ÖSSZEFOGLALÁS

Magyarország területének kb. egynegyede olyan mély fekvésű sík terület, amelyről természetes úton nem folyik le a víz. A rendszeresen művelt közel 5 millió hektár szántóterületnek mintegy 10-15%-át gyakran évenként időszakosan káros felszíni víz borítja. Több év adatainak értékelése szerint évente átlagosan mintegy 130.000 hektár a belvízzel borított terület 2-4 hónap hosszan. A tértudományos módszerek alkalmazása nélkülözhetetlen a környezeti elemek állapotváltozásának modellezésében. Az egzakt megismerés elve alapján, ezek a modell-vizsgálatok is részletes területi bontású információkra támaszkodva lehetnek segítségünkre. Különösen igaz ez olyan síkvidéki területek esetében, ahol a felszíni és felszín alatti vizek állapota, mozgása, tulajdonságai a tér egyes részleteiben és időpillanataiban más-más tulajdonsággal bírnak. A vidéki térszerkezet változását indokoló problémák ismeretében számos kutatás próbált megoldást találni az optimális környezeti feltétételekhez igazodó területhasználati struktúra kialakítására a mindenkor rendelkezésre álló technikai feltételek alkalmazásával. A megválaszolásra váró kérdésekre a környezeti adottságok minél teljesebb körű ismerete és tértudományi módszerek alkalmazása segítségével lehet kielégítő válaszokat adni. A vizsgálatok térkerete a Bihari síkság földrajzi mikrotáj volt, melyet észak-északnyugat felől a Berettyó folyó, dél felől a Sebes-Körös folyó, kelet felől a magyar-román államhatár határol. A kistáj megjelenésében, arculatában, természetföldrajzi-vízrajzi vonatkozásban is egységként kezelhető; típusos példája a magyarországi folyószabályozások alföldi hatásterületinek, mivel egyre gyakrabban fordulnak elő mindazok a környezeti konfliktusok, amelyek napjaink egyre gyakoribb problémái (földhasználati konverziós problémák, belvíz-veszélyeztetettség). A vizsgálati terület összesen 866,5 km2, mely Magyarország területének közel 1%-a, az Alföld területének közel 2%-a. A dolgozatban részletesen ismertetem a vizsgálati terület újkori és legújabb kori fejlődésének történetét; kiemelten fókuszálok a jelenlegi környezeti problémák kialakulásában kulcsszerepet játszó felszíni vízrendezési munkálatok folyamatára. A Bihari síkság földrajzi területére összeállítandó kísérleti modellhez nagyfelbontású, integrált geoadatbázist hoztam létre, amely az alábbi elemekből tevődik össze:  Domborzatmodell, mely az 1:10.000 méretarányú topográfiai térképek szintvonalai és magassági pontjai alapján készült.  Talajgenetikai adatbázis, mely az 1:10.000 méretarányú üzemi genetikus és a szintén 1:10.000 méretarányú földértékelési térképek és laborvizsgálati jegyzőkönyvek alapján készült.  Topográfiai adatbázis, mely tartalmazza a forrásként használt 1:10.000 topográfiai térképeken meglévő síkrajzi információkat.  Közigazgatási – statisztikai adatbázis, melynek grafikai adatai az 1:10.000 topográfiai térképek, attributív adatai a Központi Statisztikai Hivatal T-Star adatbázisa alapján készültek.  Felszínborítást tartalmazó idősoros adatbázis, melynek forrásai részben 1:28.800 méretarányú történelmi térképek (Első-, illetve Második Katonai Felmérés), részben műholdfelvételek kiértékelésével készített térinformatikai fedvények (Corine CLC-100, CLC-50).  Integrált vízrajzi adatbázis, mely fedvényenkénti bontásban tartalmazza a felszíni vízfolyások és csatornák futásvonalát, a felszíni állóvizek területét (adatforrás: 1:10.000 méretarányú topográfiai térképek), a talajvíz-állás megfigyelő kúthálózatának (GPS-szel bemért) helyzetét és megfigyelési értékeit, valamint a belvízi elöntések maximális földrajzi kiterjedését és gyakoriságát 1:50.000 méretarányban (adatforrás: Tiszántúli Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság).  Természetvédelmi adatbázis, mely az 1:10.000 méretarányú ingatlankataszteri térképek alapján készült (adatforrás: Hortobágyi Nemzeti Park Igazgatósága).

A vizsgálatokhoz felhasznált ESRI szoftveres környezet alapvetően vektoros szemléletű adatmodellt alkalmaz, de jól támogatja a raszteres layer-technikát is. A környezeti elemzések modellezése során elsősorban a fedvény-szemléletet alkalmaztuk, kihasználva az általunk használt szoftverek raszter-vektor interfész funkcióit is. A belvíz előfordulásának kockázatbecslésére három módszerrel történetek vizsgálatok:  Elöntési gyakoriság alapú kockázatbecslés  Empirikus elméleti kockázatbecslés  Vízmérleg-számítás alapú kockázatbecslés

A vizsgálatokat a belvizek kialakulása szerint a téli-nyári hidrológiai félévekre elkülönítve készítettem el. A vizsgálatok során tételesen elvégeztem a jelenséget kiváltó tényezők térbeli elemzését, valamint részletesen ismertettem a vizsgálatokhoz alkalmazott térelemzési eljárásokat. A vizsgált tényezők az alábbiak voltak:  Domborzat  Talaj (szivárgási tényező, szabadföldi víztározó-kapacitás)  Talajvíz  Területhasználat  Klimatika (csapadék, párolgás)  Felszíni vízfolyások, csatornák

A területhasználat idősoros vizsgálatának két kiemelt célja volt:  A területhasználati stabilitás térbeli meghatározása művelési áganként  Az egykor időszakosan, vagy állandóan vízzel borított területeken kialakult művelési ágak lehatárolása  Bemutattam egy jelentős földrajzi területről készült, nagyfelbontású, integrált geoadatbázis felépítésének folyamatát. Kialakítottam a vizsgálati terület hidrológiai szempontból korrigált domborzati modelljét. Nagy méretarányú, egységes adatkonzisztenciájú talajinformációs rendszert építettem fel egy zárt vízgyűjtő teljes területére, mely egyszerre konzisztens topográfiai értelemben és hordozza a korábbiakban nem térképezett talajinformációkat. Létrehoztam a vizsgálati terület idősoros felszínborítási adatbázisát és kifejeztem a földhasználat stabilitásának index-értékeit. Lehatároltam azokat a területeket, amelyek az elmúlt 230 év során jelentős művelési ág-változáson mentek keresztül. Településsoros területi statisztikákat készítettem a földhasználat jelenlegi és változó területi tényezőiről. A belvíz-előfordulás kockázatának meghatározására alkalmazott három eljárás segítségével kifejeztem az elöntés kockázati értékeit, majd településsorosan területi statisztikákat készítettem. Összehasonlító elemzést végeztem az alkalmazott három becslési eljárás között egy általam meghatározott, gyakorlati szempontrendszer szerint. Összehasonlító vizsgálatot végeztem a felhasznált adatbázisokról a talajadatok alapján.

Területhasználati modellt dolgoztam ki a térstruktúra környezeti szempontú átalakítása érdekében, melynek térelemeit lokalizáltam, valamint településsorosan és talaj-altípusonként területi értékekben is kifejeztem. A gyakorlati élet számára alapadatok szolgáltatására képes, integrált térinformatikai rendszert építettem fel, melynek segítségével csökkenthetőek a környezeti-természeti katasztrófák. A településsorosan kifejezett belvízi elöntési kockázatok az operatív védekezési munkálatok előkészítését és támogatását hivatottak szolgálni. Számos alapinformáció keletkezett a földhasználat jelenlegi szerkezetének megváltoztatásához, melynek felhasználásával lokalizálni lehet a változást ösztönző rendszereket és azok forrásait. A felépített rendszer mintaként szolgálhat a birtokrekonstrukciós folyamat környezetközpontú szemlélet szerinti irányításához.

SUMMARY

About one fourth of the area of Hungary is lowlands from which water is not drained in a natural way. Approximately 10-15% of the nearly 5 million hectares of regularly cultivated plough-lands is intermittently covered by detrimental surface water, even annually. According to the data assessment of several years, an average of approximately 130,000 hectares is inundated by inland water for a period of 2-4 months each year. The application of spatial scientific methods is inevitable in modelling the monitoring of environmental elements. According to the theory of exact research, such model-surveys can promote our work only when based on detailed spatial resolution information. It is especially the case for plainland areas, the state, movement and characteristics of surface and underground water have different characteristics regarding both the given spatial sections and instants. In the light of the problems explaining the changes of the rural spatial structure, a number of surveys intended to find a solution to establish a land-use structure adapted to the optimal environmental conditions by applying the available technical conditions. Responses to the questions to be answered can be given by obtaining the broadest possible knowledge on the environmental conditions and by applying spatial scientific methods. The spatial frame for the research was provided by the geographical micro-landscape of the Bihari Plain, surrounded by the River Berettyó from the North-Northwest, the River Sebes-Körös from the South and the state boundary between Hungary and Romania from the East. This micro-landscape, regarding its appearance, façade and physical geographical-hydrological features, can be classified as a unit; it is a typical example of the plainland impact areas of the river regulations carried out in Hungary, as environmental conflicts being more common today (land-use conversion problems, inland water-vulnerability) occur here more frequently. The research area in total is 866.5 km2, being nearly 1% of the territory of Hungary and approximately 2% of the area of the Great Hungarian Plain. The modern and recent landscape evolution of the research area is presented in the thesis in details; focusing on the process of surface water regulations works playing a key role in the evolvement of the current environmental problems. To the experimental model to be complied for the geographical area of the Bihari Plain, a high-resolution integrated geo-database, consisting of the elements below, has been established:

 A relief model, produced based on the contour lines and spot heights of topographic maps with a scale of 1:10,000.  A soil genetics database, produced based on genetic and land-assessment maps, both with a scale of 1:10,000 and records of laboratory tests.  A topographical database containing planimetry information included in the topographic maps with a scale of 1:10,000 used as a source.  An administrative – statistical database, of which graphical data were produced based on topographical maps with a scale of 1:10,000, whereas the attributive data were generated by the T-Star database of the Hungarian Central Statistical Office.  A data series database including land cover, of which sources were, on the one hand, historical maps with a scale of 1:28,800 (The First and Second Military Surveys), and geoinformatical coverages produced by the assessment of satellite images (Corine CLC-100, CLC-50), on the other.  An integrated hydrological database containing the course lines of surface watercourses and channels, the area of surface still-waters (data source: topographical maps with a scale of 1:10,000), the location (as located by GPS) of and the values observed by the ground-water monitoring network of wells, as well as the maximum geographical extent and frequency of inland water inundations in a scale of 1:50,000, on the coverage-level (data source: Trans-Tisza Region Environmental and Water Directorate).  A nature conservation database produced based on estate cadastre maps with a scale of 1:10,000 (data source: Hortobágy National Park Directorate).

The ESRI software environment, applied for the studies, primarily uses a vector approach data model however also supports raster layer technique. To the modelling of environmental analyses, mainly the coverage-approach was applied, taking advantage of the raster-vector interface functions of the software used. Risk-assessment of the occurrence of inland waters was studied by three methods:  Risk-assessment based on the frequency of inundations  Empirical theoretical risk-assessment  Risk assessment based on water-balance calculations.

These studies were carried out for both winter and summer hydrological half-years as according to the formation of inland waters. During these studies, a detailed spatial analysis of the factors triggering this phenomenon was conducted as well as the spatial analytical methods applied were recited in details. The factors studied were as follows:  Relief  Soil (filtration coefficient, field water storage capacity)  Ground-water  Land-use  Climate (precipitation, evaporation)  Surface watercourses, channels

The time series research into the land-use had two main objectives:  The determination of the spatial characteristics of land-use stability for each branch of cultivation  The delimitation of cultivation branches developed at areas formerly inundated intermittently or permanently

The process of developing a high-resolution integrated geo-database of a significant geographical region has also been represented in the thesis. A corrected relief model, from the point of view of hydrology, of the research area has been developed. A large-scale soil information system with uniform data consistence has been developed for the whole area of a closed catchment area both being consistent regarding topography and comprising soil information not mapped before. The data series land-cover database of the research area has been established and the index-values of land-use stability have been represented. Areas that have undergone significant changes of the branches of cultivation during the last 230 years have also been delimited. Settlement-level spatial statistics have been produced on the current and changing factors of land-use. By the three methods applied to define the risk of occurrence of inland waters, risk values of inundation have been represented then settlement-level spatial statistics have been produced. A comparative analysis has been carried out among the three assessment methods applied according to a defined, practical system of criteria. Based on the soil data, a comparative study has been conducted on the database used. A land-use model has been developed to advance the environmental reorganisation of the spatial structure, of which spatial elements were localised as well as expressed in settlement-level and in spatial values according to soil sub-types. An integrated geoinformatic system, viable and capable of providing basic data has been developed by which environmental and natural disasters can be reduced. Inland water inundation risks presented on the level of settlements are predestined to advance the preparation and the support of operative protection works. Several basic information have been generated to transform the present structure of land-use by which the use of systems impelling changes and their sources can be localised. The system developed can serve as an example of managing the process of estate reconstruction by an environment-focused approach.