Nyilvános vita meghívó

Örömmel tájékoztatom a blog oldalam kedves látogatóját, hogy a Szegedi Tudományegyetem Környezettudományi Doktori Iskola nyilvános vitára tűzte "A talaj-növény-légkör rendszer modellezésének léptékfüggő problémái" c. Ph.D. értekezésem. További részletek az alábbi meghívóban olvashatók:

UNIVERSITAS SCIENTIARUM SZEGEDIENSIS

SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM

TERMÉSZETTUDOMÁNYI ÉS INFORMATIKAI KAR

DOKTORI KÉPZÉS

XII-1260/67-27/2012.

M e g h í v ó

A Természettudományi és Informatikai Kar Doktori Tanácsa

2014. április 24. (csütörtök) 10.30 órára tűzte ki

sándor renáta

doktori disszertációjának nyilvános vitáját, amelynek címe:

„A talaj-növény-légkör rendszer modellezésének léptékfüggő problémái”

A nyilvános vita helyszíne:   SZTE TTIK Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék, Marczell-tanterem

                                             (Szeged, Egyetem u. 2.)

                                            

SZTE Környezettudományi Doktori Iskola

Témavezető:

Dr. Fodor Nándor Ph.D. (MTA-ATK-TAKI)

Dr. Sümegi Pál egyetemi tanár (SZTE TTIK Földtani és Őslénytani Tanszék) – belső konzulens

                                   

A védési bizottság:

Dr. Keveiné dr. Bárány Ilona professor emerita - elnök

(SZTE TTIK Éghajlattani és Tájföldrajzi Tanszék)

Dr. Barta Károly adjunktus (SZTE TTIK Természeti Földrajzi és Geoinformatikai T.) - opponens

Dr. Kertész Miklós tudományos főmunkatárs (MTA Ökológiai Kutatóközpont) - opponens

Dr. Várallyay György akadémikus (MTA Agrártudományi Kutatóközpont) – bizottsági tag

Dr. Rakonczai János egyetemi docens (SZTE TTIK Természeti Földrajzi és Geoinformatikai T)-titkár

A disszertáció megtekinthető az SZTE Központi Könyvtár tájékoztató ügyeletén (SZTE TIK Ady tér).

A nyilvános vitában minden jelenlévő részt vehet, és írásban is előzetesen észrevételt tehet.

     A védésre Önt és munkatársait tisztelettel meghívom.

Szeged, 2014. április 4.

Dr. Gingl Zoltán

dékánhelyettes

Hazai gyakorlatban elterjedt vízvezető képesség meghatározási módszerek

Az in situ hidraulikus vezetőképesség meghatározási módszerek közül a duplakeretes (double ring) eljárást alkalmazzák a legtöbbet. Az 1. képen látható módon két, eltérő átmérőjű gyűrűt helyezünk az előkészített mintaterületre. Általában 20 cm átmérőjű belső és 40 cm átmérőjű külső keretet szoktak alkalmazni. Mind a két gyűrűben kb. 1 cm magas vízoszlopot állítunk be, melyet folyamatosan pótlunk. A belső keretből történő fogyást jegyezzük le, melyből a  K_S értékét az átmérő ismeretében ki tudjuk számítani. A külső keret az oldalirányú elszivárgás kiküszöbölését szolgálja.

1. kép: A duplakeretes módszer terepi alkalmazása. 2011. Sekule (Szlovákia).

Azonban fel kell hívnom a figyelmet arra a tényre, hogy a vízvezető képesség értéke nem független az alkalmazott keretek átmérőjétől. Dr. Fodor Nándorral végrehajtottunk egy kísérletsorozatot a kör méretének változtatásával Őrbottyán mintaterületén, mellyel alátámasztottuk Gregory és munkatársai 2005-ös, illetve Lai és Ren 2007-es eredményeit a módszer léptékfüggésére vonatkozóan.

A laboratóriumi gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott eljárások az állandó és csökkenő víznyomás módszere 100 cm³-es bolygatatlan mintákon mérve.  

 Véleményem szerint különböző fizikai féleségű mintaterületek (homok, vályog és agyag) hidraulikus vezetőképesség értékének meghatározására a 100 cm³-es patronon mért csökkenő vízoszlop módszere megbízhatóbb és összehasonlíthatóbb eredményeket szolgáltat, mint a klasszikus állandó víznyomás módszere. Ennek oka, hogy az állandó vízoszlop módszer alkalmazásakor a belső és a külső vízmagasság is állandó, ― köztük néhány cm a szintkülönbség ― így a kis nyomáskülönbség következtében nem vagy csak alig lehet észlelni a szintkülönbséget kötöttebb talajok esetében. Ezáltal az érték pontos leolvasása bizonytalanabb. A csökkenő vízoszlop módszerénél a külső vízszint állandó, míg a belső vízszint változik, így nagyobb nyomáskülönbség jöhet létre, mely következtében a vízszint különbség is jelentősebb és jobban leolvasható. Mivel az őrbottyáni homok, nagyhörcsöki vályog és szurdokpüspöki agyag fizikai féleségű talajok telítési vízvezető képességét hasonlítottuk össze, ezért célszerűnek láttuk a csökkenő vízoszlop módszer alkalmazását 100 cm³-es minták esetében ― az állandó víznyomás módszere helyett. Megjegyezném azonban, hogy homoktalaj esetében mindkét módszer alkalmazható és összehasonlítható, azonban nagy vízvezető képességű talajoknál (pl. durva homok) az állandó víznyomás módszere javasolt. Ennek oka, hogy a K_S értékét a gyors vízszintcsökkenés következtében nehéz pontosan leolvasni a csökkenő víznyomás módszerével. 

A csökkenő vízoszlop módszerével (Várallyay, 1973) a talaj makropórus vízvezető képességét határozzuk meg. 

Mintavételi körülmények:

 Fontos, hogy a mintavétel idején a talaj ne legyen se túl száraz, se túl nedves. A vízvezető képesség méréshez begyűjtött eredeti szerkezetű talajmintákat először vízzel kell telíteni. A telítéshez szükséges időt befolyásolja az agyagtartalom, míg homokoknál ez az idő 3 nap, addig a magas agyagtartalmú talajoknál egy hét is lehet. Fodor Nándor és munkatársai (2009) a mintavételezés során szilikon zsírral bekenték a mintavevő patronok belső falát, mellyel kiküszöbölték a mérési eredményt jelentősen befolyásoló falhatást, így a kapott K_S értékek nem különböztek az etalonnak számító nagypatronos mintákétól homoktalaj esetében. 

Használt terepi mérőműszerek előnyei és hátrányai

 Mivel a talaj telítési vízvezető képessége fontos és meghatározó bemenő paramétere a hidrológiai modelleknek - mely értékére igen érzékeny a modell - ezért célszerű a vizsgált talajra jellemző érték alkalmazása. Azonban nem mindegy, hogy milyen módszerrel határozzuk meg. 

Ezen bejegyzésemben összegzem az ismertebb és elterjedtebb terepi Ks mérő eljárások előnyeit és hátrányait azért, hogy a megkönnyítsem a leendő felhasználók döntését.

 A Tension Disc Infiltrométer módszer hátránya, hogy a mérőműszer költséges, nehezen kezelhető, szeles időben nehéz biztosítani a beszivárgási felület állandóságát, továbbá a mérési terület előkészítése, szintezése is precíz munkát igényel. Előnye, hogy viszonylag nagy felületen méri a K_fs-t és világszerte elterjedt mérőberendezés.

 Dr. Rajkai Kálmán a Tension Disc Infiltrométer alkalmazása közben Szurdokpüspökiben. Háttérben Mini Disk Infiltorméter. (Saját felvétel)

Guelph permeaméter előnye, hogy a mérés könnyen kivitelezhető, nem kíván terepi előkészítést. 15-75 cm-es mélységtartományban mérhetünk telítés közeli hidraulikus vezetőképesség értékeket, de a furat mélyítésével, illetve a szár meghosszabbításával akár több méteres mélységbe is lehatolhatunk és mérhetünk. Hátránya viszont, hogy igen költséges berendezés. 

 A Guelph permeaméter feltöltése Őrbottyánban. A feltöltést Dr. Fodor Nándor végzi. (Saját felvétel)

A Mini Disk Infiltrométer előnye, hogy olcsó, könnyen kezelhető, kis mérete miatt egy méréshez mintegy 135 cm³ víz elegendő. Továbbá Hunter és munkatársai bizonyították, hogy a Mini Disk Infiltorméterrel mért vízvezető képesség értékek szignifikánsan nem különböznek a világszerte ismert és alkalmazott Tension Disc Infiltrométerrel kapott eredményektől, illetve, hogy víztaszító talajok esetében is alkalmazható.  Fodor és munkatársai szerint az MDI módszer gyengesége, hogy a kiértékeléshez szükség van a talaj mért víztartóképesség-értékeire illesztett van Genuchten-féle víztartóképesség-függvény (van Genuchten, 1980) α és n paramétereinek értékére.

 Mérési terület előkészítése Mini Disk Infiltrométeres méréshez. Sekule, Szlovákia. Előkészítést végzi: Dr. Tomás Orfánus és Sándor Renáta.

Mérés Mini Disk Infiltrométerrel Sekule-ben. Mérést végzi: Dr. Tomás Orfánus. (Saját felvétel)

Doktori értekezés és tézisek

Örömmel tájékoztatom a blog oldalam kedves látogatóját, hogy az A2-JÁDJ-12-0001: Talaj-növény-légkör rendszer anyagforgalmi modellparamétereinek léptékfüggő meghatározása című pályázat keretében elkészült a doktori értekezésem, mely a Nemzeti Kiválóság Program című kiemelt projekt keretében zajlott az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg.

Az alábbi linkre kattintva megtekinthető a teljes Ph.D. értekezés és a hozzá kapcsolódó magyar és angol nyelvű tézisek:

Doktori értekezés és tézisek