1. Gondolatok a belvíz definíció értelmezéséhez

Átírás

1 TISBELVIZEK A XX. ÉS XXI. SZÁZAD FORDULÓJÁN A VÍZÜGYI KÖZLEMÉNYEK KÜLÖNSZÁMAI IV. kötet Elemző és módszertani tanulmányok az évi ár- és belvizekről SZERKESZTŐ: DR. SZLÁVIK LAJOS Az és évi alföldi belvízelöntések kiértékelésének gyakorlati tapasztalatai Dr. Rakonczai János Csató Szilvia Dr. Mucsi László Kovács Ferenc Szatmári József * 1. Gondolatok a belvíz definíció értelmezéséhez A belvíz fogalma ma már szinte mindenki által használt, értett, de tartalmában mégis elég változatosan értelmezett fogalom. A belvíz tartalmi meghatározása körüli változásokat igen részletesen mutatja be Pálfai (2001), amikor a fogalom mintegy 150 éves hazai történetéből közel félszázat elemezve értékeli annak gyakran változó tartalmi jegyeit. Igen tanulságos az elemzésében az, ahogy a napjainkban is használt értelmezés után időnként újra előtérbe kerülnek túlhaladottnak tekinthető meghatározások. A belvíz definíció összegzése során Pálfai megállapítja, hogy a korábbi meghatározások tartalmilag megegyeznek abban, hogy a belvíz a sík vidékek időszakos, de meglehetősen tartós és viszonylag nagy területre kiterjedő jelensége, sajátos vízfajtája. Tartalmi különbözőségeket pedig három területen lát leginkább a fogalom változásában: 1. csak az ármentesített területeken, vagy az azokon kívüli felszíneken fordulhat elő, 2. csak a felszínen megjelenő nyílt víz, vagy az azt erősen megközelítő, agrotechnikai nehézségeket jelentő víz/talajvíz is tekinthető belvíznek, 3. a károkozás szükségszerűen része-e a fogalomnak. A mai gyakorlat a három kérdést többé-kevésbé eldöntötte: ma már ármentesített területeken kívül is értelmezzük a jelenséget, és a károsság sem tekinthető a definíció szükségszerű részének. A másodikként jelölt a tanulmányunkat is érintő kérdés azonban részben nyitott, mivel értelmezését a definíció alkalmazásának célja, illetve tágabb értelmezés esetén pontos területi maghatározásának bizonytalansága is befolyásolja. Véleményünk a már többé-kevésbé eldőlt kérdésekben megegyezik a gyakorlattal, ezért ezekkel részletesebben nem foglalkozunk. Fontosnak tartjuk azonban megjegyezni, hogy a károsság mennyire relatív. Egyik legjobb példája lehet ennek a Duna Tisza közéről kellő körültekintés nélkül (csak a rövid távú szempontokra figyelő) belvízelvezetés. Napjainkban, amikor a felszín alatti vízkészletek felértékelődnek, a belvizek vízkészlet-pótló szerepe is jelentős értékelési tényező lehet (azaz a rövid távon károsnak tűnő vízborítás tágabb összefüggésben szemlélve hasznos is lehet). A belvíz definíciójának értelmezését azonban célszerűnek tartanánk néhány vonatkozásban kiterjeszteni, esetleg részben másként körülírni. Fontos kiemelni (bár a különböző értelmezések a jelenség okait jól meghatározzák), hogy a belvíz természetes hidrológiai/hidrometeorológiai folyamok eredményeként alakul ki, még akkor is, ha közvetetten antropogén befolyásoltsága gyakran nyilvánvaló (Baukó-Dövényi-Rakonczai 1981). Csak praktikus okok (felmérhetőség, beavatkozási kényszer, stb.) indokolják az egyébként is viszonylagos nagyságrendi és időbeli szűkítést (tartós, nagy területre kiterjedő). Földrajzos megközelítésben a (szűkebben értelmezett) belvíz egy időszakos vízállás méretés időtartambeli megkötöttség nélkül. Hasonlóan inkább csak elvi jelentőségű az a Dr. Rakonczai János kandidátus, okl. középiskolai tanár, term. erőforrás-kutató szakmérnök, egyetemi docens, Dr. Mucsi László, PhD, okl. középiskolai tanár, egyetemi docens, Csató Szilva geográfus, PhD hallgató, Kovács Ferenc geográfus, PhD hallgató, Szatmári József okl. középiskolai tanár, egyetemi tanársegéd, Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi Tanszék Szeged, Pf. 653.

2 2 felvetésünk, miszerint a mai, érthetően praktikus értelmezést használva (mely nem csak az ármentesített területen ismeri el a belvíz megjelenését), vélhetően megengedhető lenne, hogy akár ne csak a síkságokra szűkítsük előfordulásuk lehetőségét. Az előző kevésbé lényeges megjegyzések mellett a gyakorlat szempontjából igen nagy jelentőségű a nem nyílt víztükörként megjelenő belvizek kérdése. Számunkra elég egyértelmű, hogy a fogalom tágabb értelmezését is praktikus ok, mégpedig az ilyen vizekhez kapcsolható káresemény indokolja. Sem a mezőgazdasági, sem az épület károk esetében nincs ugyanis különbség a felszínen megjelenő, illetve az azt majdnem elérő vizek között mindkettő belvízkár (ha képződési feltételei arra utalnak). Az igazi problémát azonban egy ilyen tágabb fogalomértelmezés esetében az elhatárolás bizonytalansága adja (s mindez kiegészül belvízképződés esetenként bonyolult genetikájával ahogyan erre Pálfai is utal, illetve cikkünk végén konkrét példát is adunk rá). A belvízelöntések térképezésére általában meghatározott okokból kerül sor: többnyire a védekezés szervezése vagy a káresemények felmérése a feladat. Ilyen esetekben pedig szükségszerű a fogalom bővebb értelmezése még akkor is, ha számos bizonytalansággal terhelt. A belvíz egy ilyen tágabb értelmezésben olyan időszakos többletvíz a felszínen vagy a talajban, amely közvetlenül természetes hidrológiai/hidrometeorológiai folyamatok hatására alakul ki. A belvíz ugyanakkor sajátos átmenetet is jelent a felszíni és felszín alatti vizek között. A Pálfai (2001) által értékelt tanulmányok a belvizek keletkezésének három fő okát jelölik meg: a csapadék (vagy tágabb értelemben azok a hidrometeorológiai körülmények, amelyek a víztöbblet kialakulását elősegítik, a vizek elszivárgását megakadályozzák), a feltörő talajvizek (az ún. föld árja), illetve az árvizek jellemző kísérő jelensége, a töltések előterében megjelenő fakadó vizek (pl. buzgárok). Célszerű azonban itt is apróbb kiegészítést javasolni. A belvizek kialakulásának fontos feltétele a táj felszínén olyan geomorfológia kialakulása, amelyik a felszíni lefolyást (akár időszakos okok miatt) akadályozza, vagy a többletvizek felszínen való megjelenését elősegíti. Fontos emlékeztetni arra, hogy a felszín alól feltörő belvizek kialakulásának két alapvető feltétele van: az előző időszak jelentős vízbevétel-többlete miatt kialakult magas talajvízállás, valamint olyan geomorfológiai helyzet, amikor lehetőség van arra, hogy egy mélyebben fekvő területeken a felszín alatti rétegek vízvezetése miatt feltörhet a környező területek talajvize. Az ilyen jellegű belvizekre kellő információ birtokában, elvben könnyebb lenne felkészülni (a gyakorlatban gondot jelent, hogy a két fajta belvíz együtt is jelentkezhet, valamint nincs kellő sűrűségű adatgyűjtő-hálózatunk). A kártételek elleni hatékony védekezés szempontjából a belvizek két fő csoportra célszerű bontani. Egyik típusuk az összegyülekezési belvizek, ilyenkor a lefolyást, párolgást, elszivárgást domborzati, klimatikus vagy szemcseméreti okok átmenetileg akadályozzák, vagy rendkívüli időjárási helyzetek (nagy csapadék, hirtelen olvadás) eredményeznek víztöbbletet. Az ilyen típusú belvizek megjelenése aránylag gyors, káros hatásaik elleni védekezés nehezebb. A feltörő, felszivárgó (árvízi vagy talajvíz eredetű) belvizek nem közvetlenül a felszíni csapadékból táplálkoznak (közvetett csapadék eredetük aligha vitatható), és kialakulásukra többé-kevésbé fel lehet(ne) készülni. Ezek ugyanis csak földrajzilag körülhatárolható helyen (jól meghatározható hidrogeológiai, geomorfológiai feltételek esetén), időben is többé-kevésbé előre jelezhetően alakulnak ki (feltéve, ha figyelemmel kísérjük az előzményeket). A gyakorlatban persze ezek az okok sokszor együttesen is előfordulnak, ami nehezebbé teszi a védekezést. Kutatásaink során megfigyeltük azt is, hogy bizonyos, az átlagostól eltérő hidrometeorológiai helyzetek, sajátos hidrogeológiai adottságok esetén hogyan gyakorolhatnak döntő szerepet a belvízképződési folyamatokban.

3 3 2. Belvizek térképezése, a felhasznált adatgyűjtési technikák A főként az alföldi területeket sújtó belvízelöntések nagyságának, pontos területi meghatározásának problémája fontos gazdasági kérdés. A felmérés célját szolgáló módszerek (terepi adatgyűjtés, légifényképek kiértékelése, űrfelvételek alkalmazása) összevetése sokat javíthat az eddigi egyoldalú adatgyűjtésen. A tényleges belvízi elöntések felmérése, térképezése és értékelése alapján állíthatók elő a belvíz-veszélyeztetettségi térképek. A vízügyi igazgatóságok hagyományos módon a terepi felméréseket a belvízvédelmi készültségek idején térképvázlatokra készítik el. A hatóságok által számunkra átadott ilyen elöntési térképek méretaránya (1 : és 1 : között változott), a térképezés módszere, részletessége és feltételezhető pontossága igen eltérő volt. A térképvázlatok alapján az évi legnagyobb elöntést áttekintő térképeken ábrázolják, melyeket a belvízképződést befolyásoló egyéb tényezőkről rendelkezésre álló adatok felhasználásával pontosítanak (Pálfai 1994). Az Alföld belvízi veszélyeztetettségét ábrázoló 1: es méretarányú térképsorozat (Pálfai 1994) az közötti időszak elöntési térképei és a terület domborzati, talajtani, földtani, területhasználati, belvízvédelmi, stb. térképei alapján készült el 1992-ben. A térképeket többek között az aktuális elöntési adatok alapján kívánatos időnként felújítani (Pálfai 1987). Ezt a célt szolgálja a FÖMI műholdképekre kidolgozott módszere (Csornai et al 2000), amelyik nagy területekre vonatkozóan ad lehetőséget a pontosabb felmérés elkészítésére, illetve a tanulmányunkban később bemutatott, légifelvételek kiértékelésén alapuló eljárás. A belvíz-veszélyeztetettségi térképezés előbbiektől eltérő módszere (Thyll-Bíró 1999, Bíró at al 2001), amikor a belvizet kiváltó, időben és térben viszonylagos állandóságot mutató tényezők térbeli elemzésével (digitális térképi állományok alapján készült kategóriatérképek sorozatos átfedéseivel) állítják elő a veszélyeztetettségi térképeket. Az így kapott eredmények értékelése, ellenőrzése azonban csak a tényleges belvízi elöntések ismeretében végezhető el, amelyhez ugyancsak szükség van a nagy területekre elkészített, több időpontból rendelkezésre álló elöntési térképekre. A belvízi elöntések kiterjedésének elhatárolására a különböző távérzékelési eljárások adják a leginkább objektív lehetőséget, s lehetőséget biztosítanak az időbeli változások regisztrálására (akár utólagos értékelésére is). A választott felvétel-típus függvényében biztosítják a szükséges területi pontosságot, lehetővé tehetik akár az operatív védekezés segítését is, sőt kedvező esetben akár a részleges előrejelzésre is alkalmasak lehetnek. A gyakorlati alkalmazáshoz azonban szükséges tisztában lennünk azzal, hogy mit várhatunk el az egyes módszerektől, mennyiben hasonlítható össze pontosságuk. Az ATIVIZIG-gel végzett korábbi tudományos együttműködésünk alapján került sor arra a vizsgálatsorozatra, melynek része volt a terepi belvízelöntési adatok és a távérzékelés során gyűjtött adatok összehasonlító értékelése különböző domborzati, hidrogeológiai tulajdonságú mintaterületeken. Tanulmányunkban elsősorban a műholdas (LANDSAT felvételeken alapuló, FÖMI által készített) kiértékelés, a rendelkezésünkre bocsátott (az ARGOS Stúdió által 1999-ben és 2000-ben készített) légi felvételezés illetve a Vízügyi Igazgatóságoktól származó terepi adatgyűjtés adatait kíséreltük meg összevetni. Kutatási eredményeink bemutatása előtt vázlatszerűen összefoglaljuk a különböző adatgyűjtési technikák legfontosabbnak ítélt jellemzőit Műholdas távérzékelés A műholdas észlelésen alapuló technikák közül a legkönnyebben alkalmazhatók a LANDSAT műhold multispektrális felvételei.

4 4 Előnye: egy-két felvétel elegendő akár az egész alföldi térség egységes kiértékeléséhez, az infravörös sávok kiválóan alkalmasak a nyílt belvízfelületek meghatározásához, vizes és száraz területek elhatárolásához, a feldolgozás gyorsan és szinte rutinszerűen elvégezhető egy megfelelő képfeldolgozó szoftware segítségével, megfelelő meteorológiai körülmények között egységes és jó a képminőség, kidolgozott és általánosan elfogadott osztályozási módszerek állnak rendelkezésre, az eljárás visszamenőlegesen is lehetővé teszi a pontos területi lehatárolást, a nyílt vízfelületek esetében az elhatárolás objektív Hátránya: a műhold két hetet meghaladó észlelési sűrűsége (a jelenleg üzemelő két műhold esetén a heti adatszolgáltatás biztosítható), amit a kedvezőtlen meteorológiai viszonyok tovább ronthatnak (felhőborítás), így a meteorológiai viszonyoktól függő, napról-napra változó belvíz kiterjedésének felmérésére csak igen korlátozottan használható, az előzőből következően a tényleges feldolgozás szükségszerűen időben csúszhat, a multispektrális felvételek tényleges felbontása kb. 30 m (kb. 0,1 ha), a termális felvételeké 120 m mindez maximum 1: vagy es térképezési pontosságot biztosíthat A légifényképezésen alapuló távérzékelés. Előnye: gyorsabb, időben pontosabban tervezhető adatszerzés, a jobb terepi felbontás miatt részletesebb terület-meghatározási lehetőség, ortokorrekcióval pontos eredményeket kaphatunk, szükséges esetben nagyobb operativitás. Hátránya: nagyobb terület esetén nagyobb munkaráfordítás (a sok felvétel transzformálása és geometriai összeillesztése miatt) ami azonban digitális ortokorrekcióval jelentősen gyorsítható, a kisebb spektrális felbontás miatt egyes felszínek azonosítása bizonytalanabb, az előző miatt különösen fontos lenne egyidejű terepi adatszerzés is, a légi felvételezés optimális idejének meghatározása nehéz Terepi adatfelvételezés Előnye: a leggyorsabb adatgyűjtési lehetőség, viszonylag olcsó, a növényzettel erősen fedett felszíneken is nagy biztonsággal alkalmazható. Hátránya: a területek elhatárolása nagyon szubjektív (különösen ott, ahol az nem könnyen megközelíthető), esetenként hiányos, változatos felszíneken gyakran sugall jelentős egyszerűsítéseket, a több terepi felmérő eltérő értékelési gyakorlata miatti adattorzulás (nehezen összevethető adatok),

5 5 az előbb felsorolt bizonytalanságok (adattorzulás, generalizálás, adatteljesség hiánya) általában nem önállóan, hanem együttesen, egy térképen megjelenve fordulnak elő, ami fokozza a pontatlanságot. a jelenleg alkalmazott térképek kis méretaránya. 3. A belvizes légifotótérképek kiértékelésének módszertani alapjai 3.1. A fotómozaikok készítése A kutatás előkészítő fázisában kiderült, hogy megfelelő pontosság elérése érdekében a vizsgálatban a kiválasztott légifelvételeket EOTR 1: es méretarányú topográfiai térképekhez, valamint részben az 1: es digitális térképi állományhoz célszerű transzformálni. A térképekhez történő képtranszformálás nélkülözhetetlen a földrajzi információs rendszerekkel (ERDAS, ARC/INFO, ArcView) való geometriai kapcsolat megteremtéséhez. A képtranszformálás során minimálisan 6 db felszíni illesztőpont volt szükséges felvételenként, de a korrekció során transzformált felvételekre átlagban 25 db-ot választottunk, így biztosítva a megfelelő pontosságot. Sikerült elérni, hogy az általunk megengedett hiba felső határa 1-1,5 pixel körül volt a felvétel minőségétől függően, ami 3-5 m-es pontosságot jelent A belvizes területek elhatárolása A korábbi módszertani jellegű értékelésünk tapasztalatait figyelembe véve a különböző kiértékelési lehetőségek közül a multispektrális osztályozás elveit alkalmaztuk. A multispektrális, digitális képek esetén a számítástechnika és a matematika eszközeivel lehetőség van a spektrális patternek tudományos elven működő felismerésére. Statisztikák készíthetők a pixelek spektrális tulajdonságai szerint, és a pixelek osztályozhatók matematikai feltételek alapján. Ezt a folyamatot két jól elkülönülő részre, a tréningre (betanításra) és a döntéshozási módszereket használó osztályozásra bontjuk. A tréning során a számítógépet fel kell készíteni, be kell tanítani arra, hogy felismerje az adatokon belüli csoportokat. A tréning az a folyamat, amikor meghatározunk a feltételeket, amelyekkel ezek a csoportok felismerhetők. Ezt a módszert az jellemzi, hogy végig a felhasználó irányítása alatt áll. Először a felhasználó a földrajzi ismeretek segítségével kiválasztja azokat a pixeleket, amelyek reprezentálni fogják az adott osztályt. A pixelértékek elemzése és a tematikus térkép osztályainak előzetes ismerete szükséges ehhez a módszerhez, így készítve fel a számítógépet a hasonló tulajdonságú pixelek azonosítására. A tréning eredményeként statisztikai paramétereken alapuló parametrikus pixelhalmazt jelölhetünk ki a földrajzi térben egy terület lehatárolásával. A tanulóterületek meghatározása után a kép pixeleit egyenként elemezve osztályozzuk és soroljuk be egy-egy döntési szabály (pl. maximum likelihood, illetve a legkisebb távolság módszere) szerint. A döntési szabály egy matematikai algoritmus, mely a tanulók adatai alapján végzi el a pixelek osztályba sorolását. A belvíztérkép elkészítésekor a tanulóterületeket a terepi tapasztalatok, a szintvonalas térképek mélyebb terepszintjei és a kép spektrális tulajdonságai alapján jelölhetjük ki. (Példaként említhetjük, hogy a Kardoskút környékét lefedő légifelvételeken az első fázisban 8 növényzeti, 2 talaj, és 5 vízborítási osztályt különítettünk el. Utóbbiak azonban nem konkrét, nevesített osztályok, ugyanis ezeket csak a pontos terepi felmérés után lehetne megnevezni.) Az osztályozás után ezeket összevonva általában 3 felszínborítási kategóriát adtunk meg: a) nyílt belvízfoltok, b) túlnedvesedett talajfelszínek és c) egyéb száraz területek (1. kép).

6 A képelőkészítés során szerzett tapasztalatok Az tényleges értékelést megelőző előkészítési fázisban több olyan gondot tapasztaltunk, amelyek megfelelő odafigyeléssel kiküszöbölhetők. Ezek jórészt a költségkímélés következményei, de jelentősen ronthatják a munka megbízhatóságát. Csak a legfontosabbakat kiemelve: a felvételek széle felé erősen romlik a képminőség, erős sötétedés (un. vignettálás) tapasztalható, ami a kisebb területi átfedés miatt különösen a repülési iránnyal párhuzamos széleken nem korrigálható. Emiatt szükségesnek látszik a repülési vonalak sűrítése, egy-egy részterület légifotózása kedvezőbben összeállítható képet ad, mint hosszú repülési vonalak választásakor, ugyanis az utóbbi esetben a csatlakozó területek megvilágítottsági viszonyai időközben jelentősen megváltozhatnak, tavaszi és őszi időszakban az alacsony napállás miatt kerülni kell az É D-i repülési irányt, mert az irányonkénti nagy fényvisszaverődési különbség jelentős értékelési gondokat jelenthet, mivel a földi felvételezés részletessége igen eltérő területenként, sokat lehetne javítani a kiértékelés pontosságán, ha a légifotók későbbi kiértékelője (lehetőleg a felvételezéssel egy időben) földi referencia vizsgálatot végezhetne. 4. A mintaterületek értékelése A Tiszántúlon hat, különböző felszíni adottságú terület összehasonlító vizsgálatát végeztük el tavaszának nagy belvízborítású időszakában (1. ábra), majd további értékelést végeztünk a évi felvételek segítségével. Az azonos vetületi rendszerbe és méretarányra transzformált adatforrások részletes összevetési lehetőséggel szolgálhatnak a különböző eljárások lehetőségeiről. Területenként általában 4 térképet készítettünk, illetve használtunk: a légifotók összemozaikolt képe (fototérkép), illetve erre illesztve a vízügy igazgatóságok terepi felméréseinek adatai, az előbbi fototérkép alapján irányított osztályozással készült belvízelöntési térkép, a FÖMI által műholdfelvételek alapján készített belvizes minősítés, a légi- és űrfelvételek alapján készült értékelés térképi összevetése.

7 7 1. ábra: A vizsgált mintaterületek elhelyezkedése a belvízöblözetek sorszámának feltüntetésével A képi adatokat statisztikai elemzésekkel egészítettük ki. Az értékelési folyamatban némi bizonytalanságot jelentett, hogy a különböző típusú felmérések időpontjai nem estek pontosan egybe, ami pedig a folyamatosan változó belvízfoltok miatt szükséges lenne. Az összehasonlítás pontosságának ezért fontos fokmérője lehet az egyes felmérések között eltelt idő. A mintaterületként kiválasztott területek igen különböző domborzati, hidrogeológiai helyzetűek, így lehetőséget adtak az értékelés legfontosabb területi sajátosságainak feltárásához Felső-szabolcsi belvízrendszer A mintaterület kiterjedése hektár, ami a teljes belvízrendszer 15,8 %-a. A terepi felmérés méretaránya 1: A fotomozaikra illesztett terepi adatok jó területi megegyezést mutatnak, alapos helyszíni munkát tükröznek. A légifelvétel a maximális elöntés területi adataival mutat jó egyezést (2. ábra). A feldolgozáson jó egyezést tapasztaltunk a műholdképek alapján történt értékelés és a légifénykép alapján készült belvíztérkép között. Különösen igaz ez, ha az értékelést összevontan (belvíz, vízzel átnedvesedett talaj) végezzük el. A természetes domborzati különbségekhez kapcsolódó kisebb elöntések (egykori medermaradványok) gyakorlatilag csak a légifotókon jelennek meg.

8 8 2. ábra: A különböző típusú belvizes területek megoszlása a Felső-szabolcsi mintaterületen (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Terepi felvételezés alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület 4.2. Bodrogközi belvízrendszer A kiértékelésre került terület 908 hektár, a belvízrendszer 1,5 %-a. (Technikai problémák miatt a feldolgozott légi anyagnak csak kisebb része került részletes kiértékelésre.) A március 10-i maximális belvízelöntés terepi adata a teljes területen vízborítást mutat. A légi és űrfelvételek időpontja ettől 9 nappal eltér, mely időszak alatt a belvízelöntés kiterjedése számottevően csökkent. A terület nyugati részén a távérzékelt adatok között megfelelő az összhang, a mintaterület keleti részén azonban a műholdkép vélhetően jobban mutatja a valós állapotot. 3. ábra: A belvizes területek megoszlása a Bodrogközi belvízrendszer vizsgált mintaterületén (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Terepi felvételezés alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület Hortobágy-Berettyó jobb parti belvízrendszer

9 9 A vizsgált terület nagysága 3205 hektár, a belvízrendszer 3,3 %-a. A fotómozaikra illesztett terepi felmérésnél gond az 1: es térkép pontossága (pontosabban a méretarányból fakadó bizonytalansága). Jól mutatja ezt, hogy kisebb területen a jelölt belvízelöntés az állandó vízfelületbe is benyúlik (2. kép). Az űrfelvétel és a légifelvétel adatait összevetve a jelentősebb nyílt vízfelületek jó egyezést adnak, a légifotókon azonban sokkal több apró vízrészlet felismerhető. A műholdkép felbontásának korlátozottságát jól érzékelteti, hogy a térkép DK-i részén látható állandó vízfelület partvonalánál a vízborítás mértékét eltúlozza, ugyanakkor a bővebb spektrális információk birtokában képes vízben álló növényzetet is elkülöníteni (vö. 3. és 4. kép). Az eltérő típusú vízfelületek összevetése során egyértelműen a légifotók adata látszik meggyőzőbbnek. A különböző módszerekkel kapott területi adatok összevetése során a légifelvétel adja a legnagyobb vízborítási értéket (1077 ha), a műholdkép belvizes és vízben álló növényzet összesített adata aránylag jó egyezést ad a terepi felmérések értékével, azonban ezek területi megoszlásának ismeretében már korán sincs ilyen egyezés(!). 4. ábra: A különböző típusú belvizes területek megoszlása a Hortobágy-Berettyó melletti mintaterületen (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Terepi felvételezés alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület 4.5. Hamvas-sárréti belvízrendszer A vizsgált terület kiterjedése 5573 hektár, a belvízrendszer 8 %-a. A terület kiértékelését több tényező is nehezítette. Mind a műholdkép, mind a légifelvételezés több időpont alapján volt összeállítható, de ezen túlmenően a terület egy részén a légi anyag felhőtakarás miatt nem volt hasznosítható. Ez a képhiány a határos területek felé a légifotók értékelését erősen rontja. Problémát okozott a fotók kiértékelésében a már említett vignettálás jelensége is (5.kép: 1. terület). A légifotómozaikon (6. kép) nagyon jól láthatóak az egykori folyómedrek, amelyek a vízbő időszakban szinte megújulnak. (A műholdas adatokon csak a legnagyobb formák jelennek meg.) A terepi felmérés korlátait mutatja, hogy a felszíni bejárás során jegyzett belvízhatárok még a legnagyobb belvízfoltot sem tudták pontosan azonosítani (lásd 5. kép 2. terület és nyíl). A légifotó és az űrfelvétel összevetése során a légi anyag látszik a pontosabbnak. A 7. kép 1.nyilakkal jelölt területein különösen jól látható a légifotók részletgazdagabb tartalma, míg a 2.területen a légifotó kiértékelési problémája miatt csak a

10 10 műholdkép mutat nyílt belvízfoltot. Az eltérő részletgazdagság oka a műholdkép kisebb felbontása, ami ilyen változatos területen a nagyobb pixelméret okozta átlagoló értékek miatt nem képes tükrözni a részleteket. A terepi felmérések alig-alig egyeznek a távérzékelt adatokkal. 5.ábra. A különböző típusú belvizes területek megoszlása a Hamvas-sárréti belvízrendszer mintaterületén (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Terepi felvételezés alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület 4.5. Élővíz-csatorna belvízrendszere A mintaterület nagysága 5183 hektár, a belvízrendszer 8,3 %-a. Az 1: es terepi felmérés (a maximális elöntés mértékét jelölve) és a távérzékelt adatok készítése között eltelt két hét következtében jelentős eltérés tapasztalható. A légifotó az űrfelvételnél nagyobb elöntést mutat, de a domborzati adatok és az analóg interpretáció alapján mégis az előbbi látszik valószínűbbnek. A légifotókat a terepi adatokkal összevetve nagyjából azonos belvízelöntést kapunk, azonban ez a területi eltérések miatt nem tekinthető mérvadónak. 6. ábra. A különböző típusú belvizes területek megoszlása az Élővíz-csatornai belvízrendszer mintaterületén (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Terepi felvételezés alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület

11 Sámsoni belvízrendszer A mintaterület nagysága 5319 ha. A vizsgált terület részben átnyúlik a Tisza Maros-zugi belvízrendszer területére is. A mintaterületről terepi felmérés nem állt rendelkezésre. A távérzékelt adatok összevetését nehezíti, hogy a műholdkép nyugati része március 3-án, keleti része pedig március 12-én készült, ugyanakkor a légifotó március 10-én. Ez is oka annak, hogy az egyezés a keleti részeken bizonyult jobbnak. Sajátos probléma, hogy a légi felvételen a Kardoskúti Fehér-tó nyugati része nem bizonyult nyílt vízfelületnek (vélhetően valamilyen számunkra nem ismert felvétel-készítési probléma miatt). Ez a tény a statisztikai értékelést rontja, azonban ettől függetlenül megállapítható, hogy a légi felvételezés alapján a belvízelöntés mértéke nagyobb. 7. ábra. A különböző típusú belvizes területek megoszlása a Sámsoni belvízrendszer mintaterületén (ha) Légifelvételek alapján Műholdkép alapján Belvizes terület Túlnedvesedett talaj Vízben álló növényzet Egyéb terület 5. Az értékelés legfontosabb általánosítható tapasztalatai A légi- és űrfelvételek jól kiegészítik egymás adatait, s az értékelés során többé-kevésbé az elméletileg is várható eltérések tapasztalhatók. A műholdfelvételek pontossága jelentősen romlik (a gyengébb felbontás miatt) azokon a területeken, ahol a felszín geomorfológiai okok miatt változatos, vagy a felszínborítottság a területhasználat miatt gyorsan változik! A légifelvételek részletességük miatt rendszeresen valamivel nagyobb belvízborítást adnak. Földi referencia hiányában azonban nem lehet meghatározni, hogy az erősen átnedvesedett felszín mikor jelenti a mezőgazdasági terület tényleges károsodását. A terepi felmérés több területen feltűnően eltér a légi- és űrfelvételek feldolgozásának adataitól. Ebben szerepet játszik az is, hogy a terepi adatok általában nem egy pillanatot, hanem egy időszakot (gyakran maximális elöntést) értékelnek. Bizonyos eltérések azonban ezzel nem magyarázhatók, s félve (a sértés szándéka nélkül) az is megkockáztató, hogy a földi értékelés a belvízelöntések pontos területi elhatárolásra esetenként nem használható, de az elöntött területek nagyságrendjének becslésére alkalmas lehet. Ebben a vizsgálati módszerben úgy tűnik legalább 1: méretarányú terepi felvételezés ad kielégítő referenciát a távérzékelt adatok számára.

12 12 6. A továbbhaladás megcélozható irányai Áttekintő értékeléshez továbbra is alkalmas lehet a LANDSAT műhold felvételeire alapozott kiértékelés. (Amennyiben a kiértékelést a felhasználó végzi, vagy a legújabb típusú olcsóbb felvételek is alkalmasak a hasonló pontosságú kiértékelésre, akkor az elemzés költségtakarékosabbá tehető.) Itt gond lehet, hogy a tavaszi és őszi időszakban a nagyobb felhősültség miatt nem biztos, hogy kapható jó időpontból származó adat től már rendelkezésre állnak az Ikonos műhold 1-4 méter felbontású felvételei. Anyagiak függvényében indokolt lenne ennek kipróbálása, mert technikailag ez számtalan korábbi gondot megoldana. Ugyancsak lehetne növelni a méretarányt a SPOT űrfelvételek használatával is (1: a pankromatikus és multispektrális együttes használata). Fontos szempont lehet azonban, hogy mindkét műhold adata jelentősen növelné a költségeket, de segíthetné az operativitást. Lényegesen gyorsítaná és pontosabbá tenné a kiértékelést, ha digitális domborzatmodell rendelkezésre állna a kritikus területekről. Miután azonban itt kis domborzati különbségű területekről van szó, az 1: topográfiai térképek digitális megjelenítésére, ezek aktualizálására, sőt kiválasztott modellterületen részletes terepi felmérésekkel (GPS) kiegészített pontosítására is szükség lenne. Néhány kiválasztott mintaterületen a digitális terepmodell, egy több időpontban elvégzett légifotózás, kiegészítve a terepi mérésekkel (nyílt vízfelszínek nagy pontosságú magasságmeghatározása, talajvíz megfigyelések), a belvízképződés pontos folyamatát is feltárhatná, majd a légifelvételekre alapozott operatív védekezés lehetőségeinek megszervezését is megalapozhatná. Az így készített célorientált adatbázis (egységes adatok, módszerek) nyitottsága miatt egyéb területeken is használható lenne. 7. Egy sajátos hidrometeorológiai és hidrogeológia helyzet együttes szerepe a belvízképződésben Bár nem közvetlenül kapcsolódik a területi kiértékelés folyamatához, mégis célszerű utalnunk egy, az elmúlt évek belvízi eseményei során megfigyelt jelenségre. A belvízképződés folyamatában általában kevésbé számolunk a távolabbi területek kedvezőtlen hatásival, s a hidometeorológiai előzményeket is legtöbbször a kedvezőtlenre fordulástól szoktuk értékelni. A belvízképződés azonban időnként csak tágabb összefüggésben érthető meg. Azt, hogy az önmagukban nem veszélyes hidrometeorológiai és hidrogeológiai helyzetek összekapcsolódása súlyos belvízproblémákat okozhatnak, jól érzékeltetheti egy jellemző, a szakirodalomban még nem elemzett példa, amely ben a Békés megyei Hunya és Kondoros községekben alakult ki. 1998, de különösen 1999 tavaszán a Maros-hordalékúp északi peremén elhelyezkedő két, a vizek által csak ritkábban veszélyeztetett, településben jelentős belvíz pusztított, miközben a délebbi, gyakrabban károsított településen nem, vagy alig jelentkezett a káresemény. A látszólag titokzatos esemény magyarázatát a terület geomorfológiája és az eseményeket megelőző telek meteorológiai helyzete adja. Mindkét évben a tél eleje aránylag csapadékos és ezzel egyidejűleg enyhe is volt, amit utána szárazabb és hideg időszak követett. Az enyhe időszak azonban lehetővé tette, hogy a téli csapadék szinte késleltetés nélkül elérje a talajvizet, s ennek következtében a talajvíz maximuma a szokásosnál 1-2 hónappal korábban alakulhatott ki. Ennek következtében a Maros hordalékkúp magasabb részein tavasszal száraz helyzet alakult ki, miközben a felszín alatt vélhetően egy talajvízhullám indult el az alacsonyabb

13 13 területek felé. A hordalékkúpon a talajvíztartó rétegekben egyébként is a terület geomorfológiája miatt az alacsonyabban levő peremi részek felé szivárog a víz (a felszínen ma is jól látható egykori folyómedrek durvább üledékei, pl. a Kondoros-völgy megkönnyítik ezt). Ez a sajátos felszín alatti vízszállítás az oka a területen föld árjaként ismert jelenségnek. A tavaszi nedves, belvízre hajlamos időszakban az altalajvízi helyzetben levő településeken ezt a felszín alatt haladó talajvíztöbbletet az egyébként felszíni csapadékkal is telített talaj már nem tudta befogadni, a beépített felszíni mélyedések pedig nem tudták továbbszállítani. A téli rendkívüli beszivárgás tehát lehetővé tette a hordalékkúp magasabb részeiről a talajvíz egy részének megszökését, s míg ott a szokásos helyzethez viszonyítva inkább vízhiány alakult ki, másutt kárt okozott. Így fordulhatott elő, hogy a belvizes területtől távoli (50-60 km-re) és a kritikus időszakot hónapokkal megelőző események jelentősen befolyásolták a káresemények mértékét. Irodalom Baukó T. Dövényi Z. Rakonczai J.: Természeti és társadalmi tényezõk szerepe a belvizes területek kialakulásában a Maros-hordalékkúp keleti részén. - Alföldi Tanulmányok. V. kötet Bíró T. Tamás J. Lénárt Cs.: Belvíztérképezés a területfejlesztés szolgálatában. A földrajz eredményei az új évezred küszöbén. In: A Magyar Földrajzi Konferencia tudományos közleményei CD kiadvány (ISBN ), Szeged Csornai G. Lelkes M. Nádor G. Wirnhardt Cs.: Operatív árvíz- és belvízmonitoring távérzékeléssel. Geodézia és Kartográfia, 2000/5. sz. Horváth G.: Belvíz Szabolcsban. Víztükör, 1997, 4. Pálfai I.: A belvíz definíciói. Vízügyi Közlemények LXXXIII. évf. 3. füzet Pálfai I.: A belvíz-veszélyeztetettség mértékének meghatározása. Hidrológiai Tájékoztató. 1987/10. sz. Pálfai I.: Az Alföld belvíz-veszélyeztetettségi térképe. Vízügyi Közlemények. LXXVI. évf. 3. füzet Rakonczai János Mucsi László Szatmári József Kovács Ferenc Csató Szilvia: A belvizes területek elhatárolásának módszertani lehetőségei. In: A Magyar Földrajzi Konferencia tudományos közleményei CD kiadvány (ISBN ), Szeged Szlávik L. Fejér L.: Belvizek és árvizek 1999 tavaszán. Természettudományi Közlöny 130. évf. 8. füzet Thyll Sz. Bíró T.: A belvíz-veszélyeztetettség térképezése. Vízügyi Közlemények. LXXXI. évf. 4. füzet Képek 1. kép: A Kardoskúti Fehér-tó környezete 1999 tavaszi belvízborításának összevont osztályozása (fekete: a Fehér-tó, kék: nyílt belvíz, sárga: belvízzel erősen átnedvesített talaj, zöld: száraz felszín) 2. kép: A Hortobágy-Berettyó jobb parti belvízrendszer légifotómozaikja és a terepi felmérések transzformált adatai 3. kép: A Hortobágy-Berettyó jobb parti belvízrendszer március 12-i légifelvételek alapján készült belvízborítottsága 4. kép: A légi és a műhold felvételek (FÖMI) alapján készült belvízborítottsági kiértékelések összehasonlítása a Hortobágy-Berettyó jobb parti belvízrendszerben.

14 14 5. kép: A Hamvas-sárrét belvízrendszer légifotó mozaikja (az 1999 március 11., 12. és 19-ei felvételek alapján) a terepi belvízi felmérés lehatárolásaival (a számok értelmezését lásd a szövegben) 6. kép: A Hamvas-sárrét belvízrendszer belvízborítottsága a légifelvételek alapján 7. kép: A Hamvas-sárrét belvízrendszerben tapasztalt belvízelöntés kiértékelése a légifotók és az űrfelvételek (FÖMI) alapján 8. kép: A 2000 tavaszán a Tiszazugban készült infravörös légifelvételeken jól tátható, hogy több helyen az utak és a csatornák is segítik a belvízképződést a felszíni lefolyás akadályozásával.