TALAJERÓZIÓ A BALATON-VÍZGYŰJTŐN (GIS,térinformatika,térkép,geodézia)


   
 
 

TALAJERÓZIÓ A BALATON-VÍZGYŰJTŐN

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 

Talajerózió a Balaton-vízgyűjtőn

 

Kertész Ádám - Márkus Béla (EFE FFFK) - Ricter Gerold (Uni Trier)

MTA Földrajztudományi Kutató Intézet,

1062 Budapest, Andrássy út 62.

 

 

Bevezetés

A talajerózió vizsgálata nemcsak a mezőgazdasági hasznosítású területek talajvédelme szempontjából fontos, hanem abból a szempontból is, hogy a lepusztult, lemosott és nem helyben felhalmozódott talaj, valamint a vele együtt távozó környezetszennyező kemikáliák - műtrágyák, peszticidek, herbicidek stb. hova kerülnek. Hasonlóképpen fontos tisztázni, hogy egy vízgyűjtőre érkező vízmennyiségnek mi lesz a sorsa, abból mennyi marad helyben a vízgyűjtőn és mennyi távozik. A növénytermesztés szempontjából a rendelkezésre álló víz rövid távon fontosabb, mint az, hogy milyen ép a talajszelvény. A talajerózió vizsgálata tehát csak a lefolyás-beszivárgás viszonyok megismerésével együtt ad teljes képet a felszínen-felszínközelben lejátszódó geomorfológiai folyamatokról, gyakorlati- talajvédelmi és növénytermesztési szempontból is csak a talaj- és vízmennyiség sorsának együttes nyomonkövetése lehet eredményes.

Magyarországon, ahol a talaj a legfontosabb természeti erőforrás, a talajerózió és a talaj vízkészletének vizsgálata és az ehhez kapcsolódó talajvédelem döntő jelentőségű.

A talajerózió Magyarországon

Magyarország területének talajeróziós károsodására vonatkozóan több becslés ismeretes. STEFANOVITS P. (1964) felmérése szerint az ország területének mintegy 25%-át (2297 ezer ha-t) sújtja a víz általi talajpusztulás. STEFANOVITS P. , DUCK T. (1960a, 1960b) az ország mezőgazdasági területén folytattak felmérő térképezést. Ennek alapjául talajszelvények vizsgálata szolgált. A térképezett területen először egy ép, a talajeróziós folyamatoktól érintetlen szelvényt vettek fel, amely az összehasonlítás alapját képezte. Három fokozatot definiáltak: gyengén erodáltnak minősítették a talajt, ha az eredeti (összehasonlító) szelvény 70%-a megmaradt, közepesen erodáltnak, ha ez az érték 70 és 30% között volt, és végül erősen erodáltnak, ha az eredeti talajszelvényből 30%-nál is kevesebb maradt meg.

ERŐDI B. et al. (1965) számításai szerint évente hozzávetőlegesen 50 millió m3 talaj pusztul le, más becslések szerint évi 90-100 millió m3 a talajpusztulás mértéke. Amint látjuk, a becsült értékek igen nagy ingadozást mutatnak, ez a tény pedig minél több és pontosabb mérést szorgalmaz.

A talajeróziós folyamatokat számos tényező befolyásolja, ezért az átlagértékek nem igazán informatívak, a területi különbségek jelentősek. Közismert, hogy a talajpusztulás mértéke nemcsak regionálisan más és más, de egy adott kisvízgyűjtön belül, sőt egy adott lejtő mentén is egymástól jelentősen különbözik. Mindez a mérések, ill. extrapolációjuk fontosságát húzza alá.

STEFANOVITS P. - VÁRALLYAY GY. (1992) a talajeróziót országosan jellemző adatokat az alábbi (1. sz.) táblázatban foglalták össze:

 

1. táblázat

A talajerózió Magyarországon (Stefanovits P. - Várallyay Gy. - 1992 - nyomán)

 

1000 ha

A teljes terület

%-ában

A mezőgazdasá-gi terület

%-ában

Az erodált

terület

%-ában

Országterület

9303

100

-

-

Mezőgazdasá- gi terület

6484

69,7

100

-

Szántó

4713

50,7

73,0

-

Erodált

terület

2297

24,7

35,3

100

erősen

erodált

554

6,0

8,5

24,1

közepesen

erodált

885

9,5

13.6

38,5

gyengén

erodált

852

9,2

13,2

37,4

 

 

A talajpusztulás vizsgálata a Balaton-vízgyűjtőn

A Balaton-vízgyűjtő talajeróziós folyamatainak vizsgálata két szempontból is felvetődik. Egyrészt a vízgyűjtő országos szempontból kiemelkedő fontosságú üdülőterület, amelynek legfontosabb természeti kincse maga a tó. A talajeróziós folyamatok következményeként a tóba - főként a vízgyűjtőn folyó mezőgazdasági tevékenység következtében - hordalék- és különböző szennyező anyagok (műtrágyák, növényvédő szerek stb.) kerülnek. A talajerózió mértékének becslése fontos tehát egyfelöl a tó ökorendszerének megőrzése szempontjából.

A Balaton-vízgyűjtőt érintő Zala, Veszprém és Somogy megyében az erózió mértéke így alakul (STEFANOVITS P. - VÁRALLYAY GY. 1992, 2. sz. táblázat):

2. Táblázat

Az erózió mértéke néhány dunántúli megyében

(Stefanovits P. - Várallyay Gy. 1992 nyomán)

 

Teljes mező- Teljes ero- Erős Közepes Gyenge

gazdasági dált terü- erózió erózió erózió

terület let

(1000 (1000 (1000 (1000 (1000

ha) ha) % ha) % ha) % ha) %

Me-

gye

Teljes mező-gaz-

dasá-gi terü-let

(1000

ha)

Teljes

ero-

dált terü-

let

(1000

ha)

 

 

Teljes

ero-

dált terü-

let

%

Erős

erózió

(1000

ha)

Erős

erózió

%

Köze-pes

erózió

(1000

ha)

Köze-

pes

erózió

%

Gyen-

ge erózió

(1000

ha)

Gyen-

ge

erózió

%

Vesz-prém

292

147

95

63

43

59

40

25

17

So-mogy

396

247

85

144

58

52

21

51

21

Zala

217

320

81

37

12

162

51

121

37

 

 

 

 

Másfelöl felvethető a talajvédelem, ill. az erózió elleni védelem általános kérdése is, hiszen az erózió a talaj termékenységét gátló tényezők közül hazánkban a legnagyobb területet érinti (vö. VÁRALLYAY GY. 1979). Tekintettel arra, hogy véleményünk szerint is a talaj az ország legfontosabb természeti erőforrása (vö. VÁRALLYAY GY. 1979, LÁNG I. 1980, STEFANOVITS P. 1981), valamint arra, hogy a Balaton-vízgyűjtő jelentős részén mezőgazdálkodás folyik, szükség van az erózió - területenként különböző - értékének becslése alapján az erózió mértékének minimálisra történő csökkentésére. E második kérdésfelvetés szorosan kapcsolódik az elsőhöz, hiszen a talajpusztulás mértékének csökkentése révén a tóba is kevesebb hordalék és szennyezőanyag jut.

Felismerve a Balaton-vízgyűjtő eróziós pusztulásának jelentőségét, azzal nemcsak az országos léptékű talajeróziós térképezés részeként (MATTYASOVSZKY J. 1953, DUCK T. 1960, STEFANOVITS P. 1964), hanem önállóan is foglalkoztak (VIZITERV, VITUKI, TAKI). DEZSÉNY Z. (1981, 1982) az erózióveszélyeztetettség térképezésével foglalkozott a Balaton K-i medencéjében, továbbá összehasonlító vizsgálatokat végzett két részvízgyűjtő között. Tekintettel arra, hogy vizsgálatai az általunk kiválasztott részvízgyűjtőt is érintik, megállapításaira később még visszatérünk.

A Balaton vízgyűjtő 5775 km2, (96 részvízgyűjtőből áll), 4 eltérő felépítésű részből áll: Ny-on a Zala-vízgyűjtő (2622 km2) a legnagyobb részvízgyűjtő, amely kaptúrával került a Balatonhoz, D-en nagykiterjedésű, meridionálisan elnyúló vízgyűjtők jellemzők, szelíd dombság, kis reliefenergia, míg az É-i vízgyűjtő felszíne tagolt, rendkívül változatos (felépítés, talaj, földhasznosítás), több, főleg kisebb részvízgyűjtőből áll, végül egy alföldi jellegű, keskeny sáv tartozik hozzá a K-i részen. A déli vízgyűjtő nemcsak a természetföldrajzi viszonyok tekintetében változatos, hanem mezőgazdasági hasznosítása tekintetében is.

Az alábbiakban az É-i részvízgyűjtővel foglalkozunk, az ún. "Balaton-felvidékkel".

Felismerve az eróziós folyamatok jelentőségét, 1989-ben az MTA és a DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) közötti együttműködés keretében realizálandó projektet ("Balaton-projekt") indítottunk, amely az alábbi célkitűzéseket kívánja megvalósítani:

- a talajerózió által okozott talaj- és tápanyagveszteség mérések alapján történő becslése a Balaton É-i, a Zala vízgyűjtővel csökkentett részvízgyűjtőjén;

- a talaj- és tápanyag lehordás (bevitel) jelentőségének tisztázása a Balaton ökorendszer szempontjából;

- megfelelő ellenintézkedések kidolgozása a vízgyűjtőn és ezáltal

- a tó ökorendszerének megőrzéséhez kivánunk hozzájárulni.

A projektet magyar részről az OTKA (1277. sz.), az MTA, külföldi együttműködőként a DFG, továbbá az USA-beli Earthwatch Alapítvány támogatja. A támogatását valamennyi támogatónak ezúton is köszönetet mondunk.

A tó vízgyűjtőterületének nagyságára és az ezzel együtt járó változatosságra való tekintettel eleve nem vállalkozhattunk a teljes vízgyűjtő vizsgálatára.

Az É-i részvízgyűjtő természetföldrajzi vonásai a D-iétől jelentősen különböznek, a Zala-vízgyűjtő pedig az É-i részvízgyűjtő többi részétől eltérő adottságú, ez indokolta a kutatási területnek a fentiek szerint történő meghatározását. Megemlítjük továbbá, hogy a Zala-vízgyűjtő talajeróziós, ill. környezetszennyezési viszonyaival JOLÁNKAI G. (1976, 1979), JOÓ O. (1978), LENDVAI Z. et al. (1981, 1982), DEZSÉNY Z. - LENDVAI Z. (1986) részletesen foglalkoztak.

 

Módszer

A fenti célkitűzéseket számítógépes modellezéssel kívánjuk megvalósítani. A modellezést először egy mintaterületként szolgáló kisvízgyűjtőn végezzük el. Három modell alkalmazása jöhet szóba: a Wischmeier-Smith-féle modellé, a CREAMS és az EPIC modelleké. Tekintettel arra, hogy a legtöbb nemzetközi tapasztalat a terepmunkára, terepkísérletekre épülő Wischmeier-Smith módszerrel kapcsolatban gyűlt össze (USLE: Általános Talajveszteségbecslési Egyenlet), továbbá, hogy az EPIC még ma is részben kísérleti stádiumban van, a CREAMS modell alkalmazásával kapcsolatban is számos nehézség merülhet fel, a metodikát az USLE-hez dolgoztuk ki. Ennek sikeres alkalmazása után kísérletet teszünk a másik két modellel is.

- Első lépésként egy olyan kisvízgyűjtőt választottunk ki, amely a vizsgálat tárgyát képező É-i részvízgyűjtőt jól jellemzi, ahol a zavaró faktorok száma minimális és nagysága is megfelelő. E meglehetősen általánosnak tűnő feltételrendszer konkrét jelentését rögtön megértjük, ha a modellterület kiválasztásának indokait az alábbiakban végignézzük.

Részletes terepbejárás alapján az Örvényesi-Séd vízgyűjtőjét választottuk ki. A vízgyűjtő területe kb. 25 km2, a vízfolyás hossza 8.1 km. A kiválasztott vízgyűjtő a következő előnyöket kínálja.

A vízgyűjtőn különböző kőzet- és talajtani felépítésű felszíneket találunk és a földhasznosítási kép is eléggé tarka. A zavaró körülmények szinte teljesen kizárhatók. Az É-i részvízgyűjtőn gyakoriak a mesterséges eredetű tavak, az is előfordul, hogy az egyik vízgyűjtőből a másikba való vízátvezetéssel találkozunk. Mivel a terület jórészt a Pécselyi-medencében fekszik, így a másutt oly jellegzetes, sűrű és a Balatonfelvidékre is felnyúló beépítés szerepe igen csekély. A szóban forgó vízgyűjtőt a TAKI és a VITUKI szakemberei már vizsgálták, így kontrolladatok is rendelkezésre állnak (vö. DEZSÉNY Z. 1984., JOLÁNKAI G. 1982, 1984, 1986, JOLÁNKAI G.-DÁVID L. 1983, VÁRALLYAY GY.-DEZSÉNY Z. 1979). A vízgyűjtő nagysága is megfelelő, az alkalmazni kívánt talajeróziós modellek hozzávetőlegesen eddig a területi határig megbizhatóak. További előny az örvényesi vizimalomnál működő vízmérce.

Kétségtelen hátrány, hogy a vízgyűjtő több részmedencéből áll, így a lepusztult talaj jelentősebb része a medencében halmozódik fel. A patak esésgörbéjén meredek és enyhe lejtésű szakaszok váltakoznak, így a patakmederben történő üledékképződés mértéke is változó.

Az előnyök és hátrányok mérlegelése, azoknak a VITUKI és a TAKI szakembereivel való megvitatása után ez a vízgyűjtő mutatkozott a legalkalmasabbnak, ezért döntöttünk mellette.

E kisvízgyűjtő részletes modellvizsgálata feltétele az É-i részvízgyűjtő többi részére történő extrapolálásnak.

- Következő lépésként az Örvényesi-Séd vízgyűjtőjéről olyan földrajzi információs rendszert szervezünk, amely két fő részből áll: egy digitális terepmodellből és ennek derivátumaiból, valamint a felhasználandó talajeróziós modell(ek)hez szükséges geofaktorok digitalizált térképeiből. A FIR elsősorban az USLE alkalmazását szolgálja. Az USLE tényezőinek értelmezése közismert, ezt itt nem részletezzük. Az alábbiakban az egyes tényezők (RKLSCP) meghatározásának módszerére térünk ki.

- Az esőenergia meghatározását (R faktor, W.H. WISCHMEIER - D.D. SMITH 1978) a környékbeli csapadékmérő állomások omrográf szalagjainak kiértékelése alapján végeztük.

- Az LS faktort a digitális terepmodellből vezettük le.

- Az É-i részvízgyűjtő legfontosabb talajtípusai K tényezőinek (W.H. WISCHMEIER-D.D. SMITH 1978), valamint a legfontosabb földhasznosítási típusok eróziós tulajdonságainak meghatározása helyszini mesterséges esőztetési kisérletek útján történt. A C és P faktorok meghatározása céljából a terület gazdaságaiban végeztünk adatgyűjtést.

- Tekintettel arra, hogy az alkalmazott számítógépes becslési eljárások mesterséges esőztetésen alapulnak, továbbá, hogy a szimulációs kísérletek kalibrálásához a természetes esők hatását regisztráló mérésekre is feltétlenül szükség van állandó terepi mérőállomás létesítésére.

- Csapadékesemény esetén naponta, csapadékmentes időben hetente végzünk vízhozam méréseket Örvényesen, a vizimalomnál. Minden alkalommal vízmintát is veszünk, lebegtetett hordalék és kémiai vizsgálatok céljából.

- A modell alkalmazásának alapfeltétele a morfotópok terepen való elkülönítése. Majd ezek további tagolása a földhasznosítás szerint és az így nyert területfoltok további felosztása a talajviszonyok alapján. A modellt azután ezekre a mozaikszerű területfoltokra alkalmazzuk. A morfotóp olyan területi egység, amelyen a lefolyás iránya állandó, ugyanakkor a morfotópon belül nincs irányított vízösszegyűjtés (völgy, delle).

- Azoknak a területi egységeknek az elhatárolása, amelyek a modellépítés során egységesnek tekintendők, terepmunka alapján történt (pedotópok, morfotópok stb. elkülönítése, földhasznosítási- és talajtérképezés, talajeróziós károk helyszini felvételezés).

- A modell kontrollját az Örvényesi vízmércénél mért, ill. a modell alapján számított lefolyásértékek összehasonlítása, továbbá az ott vett vízminták alapján a lebegtetett hordalék és a tápanyag kivitel meghatározása (laboratóriumi vizsgálatok alapján) jelenti. A kontroll lehetőségeit korlátozza, hogy a lejtőről a lejtőlábon át a patakba való hordalékszállítás nem mérhető, csak szimulálható. További problémát jelent a patakmederben történő lerakódás, ill. a medererózió. E problémák ellenére sem mondhatunk le modellszámításaink imént vázolt ellenőrzéséről, hiszen e nélkül az extrapoláció nem volna lehetséges.

 

Eredmények

Eddig elért eredményeinket röviden az alábbiakban foglaljuk össze.

Az Örvényesi-Séd vízgyűjtőn meghatároztuk az USLE tényezőit.

Az eső-energia (R-faktor) meghatározását a környékbeli, ombrográffal felszerelt meteorológiai állomások adatai alapján végeztük (a VITUKI adatai, amelyekért ezúton is köszönetet mondunk).

Az adatfeldolgozás részletezésétől eltekintünk, csak a legfontosabbakra utalunk. Minden csapadékeseményt külön értékeltünk, majd 10 perces pluviofázisokat dolgoztunk fel (minimum 0,1 mm/10 min csapadék volt a követelmény). Meghatároztuk a csapadékmennyiséget és az óránkénti intenzitást (I60), valamint az esőenergiát pluviofázisonként, az ismert képlet (W.H. WISCHMEIER-D.D. SMITH 1978) alapján.

 

Az alábbi állomások ombrográf szalagjait dolgoztuk fel:

1. Balatonalaki 1979, 1981 - 1988

2. Balatonszemes 1979 - 1982, 1985 - 1988

3. Pécsely 1984 - 1985

4. Visz 1984 - 1985

Az utóbbi két állomást csak tájékoztató jelleggel vehettük figyelembe. Példaként (3. táblázat) Balatonakali adatainak éves összesítőjét mutatjuk be, mivel erről rendelkezünk a leghosszabb adatsorral, majd az egyes állomásokra számított átlagértékeket közöljük (4. táblázat).

Az R-faktor középértékei Balatonakali és Balatonszemesadataira vonatkozóan (49,57, illetve 59,21 MJ/ha) nem magas értékek. A számított, viszonylag csekély R faktor-értékek természetesen a mérési időszak nyári félévére vonatkozó eléggé alacsony csapadékátlaggal (300-350 mm) is összefüggenek. A 4. táblázat azt jól mutatja, hogy a vizsgált időszakban igen kevés nagyintenzitású csapadék fordult elő (kb. 5%). Az esőenergia kb. 60%-a ugyan a harmadik csapadékosztályból származik, igen jelentős az 5-12,5 mm közötti osztályba eső csapadékok esőenergiája is (kb. 30%). Pécsely és Visz adatait a rövid mérési időszakra való tekintettel csak tájékoztatásként közöltük.

A csapadékmaximumok minden állomáson május-júniusra, illetve augusztusra esnek. A júniusi és augusztusi EI értékek 12-17 MJ/ha között ingadoznak, de a 22 MJ/ha-t is elérhetik, ugyanakkor a nyári félév többi időpontjában 10 MJ/ha alatt maradnak. Ez természetesen a júniusi és augusztusi csapadékok nagyobb eróziós veszélyére utal.

Megállapítható az is, hogy az egyes évek R-faktor értékei sokkal erősebben ingadoznak, mint a csapadékmennyiségek. Balatonakali esetében például 29,8 MJ/ha a minimum és 85,6 MJ/ha a maximum (3. táblázat).

 

 

 

3. táblázat.

Az R faktor évenkénti értékei (nyári félév) a Balatonakali állomás adataiból

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1979

       

Csapadék-

események

száma: CSe

35

12

5

52

Csapadék-

mennyiség:

CSm (mm)

74,9

112,7

85,1

272,7

Esőenergia:

EI (MJ/ha)

2,59

17,72

9,52

29,83

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1981

       

CSE

89

17

4

110

CSm (mm)

95,9

118,6

69,2

283,7

Ei (MJ/ha)

4,40

11,56

37,10

53,01

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1982

       

CSE

76

13

8

97

CSm (mm)

102,9

98,5

152,6

354,0

Ei (MJ/ha)

4,44

17,08

64,06

85,58

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1983

       

CSE

44

8

4

56

CSm (mm)

73,7

59,7

91,4

224,8

Ei (MJ/ha)

5,08

8,95

25,03

39,06

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1984

       

CSE

83

13

9

105

CSm (mm)

104,1

105,4

187,2

396,7

Ei (MJ/ha)

5,74

19,69

41,72

67,15

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1986

       

CSE

65

12

3

80

CSm (mm)

56,9

98,6

49,0

204,5

Ei (MJ/ha)

2,50

9,78

19,75

32,03

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1987

       

CSE

110

19

4

90

CSm (mm)

138,6

144,6

79,8

363,0

Ei (MJ/ha)

5,81

27,26

16,80

49,87

3. táblázat (folytatás)

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1988

       

CSE

78

8

4

90

CSm (mm)

87,8

61,9

84,8

234,5

Ei (MJ/ha)

5,10

8,71

26,61

40,42

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

1989

       

CSE

83

10

5

98

CSm (mm)

86,2

76,5

85,0

247,7

Ei (MJ/ha)

5,19

10,02

33,93

49,14

 

 

 

 

 

4. táblázat.

Az R faktor egyes állomásokra meghatározott középértékei

 

 

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

Balatonakali

(9 mérési év)

       

Csapadék-

események

száma: CSe

73,7

12,4

5,1

91,2

Csapadék-

mennyiség:

CSm (mm)

71,2

97,4

98,2

286,8

Esőenergia:

EI (MJ/ha)

4,54

14,53

30,50

49,57

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

Balatonsze-

mes

(9 mérési év)

       

CSE

81,8

10,9

4,7

97,3

CSm (mm)

91,7

84,9

88,5

264,5

Ei (MJ/ha)

5,48

16,15

37,59

59,21

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

Pécsely

(2 mérési év)

       

CSE

57,5

16,0

8,0

81,5

CSm (mm)

74,4

124,0

161,7

360,1

Ei (MJ/ha)

3,60

15,55

48,99

68,14

 

Csapadékosztályok

 

< 5 mm

5-12,5 mm

> 12,5 mm

Összeg

Visz

(2 mérési év)

       

CSE

60,6

11,0

9,0

80,5

CSm (mm)

77,6

92,4

180,6

350,6

Ei (MJ/ha)

2,38

7,14

24,38

33,89

 

 

 

Ha a számítógépes vizsgálattal meghatározott R értékeket DEZSÉNY Z. (1982) adataival összehasonlítjuk, úgy jelentős különbségeket látunk. DEZSÉNY Z. sokkal magasabb értékeket számolt. Úgy gondoljuk, hogy tekintettel az eltérő számítási módszerekre a DEZSÉNY Z. által meghatározott, sokkal magasabb értékeket mutató R-faktor (eróziós potenciál) az általunk számítottal nem összehasonlítható.

A K tényező meghatározása mesterséges esőztetési kísérletek segítségével történt, részben a vízgyűjtőn, részben pedig a vízgyűjtőről a csákvári kutatóállomásra szállított és ott beépített 4 talajtípus feltalaján. A vízgyűjtő 4 különböző helyén a feltalajt - a felső 25 cm-t - teherautón Csákvárra szállítottuk és ott az in situ talaj eltávolítása után beépítettük.

A 4 különböző talajtípust egy 9o-os lejtőn, 8 m hosszú és 1 m széles parcellák formájában, ismétléssel (minden talajtípusból 2 parcella) építettünk be, hozzávéve ötödikként a csákvári in situ talajt. Igy összesen 10 parcella keletkezett, amelyekhez a lefolyásgyűjtő berendezéseket is kialakítottuk, illetve a parcellák alatt egy műszertároló folyosót építettünk fel.

 

Az öt talajtípus rövid jellemzése:

1. Köves-sziklás váztalaj dolomittörmelékes lejtőhordalékon, homokos vályog, Csákvár.

2. Váztalaj bazalttörmelékes pannon homokon, vályogos homok, Szt-György-hegy lejtője.

3. Földes kopár lejtőlöszön, agyagos agyag, Pécselyi-medence, felső lejtőszakasz.

4. Erdőtalaj lejtőhordaléka, vályogos agyag, Pécselyi-medence, delle alján.

5. Rendzina mészkövön, vályogos agyag, Pécselyi-medence, völgyoldali lejtő.

1989-ben megkezdtük a mérést a csákvári kutatóállomáson, a természetes esők erozív hatásának meghatározása céljából. A mérések DATABOX rendszerrel történnek, amelyeket komputerben tárolunk és saját fejlesztésű programok segítségével értékelünk. A talajpusztulás és lefolyás mérése mellett automatikus meteorológiai állomás is működik a területen.

A Databox-rendszert 1991-től közvetlen kábelcsatlakoztatással cseréltük fel.

A csákvári állomáson végzett kísérletek eredményeit az alábbi (5. és 6. sz.) táblázatok tartalmazzák.

 

5. Táblázat.

A felszíni talajréteg %-os törmeléktartalma szerint módosított K-tényező értékek

 

Parcella

1

2

3

4

5

0,35

0,19

0,24

0,14

0,27

0,27

0,17

0,21

0,13

0,26

 

6. táblázat.

A mesterséges esőztetési kísérletekkel meghatározott K tényező értékei

 

Parcella

X

Min

Max

Eltérés

95%-os

konfiden-cia inter-vallum

1

0,15

0,07

0,26

0,19

0,05-0,24

2

0,46

0,24

0,57

0,33

0,37-0,55

3

0,23

0,12

0,41

0,29

0,14-0,33

4

0,19

0,04

0,33

0,29

0,10-0,29

5

0,36

0,21

0,54

0,33

0,26-0,45

 

 

A LS faktorokat digitális domborzatmodellből vezettük le, a P és C tényezőket pedig részben becslés, részben helyszíni informálódás alapján határoztuk meg.

 

 

 

Az USLE alkalmazása

Az USLE alkalmazására 4 módszert dolgoztunk ki. Közülük hármat - egyelőre kísérletképpen - a vízgyűjtő egy kisebb területi egységén (Vászoly-környéki mintaterület) teszteltük, a negyediket pedig a vízgyűjtő egészére kipróbáltuk.

1. Módszer. R. G. Schmidt (1989) a talajeróziót mint a felszín vízerózióval szembeni ellenállóképességét értelmezi. A módszer U. Schwertmann (1981) koncepcióján alapul. Ennek lényege abban áll, hogy az ellenállóképesség legfontosabb tényezője a talajfelszín fizikai talajfélesége.

A K tényező számításához Wischmeier-Smith (1978) nomogramjait használtuk. Az így nyert K faktor értékeket a humusztartalom és a talajfelszínen lévő kőzettörmelék aránya alapján korrigáltuk. Az így korrigált értékeket ezek után 8 osztályba soroltuk a talajerózióval szembeni ellenállás szempontjából (RSE = Resistance against Soil Erosion).

Az LS faktort Schmidt módszerében a lejtőalak és a lejtőszög helyettesíti. Az első korrigált RSE értékek további pontosítása a lejtőalak szerint történt.

Az így módosított RSE értékeket a lejtőszög tartományok figyelembe vételével t/ha-ban adjuk meg. Az R és C faktorok figyelembe vétele további korrigálásra ad lehetőséget.

R. G. Schmidt hangsúlyozza, hogy a módszere segítségével kapott értékeket nem mint a talajveszteséget jellemző abszolút számokat, hanem mint a talajerózióval szembeni ellenállás tájékoztató értékeit szabad figyelembe venni. Az RSE meghatározását GIS módszerrel végeztük, az ARC-INFO program felhasználásával.

2. módszer. A 2. és a 3. módszer már valóban USLE számítás. Az USLE alapelvéből kiindulva, hogy tudniillik a táblákat, azaz jelen esetben a vegetációs poligonokat tekintjük a számítás alapjának - hiszen az USLE mezőgazdasági táblákra ad meg lepusztulási értékeket -, a lepusztulásértékeket e poligonokra számítottuk. Az USLE összes tényezőjét külön-külön térképen ábrázoltuk, e térképeket digitalizáltuk és külön-külön adatszintekként tettük el az adatbázisba. Ismét az ARC-INFO-t használtuk. A talajpusztulást ezen adatszintek metszetésével kaptuk meg egy-egy vegetációs poligonra. E poligonokon belül természetesen számos kis poligont adott a metszetés. Ezeket átlagoltuk a számítás alapját képező vegetációs poligonokra. Súlyozott átlagszámítással nyert eredményeinket értékeinket 6 osztályba soroltuk.

3. módszer. Ez a tulajdonképpeni és igazi GIS módszer, ugyanekkor nem felel meg az USLE eredeti keretfeltételének, nevezetesen a táblaméret alkalmazásának. A módszer annyiból áll, hogy az USLE faktorait ábrázoló térképeket egymásra helyezzük, metszetjük az ARC-INFO keretein belül. Ebből számos mini-poligon adódik. A számítást e kis poligonokra végeztük el, majd az így kapott értékeket osztályoztuk. Az eredményt az 1. ábra mutatja be. (Az 1. és 2. módszerről nem közlünk ábrát, mivel azok a 3.-hoz hasonlóak.)

4. módszer. Ez a módszer a morfotópokra mint területi egységekre alapoz és a talajveszteséget a morfótopokra határozza meg. Ez nem igazi GIS módszer, csupán GIS-szel támogatott. Tekintettel azonban arra, hogy az USLE eredetileg tábla méretű területfoltokra készült és ezeket nagyságrendileg az általunk definiált morfotópok közelítik meg a legjobban, végül is e módszert fogadtuk el általános érvényűnek és ezt alkalmaztuk a vízgyűjtő egészére.

A morfotópok határát a görbületi vonalak (dombhát-szerű és völgybevágás-szerű vonalak), a völgyek és dellék, az utak és földutak, továbbá az állandó vegetációjú területek (pl. erdő) határai adják meg.

A morfotópokat a lejtőkategóriák, pedotópok és az eltérő földhasznosítási módok alapján osztottuk tovább, amennyiben erre szükség volt. A 2. ábrán a vízgyűjtő lejtőkategória térképét, a 3. ábrán pedig a talajveszteség becsült értékét mutatjuk be.

 

Az eredmények értékelése

Minden egyes módszerrel kissé eltérő eredményeket nyerünk. Az 1. módszer nyilvánvalóan csak tájékoztató jellegű eredményt ad, amint az RSE definiciójából is következik.

Az első három módszer összehasonlítása azt sugallja, hogy az USLE kis poligonok esetén is jól alkalmazható, vagyis az USLE GIS-ben való megoldása javasolható. Ezáltal a talajveszteség számítógépes becslése, illetve e becslés extrapolálása más, hasonló adottságú területekre, - esetünkben az É-i vízgyűjtő egészére - lényegesen egyszerübbé válik. Amennyiben terepi kontrollmérések is rendelkezésre állnak, úgy az eredmények extrapolációja csupán a GIS módszer átvitelét jelenti majd a vízgyűjtő egészére.

A 2. módszer, azaz a vegetációs poligonokra való átlagolás nem mutatja az e poligonokon belüli, adott esetben igen jelentős különbségeket. Ezért e módszer alkalmazását annak ellenére sem javasoljuk, hogy ez áll az USLE eredeti koncepciójához a legközelebb. Az első három módszer közül a 3.-at találtuk a legjobbnak. Ahhoz azonban, hogy ennek a GIS módszernek a széleskörű alkalmazhatóságáról meggyőződjünk, további széleskörű, bizonyító erejű vizsgálatokra lenne szükség. Ezért végül is a 4. módszer alkalmazását javasoljuk, mert ezzel kapjuk a valósághoz legközelebb álló, ugyanakkor területi differenciákat is bemutató eredményt.

 

 

 

A talajerózió becsült értéke a vízgyűjtőn

Dezsény Z. (1982) hasonló nagyságrendű talajveszteség értékeket kapott (szántón 3,3-61,6 t/ha, rét-legelőn 1,6-2,5 t/ha, szőlő-gyümölcsösben 17,8-409,8 t/ha közötti értékeket).

A fenti adatok, valamint a 3. ábra egyértelműen bizonyítják, hogy a vízgyűjtőn a talajpusztulás jelentős mértékű. A nagymértékű felületi rétegeróziót tavasszal a nagykiterjedésű, kivilágosodott foltokon is láthatjuk, valamint eddigi talajvizsgálataink is igazolják.

A mezőgazdasági hasznosítású területek talajpusztulása következtében lebegtetett hordalék és szennyező kemikáliák kerülnek a patakba (7. táblázat).

 

 

 

7. táblázat

Az Örvényesi-Séd átlagterhelése és vízhozama

(10 év átlaga, a VITUKI 1970-80 közötti megfigyelései)

 

 

 

Vízhozam összes foszfor összes nitrogén összes lebegő anyag

m3/sec

mg/1

t/év

mg/1

t/év

mg/1

t/év

0,090

0,132

0,4

6,365

18,1

18,213

18,2

 

 

 

 

 

A fenti táblázat hibája, hogy a nagyintenzitású csapadékok alkalmával fellépő árhullámok hatását, amely az alapterhelés 5-10-szeresét is eredményezheti, nem regisztrálja.

Mivel a vízgyűjtőn nagyobb kommunális és ipari szennyező nincsen, a pontszerű szennyezőforrások szerepe alárendelt (Dezsény Z. 1982). Az Örvényesi-Sédben észlelt kemikáliák természetesen részben a karsztvízből is származhatnak (vö. pl. a Ca++ koncentráció magas aránya).

A vízgyűjtőn ugyanakkor a talajeróziót kiváltó és befolyásoló tényezők különbözőségéből adódóan helyenként különböző mértékű, de összeségében véve mégis igen jelentős mértékű a talajpusztulás és a lejtőn történő lefolyás. A vízgyűjtő felső részének medence jellegéből adódóan feltételezhető, hogy lepusztult talaj a lejtőn halmozódik át, illetve a medence alján felhalmozódik. Ennek ellenére jelentős a vízfolyás hordalék- és kemikáliákkal való terhelése, ami arra utal, hogy a lepusztult, lemosódott talaj egy része belekerül a patakba és ezáltal a Balatonba.

Az Örvényesi-Séd vízgyűjtője mintaterületként szolgál az É-i Balaton-vízgyűjtő egészére. Következő feladatként azt tervezzük megvizsgálni, hogy a mintavízgyűjtőn nyert talajveszteségi értékeket hogyan extrapolálhatjuk az É-i vízgyűjtő más területeire.

 

 

 

 

 

 

IRODALOM

Dezsény Z. 1981. A Balaton részvízgyűjtőinek összehasonlító vizsgálata az

erózióveszélyeztetettség alapján. - Doktori értekezés, Budapest.

Dezsény Z. 1982. A Balaton részvízgyűjtőinek összehasonlító vizsgálata az

erózióveszélyeztetettség alapján. - Agrokémia és Talajtan 31. No. 3-4. pp. 405-421.

Dezsény Z. 1984. "A lehetséges erózió térképezése és az erózióveszély

vizsgálata a Balaton vízgyűjtő területén." - Vizügyi Közlemények 66: 311-324.

Dezsény Z. - Lendvai Z. 1986. "A Zala vízgyűjtőjének eróziós viszonyai

és hatásuk a felszíni vizek minőségére." - Agrokémia és Talajtan, 35: 363-380.

Duck T. 1960a. Eróziós területek térképezése és értékelése. - MTA Agrátud. Oszt.

Közl. 18. pp. 431-442.

Duck T. 1960b. Magyarország dombos vidékeinek eróziós térképe. -

Agrártudomány 12, 10., pp. 17-22.

Erődi B.-Horváth V.-Kamarás M.- Kiss A.-Szekrényi B. 1965. Talajvédő

gazdálkodás hegy- és dombvidéken. - Mezőgazdasági Kiadó, Budapest. 463 p.

Jolánkai G. 1976. "Nonpoint source pollution from agriculture." -

Vízminőség időszerű kérdései, VIZDOK, Budapest, 28: 9-57.

Jolánkai G. 1979. "Review and evaluation of research on the

eutrophication of Lake Balaton." - Collaborative Papers, Int. Inst. for Applied Systems Analysis, Laxenburg.

Jolánkai G. 1982. Tapasztalatok a nem pontszerű terhelések modellezésével

kapcsolatban a Balaton vízgyűjtőjén. VITUKI Közlemények 36. pp. 148-156.

Jolánkai G. 1984. Talajerózióból és bemosódásból származó tápanyagterhelés

vizsgálata. - VITUKI,Budapest.

Jolánkai G. 1986. Non point Source pollution modelling results for an agricultural

watershed in Hungary. - Landuse impacts on acquatic ecosustems,

UNESCO/MAB Publ., Piren/CNRS. Proceedings of the Toulouse workshop.

 
Tartalom
<<< Előző fejezet               Következő fejezet >>>
 



 
 


©GIS Figyelő