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.
|