A Nemzeti Közszolgálati Egyetem Víztudományi Karának Területi Vízgazdálkodás Tanszéke fontos szerepet vállalt egy nemzetközi kutatási projektben, amelynek célja a belterületi növényzet csapadék-visszatartó képességének vizsgálata volt. A 2025 végén lezárult NKFIH által támogatott, SNN 143972 számú OTKA pályázat keretében a VTK kutatói a Ljubljanai Egyetemmel és a Soproni Egyetemmel együttműködve folytattak kutatást a csapadék-visszatartásra vonatkozóan. Koch Dániel, a VTK egyetemi tanársegéde válaszolt a kutatással kapcsolatban feltett kérdésekre.
Tartsuk vissza!
A városi csapadék-visszatartás kutatása azért vált kiemelten fontossá, mert a városiasodás jelentősen átalakítja a természetes vízkörforgást. A burkolt felületek növekedésével csökken a beszivárgás, a felszín alatti vízmozgások szerepe háttérbe szorul, miközben nő a felszíni lefolyás mennyisége és gyorsasága. Ez a városi vízrendszereket nagyobb terhelésnek teszi ki, különösen intenzív csapadékesemények idején. A projekt egyik alapgondolata, hogy a növényzet – különösen a városi fák – mérhető módon befolyásolja a helyi vízháztartást az intercepció, a párologtatás és a talajnedvesség-változások révén.
A kutatás és a klímaváltozás kapcsolata
A kutatás közvetlenül kapcsolódik a klímaváltozás várható hidrológiai hatásaihoz, miszerint a jövőben a csapadékesemények intenzívebbé válhatnak, ami növelheti az árvízi és villámárvízi kockázatokat, miközben a hosszabb száraz időszakok az aszályok gyakoriságát és tartósságát fokozhatják. A városi zöldfelületek és a növényzet szerepének vizsgálata ezért nemcsak lefolyáscsökkentési, hanem klímaadaptációs kérdés is. A projekt hipotézisei között szerepelt, hogy a növényzet városi környezetben történő megőrzése, illetve tudatos alkalmazása hozzájárulhat a klímaváltozás és az urbanizáció kedvezőtlen hatásainak mérsékléséhez.
Gyakorlati célok városi környezetben
A kutatás elsősorban arra keresi a választ, hogy a városi növényzet hogyan befolyásolja a csapadék útját: mennyi víz jut át közvetlenül a lombkoronán, mennyi folyik le a törzsön, mennyi tározódik átmenetileg a lombkoronában, illetve ezek a folyamatok hogyan hatnak a talajnedvességre és a lefolyásképződésre. A városi környezetben ez különösen fontos, mert a burkolt felületek miatt a lefolyás gyorsabban alakul ki, és a csapadék kevésbé tud természetes módon beszivárogni. A kutatás célja nem egyetlen műszaki megoldás azonnali igazolása, hanem a folyamatok jobb megértése és olyan mérési adatok gyűjtése, amelyek később a városi területek (zöldterületek) hidrológiai modellezését is pontosíthatják.
Működés és mérési rendszer
A bajai intercepciós kert a Nemzeti Közszolgálati Egyetem Víztudományi Kar campusán kialakított, tízszer tíz méteres kísérleti terület. A területen juharfák találhatóak, a mérőrendszer pedig azt vizsgálja, hogyan oszlik meg a csapadék a lombkorona, a törzs menti lefolyás, a lombkorona alatti áthulló csapadék és a talajnedvesség-változás között. A rendszer nyílt területen és lombkorona alatt is méri a csapadékot, emellett törzslefolyást, áthulló csapadékot és talajnedvességet is méri. Az automata szenzorok tízperces időlépcsőben szolgáltatnak adatokat, bizonyos megfigyelések pedig kézi mérésekkel egészülnek ki.
Két fő hipotézis
A projekt fő kutatási kérdése az volt, hogy a csapadék-intercepció és a transzspiráció hogyan befolyásolja a lefolyásképződési folyamatokat különböző éghajlati és területhasználati viszonyok között. A kutatási terv két fő hipotézist fogalmazott meg: egyrészt azt, hogy a területhasználat mennyiségi és időbeli értelemben is jelentősen befolyásolja a lefolyást és a kapcsolódó hidrológiai folyamatokat; másrészt azt, hogy a növényzet városi területeken történő megfelelő megőrzése és beépítése csökkentheti a lefolyást, így szerepe lehet a klímaváltozáshoz és az urbanizációhoz való alkalmazkodásban.
Valós növényállomány a tudomány szolgálatában
A bajai intercepciós kertben juharfákat vizsgáltunk. A cél az volt, hogy városi körülmények között, valós növényállományon lehessen mérni a lombkorona csapadék-visszatartó szerepét, az áthulló csapadékot, a törzsön való lefolyást és a talajnedvesség-változásokat. A nemzetközi partnereknél emellett más helyszínek is szerepeltek, például városi parkok, városi erdők és erdei kísérleti vízgyűjtők, ami lehetőséget adott különböző állományok és területhasználatok összehasonlítására.
Vizsgálatok különböző mélységekben
A talajnedvesség mérése azért fontos, mert a lombkoronán áthulló csapadék és a törzs mentén lefolyó víz végső soron a talajba jut, vagy felszíni lefolyást eredményez. A különböző mélységű talajnedvesség-adatok segítenek megérteni, hogy a csapadékesemények milyen mélységig hatolnak le, hogyan változik a talaj vízkészlete, és milyen kapcsolat van az intercepció, a beszivárgás és a lefolyásképződés között.
Galléros segítők
A törzsön lefolyó vizet törzsgallérokkal mérjük. A bajai intercepciós kertben három törzsgallért alakítottak ki, mindegyik egy-egy húszliteres gyűjtőedényhez csatlakozik. A törzsön lefolyó csapadék ezekbe a gyűjtőedényekbe került, így az egyes csapadékeseményekhez kapcsolódó törzslefolyás mennyisége meghatározhatóvá vált. A mérések alapján az első törzsgallér esetében elsősorban a téli időszakban születtek megbízható eredmények, és ekkor egyértelmű kapcsolat volt kimutatható a lehullott csapadék és a törzslefolyás mennyisége között.
Eseményalapú vizsgálatok a meteorológiai állomáson
A bajai monitoring rendszer meteorológiai adatai között szerepelt a csapadék, a szélsebesség, a levegőhőmérséklet, a relatív páratartalom és a talajnedvesség. A rendszer emellett mérte a lombkorona alatti áthulló csapadékot és a törzsi lefolyást is. Az automata szenzorok tízperces időlépcsőben rögzítettek adatokat, ami lehetővé tette az egyes csapadékesemények részletes, eseményalapú vizsgálatát.
Adatok gyűjtése és összehasonlítása
Baján a csapadékot több ponton mérjük, de ami a lényeg, hogy: egy nyílt területen fekvő (campus meteorológiai állomás) referencia csapadékmérővel és egy lombkorona alatti mérőkkel dolgozunk. A mérések különbsége alapján becsüljük a lombkorona csapadék-visszatartó képességét. A törzsi lefolyást a törzsgallérokhoz kapcsolt gyűjtők alapján, csapadékeseményenként értékeljük. A projektpartnerek hosszabb idejű adatsorokkal rendelkeznek, így náluk már komolyabb adatbázis áll rendelkezésre, ők akár hidrológiai modellezést és többváltozós statisztikai módszereket is bevetnek a munkájuk során.
Egy év eredeményei
Az első eredmények már rendelkezésre állnak előzetes formában. Közel egyéves mérési időszak alapján a nyílt területi csapadékmérő 412 mm csapadékot rögzített, míg a lombkorona alatti mérő 330 mm-t. A 82 mm különbség a lombkorona becsült csapadék-visszatartó kapacitására utal. A szezonális elemzés szerint tavasszal, nyáron és ősszel a lombkorona-visszatartás a csapadék körülbelül 22%-át tette ki, míg télen ez az érték körülbelül 13%-ra csökkent.
Sokösszetevős visszatartás
A csapadék-visszatartás mértéke nem állandó, hanem több tényezőtől függ. Ezek közé tartozik a növényzet típusa, a lombkorona jellemzői, a lombkorona sűrűsége, a törzs tulajdonságai és a növényzet szerkezete, valamint meteorológiai tényezők, például a csapadék mennyisége, intenzitása, a szél és a páratartalom.
Intercepciós kertek módszertana városi területeken
Jelenleg nem feltétlenül az a cél, hogy több, a bajaihoz hasonló intercepciós kert létesüljön magyar városokban. Ez a rendszer elsősorban hidrológiai jellegű kutatás részeként működik, amelynek segítségével a városi növényzet csapadék-visszatartó szerepét, valamint az ehhez kapcsolódó mérési és elemzési módszereket tudjuk vizsgálni.
A kutatás egyik fontos eredménye azonban éppen az lehet, hogy az itt szerzett tapasztalatok és az alkalmazott módszertan később más városi területeken is hasznosíthatóvá válik. Vagyis nem feltétlenül magát az intercepciós kertet kell mindenhol megismételni, hanem az itt feltárt folyamatok, mérési eredmények és tervezési szempontok segíthetik a városi zöldfelületek és csapadékvíz-gazdálkodási megoldások tudatosabb kialakítását.
A települési növényzet jótékony hatásai
A városi növényzet szerepet játszhat a csapadék-visszatartásban és a lefolyás mérséklésében, így a természetalapú megoldások a városi csapadékvíz-gazdálkodás fontos elemei lehetnek. A projekt kutatási terve kifejezetten a lefolyásképződési folyamatok, valamint az árvízi és aszályos hatások szempontjából vizsgálta a növényzet szerepét. A városi hősziget mérséklésére azt tudom mondani, hogy a növényzet párologtatása és árnyékolása bizonyosan kedvező, de a bajai intercepciós kert konkrétan csapadék-visszatartási és hidrológiai mérésekre épült.
Kedvező gazdasági szempontok
A természetalapú vízgazdálkodási megoldások gazdasági szempontból is kedvező lehetőséget jelenthetnek, de hogy egy adott helyszínen mennyire költséghatékonyak, az mindig a helyi adottságoktól, a kialakítás módjától, valamint a fenntartási és üzemeltetési lehetőségektől függ. A projekt ehhez elsősorban azzal járul hozzá, hogy mérési adatokkal segíti a zöldinfrastruktúra valós hidrológiai hatásának számszerűsítését.
Harmonizált monitoring nemzetközi tapasztalatcserével
A nemzetközi együttműködés egyik legfontosabb előnye, hogy különböző éghajlati, területhasználati és növényzeti viszonyok között gyűjtött adatok hasonlíthatók össze. A korábbi vizsgálatok gyakran egy-egy helyszínre, egy-egy mérési módszerre vagy egy-egy tényezőre koncentráltak, ami megnehezíti az eredmények általánosítását, így az eredmények akár mérnöki vonatkozású felhasználását. A Ljubljanai Egyetemmel és a Soproni Egyetemmel végzett közös munka célja a harmonizált adatgyűjtés, közös adatbázis, tudáscsere és összehasonlítható elemzések lehetőségének megteremtése volt. Ez tudományos szempontból erősebb következtetéseket, oktatási, kutatási szempontból lehetőségeket biztosít.
Lesz még folytatás!
Igen, a közös munka folytatása tervben van. Jelenleg egy új OTKA-projekt előkészítésén dolgozunk, amely az előző kutatás folytatásaként értelmezhető, de már a projekt során megszerzett tapasztalatokra és eredményekre építve.
Nyitókép forrása: NKE VTK TVGT
