A vizsgálati időszak kiválasztásánál törekedtünk arra, hogy a lehető legteljesebb körű képet kaphassunk a belvízi elöntésekről. A feldolgozás során az alábbi évekre vonatkozó belvízi elöntési térképeket vizsgáltuk az ATI-KÖVIZIG működési területének vonatkozásában: 1957, 1959, 1962, 1963, 1965, 1967, 1982, 1986, 1987, 1993, 1999, 2000, 2001, 2003, 2004. Mivel a fenti adatbázis az alábbi években kialakult belvízi elöntések tekintetében nem tartalmazott információkat, így az azokra vonatkozó elöntési térképek feldolgozására adathiány miatt nem volt lehetőségünk: 1995, 1997, 1998. A KÖR-KÖVIZIG működési területére vonatkozóan az alábbi években észlelt elöntéseket dolgoztuk fel: 1957, 1958, 1962, 1963, 1965, 1966, 1967, 1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1985, 1986, 1987, 1991, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2003. A térképek alapján megállapítható, hogy a vizsgálati területen tapasztalt releváns belvízi időszakot lefedték a térképek, így az azokból levont következtetések mértékadónak tekinthetők. Az ADU-KÖVIZIG területén regisztrált belvízi elöntések ábrázolása az 1960-2005. közötti időszakra állt rendelkezésünkre. A vizsgálat során az Igazgatóság belvízvédelmi összefoglaló jelentéseire támaszkodtunk. A dokumentációk átvizsgálása után az alábbi esztendők belvízi elöntései kerültek feldolgozásra: 1963, 1964, 1965, 1966, 1969, 1970, 1971, 1972, 1974, 1975, 1977, 1999, 2000, 2003, 2004, 2005. Az Egységes Országos Vetületi rendszerbe transzformált elöntési térképekből ArcWiev szoftver segítségével előfordulási gyakorisági térképet készítettünk, amelyet a regressziós vizsgálatok során, mint függő változót használtunk fel. Az összedolgozott elöntési térképeket a 8. ábra szemlélteti. 10
8. ábra: Belvíz-gyakorisági térkép
3. Területi regressziós vizsgálatok, szintetizált térképek A területi regressziós vizsgálatok célja megállapítani az általunk vizsgált és meghatározott befolyásoló tényezők milyen súlyát a belvíz-veszélyeztetettség kialakításában. Ehhez alkalmaztunk kétváltozós-, illetve többváltozós regressziós vizsgálatokat, ahol a „függő” változók minden esetben a belvíz-gyakorisági értékek voltak. Az egyes megyéket különkülön és együtt is vizsgáltuk, az alábbiakban a Dél-alföldi régió eredményeit mutatjuk be.
3.1 Regressziós vizsgálatok értékelése A kétváltozós vizsgálatok szerint a Dél-alföldi régió együttes vizsgálatában is a talajtani tényező mutatja az elöntéssel a legszorosabb kapcsolatot (6. táblázat). 6. táblázat: Az egyes tényezők közötti kétváltozós kapcsolatok korrelációs együtthatója Elöntés Talajtan Földtan Földhasználat Domborzat 1,000 -0,377 -0,255 -0,249 -0,183 Elöntés -0,377 1,000 0,631 0,458 0,368 Talajtan -0,255 0,631 1,000 0,316 0,447 Korrelációs Földtan együttható Földhasználat -0,249 0,458 0,316 1,000 0,325 -0,183 0,368 0,447 0,325 1,000 Domborzat -0,227 0,118 0,191 0,202 0,412 Talajvíz
Talajvíz -0,227 0,118 0,191 0,202 0,412 1,000
Ezt követi a földtani és a földhasználati tényező, majd a talajvíz tényező és a sort a domborzati tényező zárja. A többváltozós kapcsolat vizsgálatok eredménye szerint is a Dél-alföldi régió együttes vizsgálata során a talajtani tényező hat legjobban a belvízelöntésre (7. táblázat), ugyanis ennél a legnagyobb a parciális korrelációs együttható
11
értéke (-0,329). A sorban ezt követi a talajvíz tényező, majd a földhasználati tényező, végül a földtani és a domborzati tényező, amelynek értéke a pozitív tartományba is átmegy. 7. táblázat: A parciális korrelációs együttható és a standardizált koefficiens értékei Konstans Talaj Földtan Földhasználat Domborzat Talajvíz Parciális korrelációs együttható -0,259 -0,004 -0,067 0,040 -0,187 Nem standardizált koefficiens (B) 1,976 -0,221 -0,002 -0,076 0,022 -0,151
A többváltozós vizsgálat alapján az elöntés mutatószáma az alábbi regressziós egyenlettel számítható: Elöntési mutató = 1,976 – 0,221 Talaj - 0,002 Földtan – 0,076 Földhasználat + 0,022 Domborzat – 0,151 Talajvíz
A többváltozós kapcsolat szorosságát jellemző többszörös korrelációs együttható értéke R = 0,424.
3.3 A szintetizált eredménytérkép bemutatása A szintézistérképek szerkesztését a többváltozós regresszió vizsgálat alapján lehet elvégezni, amelyben a „független” változók a belvízképződést befolyásoló kiválasztott tényezők, a „függő” változó, pedig a belvíz-gyakorisági térképről meghatározható elöntési érték, az elöntés relatív gyakorisága. A tényezők közötti arányok meghatározását követően a hidrometeorológiai tényezővel megszoroztuk a regressziós egyenlettel kapott elöntési mutatókat. A képletek alapján elkészítettük a Dél-alföldi régió (9. ábra) belvízveszélyeztetettségi folttérképét.
9. ábra: A Dél-alföldi régió belvíz-veszélyeztetettségi térképe
12
A színek – a zöldtől a sárgán keresztül a vörös különböző árnyalataiig – jelzik a belvízi veszélyeztetettség fokozatait. A zöld és a sárga színnel jelölt legkevésbé veszélyeztetett területeken a KBM értéke 7,0-nél kisebb, a világos vörös árnyalatú foltok (KBM = 7,0111,0) közepesen veszélyeztetett területnek számítanak, míg a sötétebb vörös árnyalatú foltok (KBM > 11,0) az erősen veszélyeztetett területeket jelölik. A Dél-alföldi régió belvíz-veszélyeztetettségi szintézistérképe az alábbi Komplex Belvíz-veszélyeztetettségi Mutató alapján készült: KBM = (1,976 – 0,221 Talaj - 0,002 Földtan – 0,076 Földhasználat + 0,022 Domborzat – 0,151 Talajvíz) * 5 HUMI
A Dél-alföldi régióról készült szintézistérképet vizsgálva, a korrelációs vizsgálatok eredményét is figyelembe véve, elsősorban a talajtani és a földtani tényezőtérképekkel találunk szorosabb összefüggést. Az eredménytérképen az erősen veszélyeztetett foltok azokon a helyeken jelentkeznek elsősorban, ahol valamilyen talajgenetikai, földtani okból rossz vízháztartású (szolonyec v. szoloncsák szikesek), vagy fiatal kifejlődésű talajtípusok (pl. öntéstalajok) találhatóak.
4. Összefoglalás Vizsgálataink célja, hogy a Dél-alföldi régió területére a belvízképződést befolyásoló főbb tényezők térképes adatainak felhasználásával megszerkesszük a terület belvízveszélyeztetettségi térképét. Ehhez a következő 6 fő tényezőt határoztuk meg: hidrometeorológiai tényező, domborzati tényező, talajtani tényező, földtani tényező, talajvíztényező, földhasználati tényező. Minden tényezőt egyetlen számértékkel jellemeztünk, olyan számmal, amely vizsgálataink szerint legjobban kifejezi az adott tényezőnek a belvízképződésben játszott szerepét. A felsorolt tényezők térképeit digitális formában fedvényként egymásra illesztettük és egy regressziós egyenlet segítségével differenciált módon összegeztük az egyes tényezőket. A regressziós egyenleteteket úgy állítottuk elő, hogy az egyes befolyásoló tényezőket, mint „független” változókat, a tényleges belvízi elöntésekből meghatározott elöntési gyakorisággal, mint „függő” változóval vetettük össze. Az így kapott Komplex Belvízveszélyeztetettségi Mutatóból szerkesztettük meg a végső szintézistérképeket. Az általunk használt belvíz veszélyeztetettség meghatározás számos fejlesztési lehetőséget rejt magában. Az egyes tényezők meghatározásánál és térképre szerkesztésénél az adatok megbízhatósága nagymértékben függ az adatok forrásától és a feldolgozás módszerétől. A szintézistérképünk jelen állapotában megyei léptékű vizsgálatok elvégzésére alkalmas, de az alapadatok finomításával kistáj szintű vizsgálatok elvégzésére is alkalmassá tehető. A távérzékelés és a GIS eszközeinek használatával az egyes tényezők elemzésénél pontosítás érhető el. A meglévő adatbázisunk aktualizálás után (a jelen vizsgálatok után jelentkező rendkívüli hidrológiai események adataival történő kiegészítés) alkalmas arra, hogy matematikai-statisztikai módszerekkel megbízhatóságát növeljük.
5. Köszönetnyilvánítás A belvíz-veszélyeztetettségi térképezést a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Természeti Erőforrások Főosztálya támogatta.
13
5. Felhasznált irodalom Kreybig L. 1938. Általános magyarázó a talajtérképekhez. M. Kir. Földtani Intézet, Budapest. Kreybig L. 1956. Az agrotechnika tényezői és irányelvei, Akadémiai Kiadó, Budapest. Rónai A. 1961. Az Alföld talajvíztérképe, Magyarázó a talajvíztükör felszínalatti mélyésgének 1:200.000-es méretű térképéhez. A térkép az Országos Vízügyi Főigazgatóság támogatásával a Magyar Állami Földtani Intézetben készült az országos kútkataszter adatai alapján. Budapest. Szesztay K. 1958. Tájékoztató adatok a vízfelületek párolgásáról. Vízügyi Közlemények, 40 (2): 178-204. Szabó J., Pásztor L., Bakacsi Zs., Zágoni B. és Csökli G. 2000. ‘Kreybig Digitális Talajinformatikai Rendszer (Előzmények, térinformatikai megalapozás). Agrokémia és Talajtan 49 (1-2): 265-276. Várallyay Gy., Szűcs L., Rajkai K., Zilahy P. és Murányi A. 1980. Magyarországi talajok vízgazdálkodási tulajdonságainak kategóriarendszere és 1:100.000-es méretarányú térképe. Agrokémia és Talajtan 29 (1-2): 77-112.
14
