Az EU Víz Keretirányelv GIS útmutatójának tesztelése a Szamos vízgyűjtőn

 

Ritvayné Szomolányi Mária, Szél Sándor, Lázár Attila, Kiss Adrienn, Puskás Erika

VITUKI CONSULT Rt.

 

Kulcsszavak: EU VKI, térinformatika, vízgyűjtő gazdálkodás, felszíni víztestek, vízgyűjtő kódolás

 

 

 

Bevezető

 

A Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium által finanszírozott projekt keretében, 2003. év során, a VITUKI CONSULT Rt. a romániai Administratia Nationala “Apele Romane” Directia Apelor Somes Tisa (Kolozsvár) szakhatóság együttműködésével, a Szamos vízgyűjtőn több Víz Keretirányelv[1] (VKI) útmutató (víztest kijelölés, erősen módosított víztestek, térinformatika, monitoring, gazdasági elemzés) integrált tesztelését végezte. Ez a projekt a Joint Research Centre (Ispra, JRC) koordinálásában része volt az EU Mintavízgyűjtő Projektnek (Pilot River Basin Project), amelynek keretében számos európai vízgyűjtőn folytattak VKI útmutató tesztelést.

 

A Szamos vízgyűjtőre vonatkozó munkának részét képezte többek között a GIS útmutató (Guidance Document on Implementing the GIS Elements of the WFD) tesztelése, amely a VKI - tágabb értelemben véve az integrált vízgyűjtő-gazdálkodási tervezés - térinformatikai elemeinek megvalósításához nyújt tájékoztatást és segítséget[2].

 

A projekt lehetővé tette egy közös román-magyar GIS rendszer kialakítását, amely során az alábbi négy jelentős kérdéskör összehangolt kidolgozását valósítottuk meg:

-          az igények előzetes felmérése;

-          a közös GIS rendszer koncepcionális tervezése;

-          a közös térinformatikai rétegek fejlesztése, harmonizálása;

-          közös vízgyűjtő-kódolási rendszer kialakítása.

 

A munka jelentős részét képezte az útmutató alapján kidolgozott GIS rendszer koncepcióinak és feltételeinek közös értelmezése. A dolgozat ennek bemutatásával foglalkozik. A közös térinformatikai rendszer részletes technikai feltételeinek összehangolása az alábbi rész-feladatok köré csoportosult:

-          rétegek kiválasztása, méretarányuk, térbeli pontosság meghatározása;

-          referencia rendszer harmonizálása;

-          adatmodell közös fejlesztése;

-          európai kódolási gyakorlatok áttekintése;

-          közös kódrendszer bevezetése a Szamos vízgyűjtőn;

-          adatérvényesítés kérdése;

-          metaadatok körének és tárolásának kérdése;

-          adatcsere- és adatelérési formátumok meghatározása.

 

A munkában a VITUKI CONSULT Rt. partnerei az alábbi hazai és külföldi intézmények, szervezetek voltak:

-          Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium (Magyarország);

-          Víz-, Erdő- és Környezetvédelmi Minisztérium (Románia);

-          Felső-Tisza-vidéki Környezetvédelmi Felügyelőség (Magyarország);

-          Nagybánya és Szatmárnémeti Környezetvédelmi Felügyelőségek (Románia);

-          Szamos-Tisza Vízügyi Igazgatóság (Románia);

-          Felső-Tiszavidéki Vízügyi Igazgatóság (Magyarország);

-          Tóth& Társa Bt. (Magyarország);

-          Tisza Klub (Magyarország);

-          Máramaros Ökológiai Társaság (Románia).


 

A projekt célkitűzései

 

A Víz Keretirányelv (VKI) a tagállamok részére előírja, hogy a vízgyűjtő gazdálkodási tervben összefoglalt és térbeli adattartalommal rendelkező információkat a tagállamok GIS formátumban jelenítsék meg. A VKI-ben megfogalmazott, GIS vonatkozású feladatok végrehajtását segíti elő a Guidance Document on Implementing the GIS Elements of the WFD (továbbiakban: Útmutató), amelynek a tesztelését a projekt kidolgozása folyamán a román szakértőkkel együttműködve, közösen végeztük a Szamos folyó magyar-román országhatáron átnyúló rész-vízgyűjtőjén. Az Útmutató javaslatot tesz a kialakításra kerülő rétegek adattartalmára, vetületi rendszerére, méretarányára, térbeli pontosságára, kódolási struktúrájára, adatmodelljére, valamint a metaadatok egységes adatbázisban történő tárolására, különös tekintettel a határokon átnyúló nemzetközi vízgyűjtők térinformatikai rendszerének összehangolt, egységes megvalósítására.

 

A kijelölt nemzetközi vízgyűjtő területe 15 881 km2, amelynek kb. 1,9 %-a, azaz 306 km2 található Magyarország területén. A Szamos teljes hossza - a Nagy-Szamoson mérve - 415 km, amelyből 52 km-es szakasz esik magyar területre[3]. A folyó teljes vízhálózata az alábbi ábrán látható, melyen vastagabb vonal jelzi a Szamos folyó fő ágát, valamint az észak-keletről érkező Meleg-Szamost és a dél-nyugati irányból becsatlakozó Hideg-Szamost.

A vízgyűjtő terepszintje 110 és 2300 m Balti szint feletti érték között, a terep esése pedig 1-62 m/km között változik.

 

 

 

 

 

 

A minta vízgyűjtő projekt általános célkitűzései közé tartozott:

-          a VKI-ben megfogalmazott követelmények helytállóságának igazolása, megerősítése;

-          a VKI Útmutatók, a nemzeti szintű gyakorlati útmutatók és egyéb műszaki szabványok előírásai között fennálló összefüggések vizsgálata;

-          az útmutatók céljainak szélesebb körű bemutatása, megismertetése, az átláthatóság megteremtése a döntéshozók és a közvélemény számára;

-          olyan új fogalmak, koncepciók megismertetése a tagállamokkal, mint pl. a közvélemény bevonása a tervezési folyamatokba;

-          a tervezéssel kapcsolatban felmerülő kulcskérdések (pl. fenntartható mezőgazdasági gyakorlat) azonos értelmezésének biztosítása a tagállamokon belül;

A Szamos vízgyűjtőre kidolgozott minta projekt célkitűzései közé tartozott egy olyan térinformatikai rendszer román oldalon történő fejlesztésének az előkészítése, amelynek részét képezi - a magyar Vízminőségi Kárelhárítási Rendszerhez hasonlóan – a vízgyűjtőn található pontszerű szennyező források, védekezési helyek számbavétele is. A fejlesztésre kerülő rendszer a későbbiekben támogatja majd egy esetleges szennyeződési hullám nyomon-követését a teljes vízgyűjtőn, ami lényegesen növeli a megelőzés hatékonyságát.

A Szamos minta projekt keretében egy kapcsolódó magyar-román térinformatikai rendszer vízgyűjtő szintű kidolgozása volt a közvetlen cél, ami ugyanakkor lehetővé tette az Útmutató gyakorlatban történő tesztelését is.

 

Az igények előzetes felmérése

 

Első lépésben felmértük a VKI által megfogalmazott feladatokat, vagyis azt, hogy a vízgyűjtő gazdálkodási terv milyen GIS elemekre terjed ki.

Ezután megvizsgáltuk, hogy milyen földrajzi adatok, adatbázisok és térinformatikai szoftverek szükségesek a munka során, ezek elérhetősége biztosított-e mindkét oldalon.

Meghatároztuk továbbá azoknak a lehetséges felhasználóknak, szakértőknek, döntéshozóknak és társadalmi szervezeteknek a körét, akiket a tervezés során be kívánunk vonni a munkába.

A tervezéshez szükséges földrajzi adatokra vonatkozó felmérés során megállapítottuk, hogy azok többségükben rendelkezésre állnak a vízgyűjtő mindkét oldalán, a hiányzó információk pedig a kidolgozás folyamán mindkét részről beszerezhetők.

 

Az alábbi közös térképi rétegek megszerkesztését és összekapcsolását határoztuk el:

-          felszíni víztestek

-          monitoring állomások

-          vízgyűjtő-, részvízgyűjtő határok

-          pontszerű szennyező források.

A térképi rétegeknél alkalmazott méretarány kérdésében kiindulásként az 1: 200 000-es méretarányban állapodtunk meg, mivel a vízgyűjtő romániai oldalán ettől részletesebb digitális térképek a projekt kezdeti szakaszában nem álltak rendelkezésre. A munka folyamán azonban ettől nagyobb méretarányú térképi feldolgozásra tértünk át, mivel a rétegek határszelvényben történő összekapcsolásához nagyobb helyzeti pontosságra volt szükségünk (polyline-ok, poligonok kapcsolódásai). Ezen kívül az is indokolta 1: 100 000-es méretarányú alaptérképek alkalmazását, hogy az ettől kisebb felbontás nem biztosította a kiinduláshoz szükséges földrajzi adattartalmat (hiányzó felszíni vízfolyások, csatorna-szakaszok). A projekt kidolgozása folyamán, a vízgyűjtő romániai oldalán történt fejlesztéseknek köszönhetően, elkészült a terület 1: 100 000-es alapú digitális vízhálózati és domborzati modellje, amely nagyban hozzájárult a Szamos vízgyűjtőjének és rész-vízgyűjtőinek pontosabb lehatárolásához.

 

Az előzetes egyeztetések kiterjedtek a projekt során alkalmazásra kerülő közös referencia rendszerre is. Ebben a kérdésben mindkét fél a WGS-84 referencia rendszer alkalmazása mellett döntött, jóllehet az Útmutató geodéziai dátumként az ETRS89 rendszert javasolja a vízgyűjtő gazdálkodási tervek térképi mellékleteinek alapjául. A térképi vetületi rendszerek vonatkozásában az alábbiak alkalmazását javasolja:

Mivel a magyar oldalon az Egységes Országos Vetületi rendszer, a román oldalon pedig a Stereo-70 Vetületi Rendszer alkalmazása vált gyakorlattá, a közös térképi rétegeket WGS-84 Földrajzi Koordináta Rendszerben alakítottuk ki és az adatcserét is ebben a formában folytattuk.

A közös térinformatikai rendszer elméleti tervezése kapcsán merült fel Arc GIS szoftver alkalmazásának szükségessége, amelynél a „beépített” opciók segítségével a kialakított rétegeknek a javasolt referencia- és vetületi rendszerbe történő transzformálása már megoldható feladat.

 

A közös GIS rendszer fogalmi tervezése

 

Az elvi tervezés első lépéseként tisztáztuk azoknak az entitásoknak a körét, kapcsolatait és főbb attribútumait, melyekre a VKI előírása alapján, a közös GIS rendszernek hosszútávon, a felszíni vizek vonatkozásában ki kell terjednie. Ennek eredményét egy Entitás Kapcsolat (ER) diagramban foglaltuk össze, melyet az alábbi ábrán mutatunk be. Ebben sötétebb színnel jelöltük azokat az elemeket, amiket a projekt során leképeztünk.

 

Az entitásokat egy olyan adatmodellben kívántuk megjeleníteni, amely az elemek között fennálló, és az Útmutatóban részletesen meghatározott osztályok közötti kapcsolatok leírására alkalmas.

 

Munkánk során egy olyan, már kifejlesztett geo-relációs (ESRI ArcGIS Hydro) adatmodellből indultunk ki, amely a Víz Keretirányelvben megadott entitásoknak a felszíni lefolyási rendszert leíró részét tartalmazza, azzal a különbséggel, hogy kissé eltérő megnevezéseket használ és bizonyos kapcsolatokat másképpen valósít meg. A felszíni vízhálózatot felépítő geometriai alapeleme - a „HydroEdge” - az Útmutatóban leírt „River Segment”-nek, vagyis vízfolyás szakasznak felel meg. Az említett adatmodell előnye, hogy a geometriai elemek között topológikus kapcsolatot biztosít, a generált kapcsolatokat pedig külön objektumként kezeli, és adatbázisban tárolja (ezáltal az Útmutatóban javasolt kulcsok és köztes táblák egy része ebben a rendszerben feleslegessé válik).

Az alapul vett adatmodell az alábbi ábrán látható négy nagyobb osztályban tárolja az adatokat: Hydrography (vízrajz a kapcsolódó adatbázisokkal), Drainage (digitális magasság modell által, vagy a nélkül lehatárolt lefolyási terület), Channel (3 dimenziós hossz- és keresztszelvények), valamint Network (felszíni vízfolyások geometriailag kapcsolódó hálózata). Olyan objektum táblákat is kapcsolhatunk az adatmodellhez, amelyek a vízhálózaton bekövetkezett eseményeket és monitoring idősorokat tárolják.

 

A fent említett geo-adatbázis modellt a projekt során kiegészítettük és geometriailag megfeleltettük azokkal az entitásokkal is – felszín alatti víztest, felszíni monitoring állomás, felszín alatti monitoring állomás -, melyeket a VKI tartalmaz, de ebből a modellből hiányoztak.

Az adatmodellben ugyanakkor megjelenítettünk olyan „önálló entitásokat” is – ökorégió, védett területek, illetékes hatóság -, melyek nem képezik szervesen (szoftveresen) a modell részét, azaz nincs topológiai kapcsolat közöttük és a többi elem között. Kapcsolódásukat a rendszerhez földrajzi helyzetük biztosítja. Ezek GIS eljárásokkal, „overlay” műveletekkel kimutathatóvá válnak, attribútum adataikat pedig a későbbiek során adatbázisban tárolhatjuk.

 

 

 

 

Az adatmodell Útmutató által javasolt, attribútum adatokkal történő feltöltése a GIS tervezés későbbi fázisának, az adatbázis létrehozásának feladatát képezi.

 

A közös térinformatikai rétegek fejlesztése, harmonizálása

 

A mintavízgyűjtő magyarországi része síkvidéki területen helyezkedik el, ezért lehatárolását nem tudtuk digitális terepmodell alapján elvégezni. Ebben a kérdésben elsősorban a helyi szakhatóságok már meglévő adataira és szakmai segítségére támaszkodhattunk.

Ezt a megközelítést az is indokolta, hogy a kérdéses területen bonyolult víz- és csatorna-hálózat található, az itt lévő vízfolyások túlnyomórészt szabályozottak és töltéssel ellátottak.

Árvíz- és belvízvédelmi okok miatt mederbeli lefolyást szabályzó, vízkormányzási művek kerültek kiépítésre, ahogy a mellékelt ábra is mutatja. A mederbeli lefolyás áramlási irányát emiatt elsősorban a vízkormányzó műtárgyak üzemrendje határozza meg.

 

A lehatárolt mintavízgyűjtőt (polygon) és a felszíni vízhálózatot (polyline) 1: 100 000-es méretarányú vektoros térképi fedvényeken ábrázoltuk. Ennek alapjául az országos vektoros adatállományok (OTAB-1) szolgáltak. Ezután a vízgyűjtőt rész-vízgyűjtőkre osztottuk, melyek határait a Felső-Tiszavidéki Vízügyi Igazgatóság szakértőinek közreműködésével,
1: 10 000 méretarányú, raszteres térképek alapján pontosítottuk.

 


A Szamos romániai oldalán a vízgyűjtő és a rész-vízgyűjtők lehatárolását digitális terepmodell alapján végezték a román szakemberek.

 

 

 

A felszíni víztestek kijelölésének végrehajtására kiadott párhuzamos útmutató közös tesztelése során a vízgyűjtő magyarországi oldalán 4 (a romániai oldalon 407) felszíni víztest került lehatárolásra, melyeket az alábbi ábrán mutatunk be. A kapott információk és a számított értékek alapján a Szamos teljes magyarországi szakaszát – a román szakemberekkel egyetértésben, a határszelvényen becsatlakozó romániai szakasszal együttesen – erősen módosított felszíni víztestként vettük figyelembe, hiszen a folyó teljes hosszában töltésezett, medre jelentős mértékben szabályozott. Ezeknek az emberi beavatkozásoknak a folyó környezetére és élővilágára gyakorolt hatása jelentősnek ítélhető meg, biológiai jelentőségének pontosítása azonban további szakértői vizsgálatot igényel a jövőben (part jellege, élővilág szerkezete, stb.).

 

A Tunyogmatolcsi holtágat – a többi magyarországi, lefűződött holtághoz hasonlóan – időszakos utánpótlódással rendelkező, jellegében erősen módosított (állóvíz jellegű) vízfolyásként azonosítottuk. Az utánpótlódás iránya az időszakosan változó vízkormányzás függvénye, így magas vízállások mellet a Szamosból, alacsonyabb vízállások idején pedig a Keleti övcsatornából kap vízutánpótlást zsilipeken keresztül a holtág.

 

A vízgyűjtőn – amelyet a kisebb mesterséges csatorna-hálózat sűrű szövevénye jellemez - két mesterséges víztestet határoltunk le. Ezek egyike az Északi főcsatorna, amely egyéb mesterséges ágakon keresztül a Kraszna és a Szamos folyók között tart fenn kapcsolatot. Másik víztest a Romániai Balcaia-t (Balkány) a Szamossal összekötő Keleti övcsatorna, amelyet - a XIX. századi vízrajzi térképek tanúsága szerint – az Ecsedi láp lecsapolása céljából létesítettek. Mindkét víztest emberi beavatkozás hatására jött létre.

 

A harmonizált tipológiai rendszer alapján lehatárolt felszíni víztesteket ezután szegmensekre osztottuk fel. A vízfolyások szegmenseinek határait az Útmutatóban foglaltak szerint az összefolyási/torkolati pontokon jelöltük ki a teljes vízgyűjtőn. Monitoring pontoknál nem végeztünk szegmentálást, mivel az előzetes vízminőségi monitoring eredmények ezt nem indokolták.

A felszíni víztestek monitoring állomásait pont-fedvényen ábrázoltuk, a Felsõ-Tisza-vidéki Környezetvédelmi Felügyelőségtől kapott adatok alapján, melyet ezután összekapcsoltunk a vízgyűjtő romániai oldalán üzemelő monitoring hálózattal.

A Szamos teljes nemzetközi rész-vízgyűjtőjén jelenleg nyilvántartott pontszerű szennyező források szintén egy összekapcsolt rétegen kerültek megjelenítésre.

A megszerkesztett és összekapcsolt térképi rétegekhez attribútum táblákat hoztunk létre az Útmutató által javasolt formátumban és adattartalommal.

 

Közös vízgyűjtő-kódolási rendszer kidolgozása

 

A térbeli objektumok közötti kapcsolatok egységes adatbázisban történő tárolásához, az osztott – nemzeti - adatbázisokból történő központi lekérdezések megvalósításához, valamint az adatátvitelhez elengedhetetlenül szükséges egy nemzeti és nemzetközi szinten egyaránt egyedi azonosítást biztosító standard kódolási struktúra kialakítása. Miután minden, a környezetvédelemmel kapcsolatban gyűjtött és kezelt adat alapjául a vízfolyások vízgyűjtői szolgálnak, az erre alkalmazott kódrendszer nagy jelentőséggel bír. Az Útmutató ennek kialakítására két főbb megközelítési módot ajánlott, melyeket összefoglalva az alábbiakban mutatunk be.

 

A kialakításra kerülő „egyedi európai kód” formátumára nézve az Útmutató az alábbi minimum követelményt fogalmazza meg:

MS#1#2…#22 , amelyben:

 

MS:  az illető tagállam 2 karakteres azonosítója, az ISO 3166-1-Alpha-2 ország azonosító kódoknak megfelelően,

#1#2…#22:   legfeljebb 22 karakter hosszú, a tagállamon belül egyedi alfa-numerikus objektumazonosító.

 

A fenti kódolási formátum a Bizottság számára készülő kezdeti és a későbbi jelentésekben egyaránt alkalmazható. A legfeljebb 22 karakteres azonosító hosszának és felépítésének célszerű kialakítása a tagállamok döntési jogkörébe tartozik. Erre vonatkozóan azonban az Útmutató számos praktikus javaslatot tartalmaz.

 

Másik megoldás a „hidrológiailag strukturált egyedi azonosító” alkalmazása a felszíni vízfolyás-hálózatokra, amely eljárás egyben a vízgyűjtők és rész-vízgyűjtők kódolását is magában foglalja. Ennek legfontosabb előnye abban rejlik, hogy gyors, automatizált elemzést és lekérdezést, valamint hosszú távú, egyedi kódkezelést tesz lehetővé már adatbázis szinten, térinformatikai megjelenítés nélkül is.

 

A már létező nemzeti kódrendszerek áttekintése és felülvizsgálata feltétlenül szükséges nemzetközi vízgyűjtő kerületekben, valamint határokkal osztott vízgyűjtőkön, a tagállamok közötti harmonizáció megvalósítása érdekében. Ezért erre különösen nagy hangsúlyt fektettünk a román kollégákkal együtt munkánk során.

 

Magyarországon jelenleg nincs a gyakorlatban hidrológiailag strukturált kódolási rendszer. A felszíni vízfolyás ágakra nemzeti szinten továbbfejlesztés alatt áll egy Microsoft SQL 2000 rendszerű, egyedi azonosító kulcsokat alkalmazó kódolási rendszer, amely a későbbiek során illeszthető lesz a nemzetközi szintű vízgyűjtő kódrendszerhez.

 

A vízgyűjtő romániai oldalán már létezett egy nemzeti kódrendszer a felszíni vízfolyásokra, de annak átvizsgálása során megállapítottuk, hogy nem alkalmas minden esetben egyértelmű azonosításra, valamint helyenként redundanciát tartalmaz.

 

A hidrológiailag strukturált kódolási rendszereknek több típusa is ismeretes és alkalmazott. Kialakítása függ a kódolás irányítottságától, valamint az egyes kódolási szinteken azonosításra kerülő ágak számától. Az általánosan elterjedt és kedvelt változata ennek a kódolási struktúrának az ún. „Pfaffstetter-rendszer”, melynek részletes leírását az Útmutató IV. számú függeléke be is mutatja. Ennek úgynevezett módosított változata - köztes megoldásként - könnyen alkalmazható olyan esetekben, amikor a végleges rendszerek kialakítása hosszabb időt és egyeztetést igényel.

 

A jelenlegi kódolási technikák áttekintése

 

Az alábbi összefoglalást néhány európai kódolási gyakorlatról a VKI GIS Munkacsoportja által készített, és az Útmutató részeként szolgáló „Review of Existing River Coding Systems” című, áttekintő anyag alapján készítettük el, amely a http://193.178.1.168/River_Coding_Review.htm weboldalon teljes terjedelmében megtalálható. A hivatkozott forrásból jelen tanulmányban csak azokat ismertetjük röviden, amelyekből munkánk során átvettünk bizonyos elemeket.

 

 

Az Egyesült Államokban alkalmazott – Otto Pfafstetter brazil mérnök által kifejlesztett numerikus sémának megfelelő - módszer a felszíni vízhálózat topológiáján és a lefolyási terület méretén alapul. Olyan ismétlődő számozási eljárással rendelkezik, aminek a segítségével a legkisebb rész-vízgyűjtő azonosítása is lehetővé válik. Adott térbeli ponthoz képest akár a legközelebbi, felvízi rész-vízgyűjtő, vagy folyószakasz, akár a legközelebbi alvízi szakasz automatikusan azonosítható.

A módszer lényege az, hogy az adott fő vízfolyáshoz tartozó vízgyűjtő területet rész-vízgyűjtőkre (basin) és köztes rész-vízgyűjtő területekre (inter-basin) osztja fel. Minden felosztásnál a 4 fő mellékágat tekintve, a rész-vízgyűjtők egy-számjegyű páros (2, 4, 6, 8), míg a köztes rész-vízgyűjtő területek egy-számjegyű páratlan (1, 3, 5, 7, 9) kódszámokat kapnak. Ez a felosztás ismétlődik a további szinteken a kívánt „mélységig”.

 

A „0” karakter a zárt vízgyűjtők jelölésére szolgál. A kódolás iránya a vízfolyás irányával ellentétesen, a torkolattól a forrás irányába történik.

 

Az Egyesült Államok területén ezt a kódolási struktúrát az 5. szintig valósították meg, amelyen szám szerint 5020, átlagosan 3640 km2-es „Pfafstetter egység” (basin, inter-basin) került ily módon lehatárolásra.

 

 

 

 

Itt említjük meg, hogy a portugál szakértők tapasztalatai alapján, általában 5-9 karakterrel rendelkező Pfafstetter kóddal valamennyi vízhálózat (vízgyűjtő) azonosítható.

 

 

A Landerarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) által létrehozott német módszer szintén hierarchikus és tisztán numerikus alapú. Felépítése nagyon hasonló az előzőekben ismertetett Pfafstetter kódolási rendszerhez, a kódolás iránya azonban fordított, azaz a vízfolyás irányával egyező. A rendszer – amennyire csak lehet – megfelel a hidrológiai vízgyűjtő-felosztásnak. Minden újabb szintre történő felosztás egy újabb karaktert eredményez a kódszámban.

Az ország vízgyűjtő hálózatát, első szinten, a 6 nagyobb németországi folyó vízgyűjtő területére osztották fel, melyek az alábbiak:

 

Ebben a rendszerben minden vízgyűjtőn (catchment) 9 rész-vízgyűjtő (sub-catchment) került kialakításra, amely a kódszám egy újabb karakterében jelenik meg. A Pfafstetter kódoláshoz hasonlóan, a páros számok mindig a 4 fő mellékágakhoz tartozó rész-vízgyűjtőket, a páratlanok pedig a mellékágak közötti lefolyási területeket (inter-catchment) jelölik. Az „1” kódszám mindig a forrásterülethez, a „9” kódszám mindig a torkolathoz kapcsolódik. A „0” kód, a tovább már nem osztható rész-vízgyűjtőket jelöli.

 

 

Az ERICA vízfolyás- és vízgyűjtő kódolási adatbázis rendszer egy – az Európai Környezetvédelmi Ügynökség (EEA) által meghirdetett – nemzetközi projekt keretében került kifejlesztésre. A rendszert brit (IH), dán (NERI) és német (UF) tudományos intézetek közösen dolgozták ki.

Az ERICA rendszer kis felbontású (1: 1 000000) digitális adatbázisban tárolja a folyókat, csatornákat, tavakat, partvonalakat és a nemzetközi határokat egész Európára kiterjedően. Továbbá két minta adatbázisban, közepes felbontásban (1: 250 000) megtalálható a Spanyolország és Portugália területére eső Mino, valamint a Franciaország és Belgium területén található Meuse folyó vízgyűjtőjének digitális rendszere.

 

A rendszer szintén egymásba ágyazódó kódolási struktúrát alkalmaz, mely az alábbi formátum szerint épül fel:

 

MM BBB N1 N2 N3 N4,…, A,                        amelyben:

 

MM:               2 jegyű, tengert azonosító kód (a Nemzetközi Hidrográfiai Hivatal 1953-as rendszere szerint).

BBB:            3 jegyű, tengerpartot azonosító kód (a páros számok a folyó és a tengerpart metszéspontját, a páratlan számok a folyótorkolatok közötti partvonalat azonosítják), mellyel északról délre és nyugatról kelet felé a 499 legjelentősebb folyó és vízgyűjtője azonosítható.

N1, N2,:   2 jegyű, egymásba ágyazott, rész-vízgyűjtőt azonosító kódsorozat, amellyel a torkolattól a forrás irányában haladva, a páros számok folyamatos kiosztásával, a 49 legjelentősebb mellékág azonosítható. A páratlan számokkal – hasonló eljárást követve - mindig a mellékágak közti lefolyási területeket (inter-catchment) jelölik. A módszer segítségével minden vízgyűjtő 99 rész-vízgyűjtőre osztható fel, kódolási szintenként.

A:                 1 jegyű, a vízgyűjtő méretére utaló azonosító. A kódot – szakértői javaslatok alapján - 1 km2 - 250 000 km2 között (A - N) célszerű megválasztani.

 

Javasolt kódrendszer a Duna-medencére az IHP és LAWA alapján[4]

 

A Duna medence kódolási rendszerének kidolgozása – a „Duna medence Hidrológiai Bibliográfiája” projekt részeként – az UNESCO Nemzetközi Hidrológiai Programjának (IHP) keretében, a Duna medence országainak regionális együttműködése keretében készült el. A munkát a szlovén „Tudományos és Technológiai Minisztérium” támogatta és a Duna medence országainak IHP bizottságai vettek részt benne.

 

A Duna nemzetközi vízgyűjtőjére kidolgozott kódolási rendszer leírását 2000-ben a szlovén IHP bizottság adta ki három – angol, orosz és német – nyelven, „Danube River Basin Coding” címmel, amely „A Duna és Medencéi – Hidrológiai Monográfia” részét képezi. A munkában a szlovén szakértőkön kívül német, osztrák, szlovák, ukrán, román, magyar, bulgár és albán szakértők vettek részt.

A projekt kiindulási pontjául a Duna medence országaiban kialakított kódolási rendszerek vizsgálata és összehasonlítása szolgált, melyek közül végül a Németországban alkalmazott eljárás került kiválasztásra.

 

A nemzetközi szakértő bizottság a Duna vízgyűjtő területét hat rész-vízgyűjtőre osztotta fel első szinten. Ez a felosztás a Duna öt szakaszát, valamint a Tiszát – mint a Duna legnagyobb mellékfolyóját – azonosítja a hozzákapcsolódó rész-vízgyűjtőkkel együtt, az alábbiak szerint:

 

-          Felső-Duna rész-vízgyűjtője (kódszám: 1)

-          Felső-Közép-Duna rész-vízgyűjtője (kódszám: 3)

-          Tisza rész-vízgyűjtője (kódszám: 4)

-          Alsó-Közép-Duna rész-vízgyűjtője (kódszám: 5)

-          Alsó-Duna rész-vízgyűjtője (kódszám: 7)

-          Duna-delta rész-vízgyűjtője (kódszám: 9)

 

Az első rész-vízgyűjtő a Duna forrásától az Enns folyó torkolatáig terjed, beleértve annak vízgyűjtőjét is.

A Felső-Középső-Duna szakaszhoz tartozó vízgyűjtő az Enns torkolatától a Tisza vízgyűjtőjéig terjed.

A harmadik rész-vízgyűjtő a Tisza teljes vízgyűjtő területét magába foglalja.

Az Alsó-Középső-Duna szakaszhoz tartozó vízgyűjtő a Tisza torkolatától a Timok folyó torkolatáig terjed beleértve annak vízgyűjtőjét is.

Az Alsó-Duna rész-vízgyűjtője a Timok torkolatától a Jalomitza folyó torkolatáig terjed, beleértve annak vízgyűjtőjét is.

Duna-delta rész-vízgyűjtője a Jalomitza folyó torkolatától a Fekete-tengerig terjed, beleértve a deltaszakasz vízgyűjtőjét is.

A Felső-Duna szakasz (kódszám: 1) második szintű felosztása a német LAWA kódolási gyakorlatnak megfelelően 9 további rész-vízgyűjtőt eredményezett, a további négy Duna szakaszon – a LAWA rendszernek megfelelően – szintén második szintű rész-vízgyűjtők kerültek kijelölésre és kódolásra. Ennek eredményeként a Felső-Közép-Duna szakaszon és a Tisza rész-vízgyűjtőjén 9-9, az Alsó-közép- és az Alsó-Duna szakaszon 8-8, míg a Duna-delta rész-vízgyűjtőn további 5, alsóbbrendű rész-vízgyűjtőt jelöltek ki. Ezeket a főbb jobb- és bal-parti mellékágak, valamint a közbülső folyó-szakaszok szerint határozták meg.

(Harmadik szinten csak a nagyobb és a nemzetközileg jelentős mellékágak – nevezetesen a Morava, a Mosoni Duna, a Duna Vah és Dráva közti szakasza, a Dráva és a Száva – vízgyűjtői lettek tovább osztva ebben a rendszerben.)

 

A fent vázolt vízgyűjtő kódolási struktúrában a Tisza rész-vízgyűjtő rendszerén belül elhelyezkedő Szamos rész-vízgyűjtő a 42 nemzetközi kódszámot kapta.

 

Közös kódrendszer kialakítása a Szamos magyar-román nemzetközi vízgyűjtőn

 

Az ICPDR (International Committee on Protection of Danube River) – mint illetékes hatóság – ebben a kérdésben a projekt kidolgozásának idején még nem foglalt állást, erre vonatkozó, hivatalosan kiadott ajánlása nem volt elérhető. Ezért a román szakértőkkel folytatott egyeztetések után az a közös elhatározás született, hogy a mintavízgyűjtőn az Útmutató által is javasolt Pfafstetter struktúrának egy kibővített, módosított változata kerül kidolgozásra, amiben a német LAWA és a nemzetközi ERICA kódrendszerek bizonyos elemeit is felhasználtuk.

 

Kiindulási alapként az IHP keretében készült, Duna vízgyűjtő kódolási koncepció, valamint az Útmutató ajánlásai szolgáltak.

Ezek ismeretében, a Szamos „határokon átnyúló” rész-vízgyűjtőjének második szintű kódjából (42) kiindulva, azonban a torkolattól a forrás irányába haladva, az alábbi strukturális felépítés szerint kaptak azonosítót a vízfolyás ágak, valamint a hozzájuk tartozó lefolyási területek:

 

Szamos rész-vízgyűjtő

(2. szint)

3. szint

4. szint

5. szint

6. szint

42

xxx

xx

xx

xx

 

Az említett PRB projekt keretében kidolgozott kódolási rendszer mind a magyar rész-vízgyűjtő (1,9 %), mind a romániai rész-vízgyűjtő (98,1 %) teljes területére, a 6. kódolási szintig kidolgozásra került. Az összekapcsolt rétegek közös adatbázisainak feltöltése azonban még folyamatban van.

Az így kialakított rendszer – mely végső megjelenésében, bizonyos értelemben az ERICA rendszer ismérveit is mutatja – a későbbiekben illeszthető lesz egy teljes Duna vízgyűjtőre elfogadott kódrendszerbe.

 

A kialakított kódolási struktúrához hozzárendelhetők a felszíni víztestek monitoring állomásainak és a rész-vízgyűjtő területén ismert pontszerű szennyező forrásoknak az azonosítói.

 


A alábbi ábrán a vízgyűjtő közös határszelvényére mutatjuk be a vízfolyás ágak azonosítási rendszerét.

 

 

Metaadatok

 

A metaadatok olyan információk, amelyek úgy írják le az adatbázisokat, mint ahogy a könyvtári katalógus-cédulák a könyveket. Amikor egy új adatbázist hozunk létre, létre kell hoznunk mellé a metaadat leírást is, hogy dokumentálni tudjuk az adatbázis tartalmát és jellemzőit. A részletes metaadat leírás választ ad a felmerülő kérdéseinkre (pl. mikor veszti érvényét az adat), illetve segít döntéseket hozni (pl. milyen léptékű térképen mutathatók be az adatok).

Az ISO 19115 szabvány meghatározza azoknak a metaadatoknak a körét, és sémáját, amiket és amilyen formában a földrajzi adatokról a tagállamok kötelesek jelenteni a VKI előírásai szerint. A szabvány kötelező és opcionális elemeit az Útmutató részletesen meghatározza.

 

A projekt kidolgozása során összehasonlítottuk a Víz Keretirányelv GIS útmutatójában meghatározott követelményeket, a Rajna Bizottság, illetve a EuroGlobalMap által készített metaadat leírásokkal és az ArcCatalog által generálható leírással. Azt tapasztaltuk, hogy az ArcCatalogban létrehozható metaadat leírás egy elemet kivéve (dataset character set) tartalmazza az Útmutatóban is szereplő, ISO szerinti metaadat elemeket. Ennek alapján a magyar térképi rétegekhez tartozó metaadat leíráshoz az ArcCatalog e funkciója megfelelő hátteret biztosított. Amennyiben a későbbiek során specifikus elemek hozzáadása is szükségessé válik, a stíluslapokhoz, illetve a metaadat leíráshoz további elemeket adhatunk hozzá.

 

Az ArcCatalog 8 féle beépített stíluslapot használ (illetve lehetőséget ad saját, igény szerinti stíluslap létrehozására is). Ezek az alábbiak:

 

 

A stíluslapok az ArcCatalogban lényegében ugyanazt a metaadat állományt mutatják be, különböző szabályokat alkalmazva. A stíluslapok szelektálják, hogy melyik metaadat elemeket láthatjuk, valamint meghatározzák ezek értékeinek megjelenítési módját.

 

A minta projekt során, a földrajzi adatokat – mint azt a fentiekben említettük - ESRI shape formátumban bonyolítottuk egymás között. Az alkalmazott ArcGIS szoftver ArcCatalog modulja a rétegekre vonatkozó metaadatokat az előírt ISO 19115 szabvány szerint automatikusan generálta. Az ebben a rendszerben megjelenített leíró adatok a projekt során elegendő információt nyújtottak nekünk a „felhasznált” földrajzi adatokról.

 

 

Tapasztalatok

 

Az EU Víz Keretirányelve (VKI) GIS útmutatójának Szamos vízgyűjtőn végzett integrált tesztelése folyamán a magyar és román szakértők jól tudtak együttműködni, folyamatos kapcsolattartással. A szakértők nyitottak voltak a módszertanok megvitatására és összehasonlítására, valamint nemzetközileg elfogadott módszerek alkalmazására.

Mind a magyar, mind a román szakértők által alkalmazott módszertanok – amennyire csak lehetett - egymással, és a VKI irányelveivel harmonizáltak voltak. A harmonizáció mértékét a Víz Keretirányelv bevezetésének nemzeti szintű (magyar illetve román) stratégiája és módszerei szabták meg.

 

Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb esetben azonos megközelítést alkalmaztunk az teljes mintavízgyűjtőre, ezért a projekt során kapott eredmények összehasonlíthatóak és valósághűek. A GIS Útmutató esetében a módszertanok, nyers adatok és az eredmények is kölcsönösen átadásra kerültek.

A projekt résztvevői egyetértettek abban, hogy a jelenleg kidolgozott Útmutató elégséges a nemzeti programok megvalósítására, de ezek bizonyos részei bővítésre, illetve bővebb magyarázatra szorulnak. Ezen kívül esettanulmányok jelentősen segítenék a VKI effektív bevezetését.

 

 

IRODALOMJEGYZÉK

 

[1] AZ EURÓPAI PARLAMENT ÉS A TANÁCS 2000. október 23-i 2000/60/EK IRÁNYELVE az európai közösségi intézkedések kereteinek meghatározásáról a víz politika területén, Official Journal of the European Communities N° L 327, 22/12/2000

[2] Guidance Document on Implementing the GIS Elements of the WFD, Working Group GIS, European Communities, 2002

[3] Magyar Statisztikai Évkönyv, KSH, 2001

[4] The Danube and its Basin – A Hydrological Monograph, Follow-up Volume VI, Regional Cooperation of the Danube Countries in frame of the International Hydrological Programme of UNESCO, Slovenian IHP Committee, 2000