A KARSZTVÍZ B ES ZIV ÁR GÁS MEZÖINEK MÓDOSULÁSAI A DUNÁNTÚLI-KÖZÉPHEGYSÉG TERÜLETÉN FOGARASI SÁNDOR

Átírás

1 KARSZTFEJLŐDÉS V Szombathe/y, pp A KARSZTVÍZ B ES ZIV ÁR GÁS MEZÖINEK MÓDOSULÁSAI A DUNÁNTÚLI-KÖZÉPHEGYSÉG TERÜLETÉN FOGARASI SÁNDOR Szegedi Tudományegyetem, Éghajlattaní és Tájföldrajzi Tanszék, Szeged, Egyetem u. 2. Abstract: The Transdanubi an Mts. siores one of the mosl significant drinking water quantities ín central Eur~pe. The uti l izalion and protection of this water motivates t lu study of infiltration on this area. ln the /ast ftfty ytars there was strong amp/itude in the quantity of precipi/afion as wel! as i'!ft/tration. Since 1977 the infiltratim is below. since 1994 is above the average. The tempora/ conformalion of infiltration in the who/e TransdanuMan Mts. as weil as the data of some precipilalion measuring stations in the Balcony ratsed the question: how did the weight of certain area.r cr.ange wilhin the infi/tration of die who/e system in this period of time. If il has chanxed. how can be drawn a parallel wíth the change of absoklte infiltration of the who/e karst system. So the sllldy bringa uuj in strong relief the importance of territoriciity. The formula used for caleu/ation of anomolier :s unresponsive for the wide or littie i'!ft/tration of the gilen year. The formula shows how the i'!ft/tration of the gtven year on a g/1..-en place had a relation to the similor data of the Transdanubtan Mú., related to the simi/ar rate of the 47-year average. The resu/ú of the research have fallen short of e:cpectations. Calegoricai territarial transfer ín infi/tration has not occurred. However the diffusion of anoma/y fields is growing higher and higher, their direction is changing increasingly and earlter wry rare dijfusions took over. These changes can be connected time/y to the bigger rate altering of precipilalion and the absaiute va/ue of infiltration. The asped of territarial changes is simi/ar to the changes of absaiu/e infiltration and confums the assumplion of e/imul/c changes. Anyway, the chances ore that this process w or/u on not oniy on the absaiute measure of infi/tration, but also on ils territarial diffusion. Bevezetés A Dunántúli-középhegység K.özép-Európa egyik legjelentősebb ivóvízkincsét rejti. Ez a vizkészlet megújuló erőforrást jelent: a csapadék révén folyamatosan utánpótlódik, mintegy 1500 km 2 -es felületen (1. ábra). A vízmennyiség,,fonn(artható" hasznosítása nagyon fontos, hiszen a túlzott kitermelés a mennyiségi csökkenés mellett a szennyeződés veszélyét is jelentősen fokozza. A korábbi évtizedek tudatos túltermelésének következményei közismertek. A fenntartható kitermeléshez a beszivárgást kell meghatáromunk, Iniután a kiadási oldal természetes tényezőinek pontos meghatározása rendkívül nehézkes. A beszivárgás meghatározásához két dolog kell: a karsztvíz területekre teprezentatív éghajlati adatok és jó beszivárgás számítási módszer. Maga a beszivárgás alapvetően éghajlati tényezöktől filgg. A munka célja az volt, hogy a napjainkban sokat hangoztatott "éghajlatváltozásr " kimutassa vagy meglétét cáfolja a terület beszivárgási viszonyaiban. 195

2 ,..."'jl!ff, V!- ' "'3"" J. ábra A Dunántú/i-középhegység nyíltkarsztos területei Fig. I: Opened w r st territories in the Transdanubian Mts. Amennyiben ugyanis meghatározható egy változási tendencia a beszivárgásban, azt a vízgazdálkodásnak is figyelembe kell vennie. Jóllehet a karsztvízrendszer alapvetően egységes a Balaton-felvidéktől a Dunáig, ennek ellenére a beszivárgás súlypontjainak áthelyeződése - főleg helyileg, de regionálisan is - komoly következményekkel járhat. A beszivárgás számítása A beszivárgás számítását MA UCHA L. ( 1990) módszerével végeztem. Megalkotója között állt a Jósvafői Karsztkutató Állomás (VITUKI) élén. Az eljárást is ennek a területnek az adatai alapján dolgozta ki és a kárpát-medencei karsztokra a legnagyobb fokú egyezést mutatja a számított és a tényleges hozamok tekintetében (2. ábra). 196

3 NAGY TOHONYA FORRAS :. 1 TérTtE-FORRÁS irlóhk (#:ml~v l XIStltr ltl~ds1ffl v. /[\,:\ A,.. 7'\... '~---;~ A ~'\ Sz'!';;to!l 1 ~V ~'(l '----./ 'l ~~r, 19, Kapcsolati Médsu.r l i f J, i"tt""rl_t_f T j l l 1?50 IHS IP10!~ ti<! 2. ábra Az egyes beszivárgás számftási módszerek eredményeinek egyezése a tényleges vízhozammal (MAUCHA l nyomán) Fig. 2: Coliforrni ty of resu/ts of certaln infiitration caiculating methods wílh the effective water flow (afier L. MAUCHA 1990) A módszer évi nyers beszivárgásból, téli csapadék korrekcióból, tárolási korrekcióból, illetve hőmérsékleti és lefolyási korrekcióból áll. A beszivárgási eredmények tehát eredők, az adott év csapadéka (alaphozam) mellett a megelőző tél (a fent említett módszer alapján kb. ls%), az elmúlt két év csapadéka (kb. 6-7%) és a hőmérséklet is szerepet kap kialakításukban. A tételek j elentősége ebben a sorrendben csökken, az utolsó -esetünkben- gyakorlatilag elhanyagolható az Aggteleki-karszthoz rendkívül hasonló évi középhőmérséklet következtében. Miután az egyes elemek változékonysága térben és időben is rendkívül nagy, ezért a beszivárgás nagy eltéréseket mutat mindkét dimenzió mentén. A beszivárgási mezők változása A számítás 25 állomás, közötti, AJA UCHA L (l 990) módszerével számított évibeszivárgásátvette alapul (3. ábra). 197

4 A< '"'""'' neve Tengernint ftltltl Ilagassiga Imi tvt tibgos uap<ld~ka l95l-9s!jn o/ A hozzá tarto:tó btszív,rgúl tuoirtaagydra 11< N&.JI l"ilisszeathroizi Nagykoriest hrkatril Tardos Sdr /FtiJtlgallal Cúkber~ay Klncoubinya Kir" y súllis T«Bakooyountki~ Feny~f6 BoTZliV'r BakaDy WI v... p~m Herend Lökút Úrkót Tltli,odörj)gd Vlllll5 Hidegkllt /Mt ocsbtly/ 230m 360m 342m 350m 295m 201m 274m 222m ,5 665,5 621, ,8; 634,7 668,9 615,6 10,55 35,8 58,8 6,55 97,105 6,15 52,16? 52,16? 1,9? 1,97 85,73 191m 6()4,7 8,7 380m 724,4 79,82 463m 696,7 78,95 280m 691,1 1,1 212m 739,9 113,81 422m ,88 267m ,19 270m 651,6 61,39 341m 695,5 ll4,23 420!n ,5 400m 757,6 1 ~5,36 231m 691,1 158,1 220m 739,7 82, 2 j47m 670,6 9,28 310m 36,89 Ftla66n 280m 605, l 155,66 Oazt.n 309.2lm "'"' 14n.o7 kml A kérdőjeles terutetek a különbözö id&zakokban más állomások adatait is felhasználták. Ennetoka az éghajlati szempontm legmegfelelöbb állomások adathiánya volt 3. ábra. A vizsj}ílat soránfelhasznált állomások Fig. 3. Statiam where examination took place. Ahhoz a feltételezéshez, hogy a beszivárgásban területi változások történtek, az alapot az adta, hogy időben valóban változott a csapadék és így a beszivárgás is (4.. ábra). Ami nem látható az ábrán, hogy a beszivárgás száraz időszakot követő nagy mértékű emelkedése során az "időjárási Napijelentés"-ben megtalálható állomások alapján a maximumok áttevődtek a délkeleti, déli oldalakra (legalább is 1995 után). A területi változások bázisértékeit az 5, 6, 7, és 8. ábrák mutatják. Az 5. és 6. ábra közti különbség mutathatja a csapadékmennyiség tényleges csökkenését, de elképzelhető az is, hogy Péczely re vonatkozó adatai túlértékeltek. 198

5 Több esetben is kénytelen volt ugyanis extrapolálni, és ennek alapja a csapadékos ös időszak volt. r-~ ~ ~ , i Területarányos éves csapadék, téli csapadék és l l beszivárgás vái1dzása a Dunántúli-középhegységben i 1000 l l goo t ' l --::_-~~=~adé; l\, A,, 1 soo + l\ f\,\l\ l ' ''''~'-' f\ r \ l " \' ': / J ~~ Q)soo -'- l :t. l > ~ ~oo~! ~300 l~ l 200 'l,, " ~ l l--téli l ll, l l\ ll l \ \ ll, ~...,., 1\ l " \ J 1 ' \, 1 1, l r \ f \:,, \' " v ~~, 1 ~,! -v' v \ 1 \., {'.J 1 l t-r++++t-t h - H-+-t-+-r+ ++H+t+-H -+-H L J-t++t t++h+ 1 ~ ~ ~ i ~ ~ $ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~. csapadék. l. Beszivárgás ,...--j l 1 i 1 m m m m m m m m m m m m m m m m ~ l - ~ - ~ - - ~,~ ~ - ~ ~ ~ ~ ~ ev L ~ ~-- 4. ábra Grafikon a területarányos évi- és téli csapadék, valamint beszivárgás változásról /95 I -97 közölt Fig. 4: Diagram showing the area proportional chan1ing of annual and winter precipitatíon as wel/ as infiltration betwten ábra A Dunántú1i-középhegység évi csapadékát/agai PÉ"CZEL Y GY. nyomán ( ) Fig. 5: Annual precipilaiion averagesof the Transdanubian Mts. afier GY. PÉCZEL!i (J ). 199

6 6. ábra Az évi csapadek át/agai a Duntíntúli-kiJzéphegységben ( ) Fig. 6: Annual precipilalion averagesin the Transdanubian Mts. ( ). 7. ábra A téli csapadék ár/agai a Dunántúli-középhegységben ( ) Fi g. 7. Averagesof winter precipilalion in the Tran.sdanubian Mls. (J 95 J -97). 200

7 8. ábra A beszivárgás állagai a Dunántúli-középhegységben ( ) F1g. 8: Averages ofinfiltralior in the Transdanubian Mts. ( ). Ezen változások kimutatásához azt kellett felfedni, hogy milyen volt egy térség relatív súlya a beszivárgásban az adott évben a csaknem 50 évi átlaghoz viszonyítva. Ez a szám adott helyen, adott évben a következő képlettel került meghatározásra: - adott hely adott évi beszivárgása l Dunántúli-középhegység adott évi területarányos beszivárgása, - adott hely évi átlagos beszivárgása l Dunántúli-középhegység évi területarányos átlagos beszivárgása. Az így kapott eredmény tehát azt mutatja meg, hogy az adott területnek az egész rendszer beszivárgásában elfoglalt átlagos (relatív) súlya hogyan módosult az adott évben. Az így meghatározott értékek hasonló eloszlást mutatnak az adott hely sokévi átlagához viszonyított adott évi beszivárgással, viszont a vizsgálat szempontjából karakterisztíkusabbak. Ennek oka, hogy előbbi számítási mód esetén egy száraz vagy egy csapadékos évben a terület nagy részén negatív vagy pozitív eltérés alakul ki, a különbségek azon a tartományon belül mutatkoznak és a beszivárgás adott 201

8 állomás átlagához viszonyított változásait is mutatják. Ez a képlet viszont - miután a bázisszámban és az aktuális évi értékben is a teljes Dunántúliközéphegység ugyanazon időszakra vonatkozó területi átlagához viszonyít - biztosítja, hogy a kapott értékek csak a területek egymáshoz viszonyított eltéréseit világítsák meg. Az így kapott pozitív vagy negatív eltérés tehát azt mutatja, hogy adott hely adott évi beszivárgásának aránya a teljes terület (Dunántúliközéphegység) adott évi, területarányos beszivárgásához több vagy kevesebbet volt az közöttí átlaguk arányánál Ezeknek az anomália mezőknek az eloszlása (9. ábra) nem az előzetesen feltételezett eredményt hozta. Az 1950-es években a pozitív és negatív sávok váltakozása északnyugat-délkelet irányú volt, a relatív nagyobb súly a beszivárgásban évről évre kiegyenlítődött, egy évvel több esetben volt délnyugaton pozitív eltérés~ és egy esetben a középső területeken. Az átlagot jelentő l-es vonal jól szétbontható két félre különítette a Duná..ntúli-középhegységet (ezt nevezzük "klasszikus eloszlás" -nak), 2 ével kivéve. Egyik esetben 3 terület, a másikban 3 terület és egy folt keletkezett az egyes anomália területeket határoló görbék mentén. Az 1960-as években megváltozott a sávok eloszlása, irányítottságuk délnyugat-északkeletre módosult az esetek többségében. Itt is 1-gyel több esetben volt maximum a déli területeken, és egyszer volt megfigyelhető a központi térségben. Ami feltűnő változás az előző évtizedhez képest, hogy az anomália területek szórtsága rendkívül megnövekedett. Az 1950-es eloszlásokban döntő többségben tapasztalható 2 nagy mező az esetek felében volt csak megfigyelhető (l esetben itt is volt egy folt), a másik felében kimondottan kaotikus eloszlásokat találtam. Ez a tendencia folytatódott az 1970-es években is. A kaotikus eloszlások száma nem emelkedett ugyan, azonban 3 esetben már olyan méctékben volt szórt az anomália mező, hogy nagyobb egységes területeket és így irányultságukat sem lehetett megállapítani. A többi esetben a korábbi időszakhoz hasonló.an délnyugat-északkelet irányítottságú eloszlások voltak, eggyel több északias pozitívummal Az 1980-as években már csak l esetben nevezhető "klasszikus"-nak az eloszlás. Az évtized első felében dél-északi, másodikban délnyugatészakkeleti eloszlások voltak tapasztalhatók. 202

9 9a. ábra. Beszivárgási anomália mezök a Dunántúli-középhegységben az!950-es években (1960) Fig. 9a. Injiltratíon anoma/y fields in the Transdanubian Mts. in the J 950-s (!960). 9b. ábra Beszivárgási anomália mezók a Dunántúli-középhegységben az 1960-as években (/963) Fig. 9b. /njiltration anomalyjields in the Transdanubian Mts. in the 1960-s (1963). 203

10 9c. ábra Beszivárgási anomália mezők a Dunántúli-középhegységben az /970-es években (!978) Fig. 9.c. Jnfiltration anomalyfields in the Transdanubian Mts. in the 1970-s (1.978). l l ] +"r..,y'!~..._,.,, l. -!---"t-'.tjii'l'"'o<i.! 9d ábra Beszivárgási anomália mezők a Drmántúli-középhegységben az 1980-as években (1990) Fi g 9 d. lnfiltration anvmaiy fields in the Transdanubian Mts. in the 1980-s (l 990). 204

11 l i t t I r l.~~~ t 9e. ábra Beszivárgási anomália mezők a Drmántúli-középhegységben az /980-as években (1984) Fig. 9e Jnfiltralion anoma/y jields in the Transdanubian Mts. in the early /980-J (1984). 9f ábra Beszivárgás; anomália mezóka Dunántúli-középhegységben az!990-es években (1995) Fig. 9( /nfiltralion anoma/y fields in the Transdanubian Mts. in the 1990-s (1995). 205

12 Ez vezette be az 1990-es éveket, amikor is a mezök néhány évre nyugat-keleti irányítottságúvá váltak, majd ismét délnyugat-északkeletire változtak. Az évtized közepétől a maximum a hegység középső területein alakult ki. Az időszak első harmadának végén bekövetkezett váltás következtében tehát a beszivárgási mezők jellemző irányáról nem beszélhetünk. Másik jellemzője az 1990-es éveknek, hogy nem fordult elő "klasszikus" eloszlás. Összegzés A munka eredményeként azt állapítha~uk meg, hogy a hegység beszivárgásából nem valamelyik oldal súlya nőtt meg, hanem egyrészt az anomália mezök egyre i.'lkább széttöredeznek, kaotikussá válnak, (J O. ábra), másrészt pedig irányultságuk is egyre gyakrabban változik (ll. ábra; az 1950-es évekre jellemző mező irányultság időtartama lehet, hogy hosszabb, ugyanis a korábbi idöszakról nincsenek adataink, tehát fehér folt). Az utolsó három évben egymás után korábban rendkívül ritkán előforduló anomália eloszlás jelentkezett: a középső területeken voltak pozitív értékek. (1950-es években 1-szer, 1960-asban 1-szer, 1990-es évek elején 1-szer és között minden évben.) (12. ábra.) Ez a térképek tanúsága szerint semmiképpen sem magyarázható orográfiai okokkal ~ ~!~.:z!~=-=~in i l.. : 9 j 8 7 l 6 i e i ~ 5 t lll l i.4 l l; i 3 l 2 t l l L~ - 19-s as ~~-7_o_z;_~,._~~_'_J 10. ábra A "klasszikus" bes?.ivárgási anomália eloszlások száma a Dunántúli-középhegységben ( } Fig. 10: Number of dassic infiltration anoma/y diffusions in the Transdanubian Mls. ( ). 206

13 r -., , 1 A beszivárgási mezők irányultságának 1 1 tartama 1951~97 j ' 18 r ~ j ~ >10 Q) o Dk-É ny Dny-Ék * D É Dny-Ék *?(Dny- {1951- (196(}- (1977- (1980- {1986- (1991- Ék) bo) 76) 79) 85) 90) 94) (1995- l!_ ~- irány_é~ idősz~~ J ll. ábra A beszivárgási mezők irányull!ágának tartama ( ) Fig. ll Duralion ofdirection of the ill{iltrationfields ( ). r l l A Dunántúli-középhegység középső j! területein előforduló pozitív beszivárgás i l ; anomáliák száma l i 3 ;; r-. ~-. -~ m 1 1,, 3 i l r ~ ~- 2, , : '- : ' lp +--~------~-~ ~ i i Op i. o +---~ l 1950/I 1960/L 1970/I 1980/I 1990/l _ \ ~----" ".J 12. ábra A Dunántúli-középhegység központi területein előforduló pozitív beszivárgás i anvmáliák száma (!951-97) Fig. IZ: Number ojposítive infiltration anoma/ies on the central area of the Transdanubian Mts. ( ). Tipikusan elkülönült anomália mezőt alkot a Keszthelyi-hegység, a Naszály és a Pilis. Ennek oka valószínűleg az egyes évek csapadékának 207

14 területi különbségeiben keresendő. A Pilis elkülönülésének az. is lehet az oka, hogy ez az egyetlen valóban hegyvidéki megfi.gyelőállomás és az egyes évek csapadék kü1önbségei nemcsak horizontálisan, hanem vertikálisan is jelentősek lehetnek. A számítási módszer szerint pedig az átlagtól eltérő magassági csapadék- és így beszivárgás növekedés anomáliát eredményez. A változások tehát nem a feltételezettnek megfelelők és a csapadékosabb időszakkal sem fordultak vissza. A kaotikus eloszlások ( ) egyébként időben egybe esnek a száraz időszak kialakulásával. Úgy is rnondhatnánk, hogy a hosszú periódusú eloszlás változásokat a kaotikus időszakot követően egyre rövidülők váltották fel. A középső területeken megjelenő pozitív anomália mező pedig összefüggésbe hozható a csapadékos időszak beköszöntével A területi változások bizonyos mértékben hasonlítanak a beszivárgás területarányos abszolút értékének időbeni alakulásához: nem állapítható meg egyértelmű tendencia, az eloszlások rendezetlensége viszont nő. A kutatás következő lépése az 1997-et követő időszakra vonatkozó vizsgálatok elvégzése, -- továbbra is fennáll-e az előbb említett folyamat -, illetve a változások közvetlen okainak meghatározása lehet. IRODALOM BÖCKER T (1974): A beszivárgás meghatározása karsztvidéken a negyedévi határcsapadék módszerével - VITUKI beszámoló. CSEPREGI A. (1985): A karsztos beszivárgás számítási módszereinek összehasonlítása a vízszintváltozások eredményeivel, Hidrológiai Közlöny, 3. FELMÉ'RY L-PÉCZELY GY-ZÁCHNÉ RUTHNER lvf. (1971): Tanulmány a Bakony éghajlatáról- Budapest, HORUSITZKY H (1925): Tata és Tóváros hévforrásainak hidrogeológiája... - Külön.'l.yomat, Magyar Királyi Földtani Intézet Évkönyve, Bp. KESSLER H (1954): A beszivárgási százalék és a tartósan kitermelhető vízmennyiség megállapítása karsztvidéken; Vízügyi Közlemények, 2. KESSLER H (1956): Karsztvidékek lefolyására és beszivárgására vonatkozó újabb vizsgálatok- VITUKI Beszámoló. LORBERER Á. (1986): A Dunántúli-középhegység karsztvíz földtani és és vízgazdálkodási helyzetfelmérése a döntés előkészítő értékelése VITUKI témajelentés. Magyarország kistájainak katasztere I-Il. Szerk.: Dr. Marosi Sándor, Dr. Somogyi Sándor; MT A Földrajztudományi Kutatóintézet; Budapest,

15 JJAUCHA L. (1990): A karsztos beszivárgás számítása - Hidrológiai l(özlöny, 3. péczely GY. (1962): A 80 mm-t megbaladó napi csapadék gyakorisága Magyarországterületén-Időjárás 66. p

16