Hidrológiai Közlöny 1953 (33. évfolyam)

3-4. szám - Kovács György: A tartóssági görbe felhasználása természetes vízfolyások hidrológiai vizsgálatánál

lOlf Hidrológiai Közlöny. 33. évf. 1953. 3—4. sz. Kovács Gy.: A tartóssági görbe felhasználása fenn az a feltevés, hogy magasabb vízálláshoz feltétlenül nagyobb vízhozam tartozik. Gyakorlatilag azonban ekkor is alkalmazhatjuk ezt a megoldást, mivel egyenlő valószínűséggel következnek be a tetőzéshez tartozó esésnél kisebb és nagyobb eséssel lefolyó vízhozamok, így, ha mindegyik vízállásnál tetőző esést tételezünk fel, az elkövetett véletlen jellegű hiba, elég nagy időtartamot vizsgálva, zérushoz fog tartani. A vízállás- és vízhozam-tartóssági görbék között található egyértelmű kapcsolat azonban egyúttal azt is jelenti, hogy az ilyen módon meghatározott, azonos tartósságú vízállások egy levonuló árhullámnak az egyes mércéken rögzített tetőző vízállásaival egyenértékűek, tehát összetartozó vízszintek megállapítására alkalmasak. Az azonos tartósságú vízhozamok között mutatkozó különbség pedig megadja, hogy a vizsgált vízszint mellett lefolyó vízhozamok a két mérce között milyen változást szenvednek, mennyi tehát a vizsgált szakaszon a másodpercenként szállított víztömeg vesztesége, illetve növekménye. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy a mércekapcsolati vonalat ezentúl ne a vízállások közül kikeresett összetartozó tetőző értékpárok alapján szerkesszük meg, hanem az azonos tartósságú vízállásokat rendeljük egymáshoz és így határozzuk meg a kapcsolati vonalat szolgáltató pontok rendezőit. Az eljárás előnyei a következők : a) Szükségtelenné válik ezáltal a vízállásadatok részletes áttanulmányozása alapján az összetartozó pontok kiválogatása. Helyette a vízrajzi szolgálat által összeállított vízállás-tartóssági görbék használhatók, ami lényeges időmegtakarítást jelent. b) Mivel egyenlő valószínűséggel fordul elő a vízállásidősorban a tetőző esésnél kisebb és nagyobb esés is, így hosszabb időtartamot vizsgálva, zérushoz tart az a hiba, amit azáltal követünk el, hogy minden napi vízállást tetőzőnek veszünk fel. Ezt a tartóssági görbe használatával fel is téteezünk. Ezáltal tehát elérjük azt, hogy míg megfelelő kulminációs értékpárt mindössze 10—20-at tudunk egy évben kiválogatni, addig a tartóssági görbét használva az év összes leolvasását figyelembe vesszük. Ennek az előnye abban mutatkozik, hogy ilyen módon rövidebb időtartam adatait kell csak feldolgozni, a közben bekövetkező mederváltozás tehát kevésbbé befolyásolja a mércekapcsolati vonalat. c) Azáltal, hogy már 3—4 év tartóssági adataiból megbízható kapcsolati vonal szerkeszthető, elérjük, hogy ha van a folyón olyan szelvény, ahol mederváltozás nincs (pl. a Dunán Nagymaros) vagy ennek híján egy szelvényben évente felrakott vízhozamgörbével ellenőrizzük a vízállás és vízhozam összefüggésének a mederváltozás következtében beálló módosulását (pl. a Tiszán Tokaj), a többi szelvényben bekövetkező hasonló változást már erre a szelvényre vonatkoztatott mércekapcsolattal meghatározhatjuk. Ezt a munkát végeztük el, amikor az 1950—51-es sztálinvárosi mérésekből meghatároztuk az 1931—40-es évtizedre érvényes vízhozamgörbét. Ennek az eljárásnak részletes ismertetésére a későbbiekben még visszatérek. d) A mércekapcsolati vonalnak összetartozó pontokból történő megszerkesztésekor olyan értékpárokat rakunk fel, amelyek természetesen tartalmazzák az egyes leolvasások hibáit éppen úgy, mint az egyedi értékeknek az átlagostól való eltérését. így a felrakott pontok kisebb-nagyobb szórást mutatnak, amit a kapcsolati vonal behúzásával egyenlítünk ki. A kapcsolati vonal mindig egyenes, legfeljebb egy vagy maximálisan két törésponttal. Ezzel szemben a tartóssági görbe a felhasznált adatoknak már átlagos értékét adja, és minden pontot egyértelműen határoz meg. A görbének így egymástól tetszőleges távolságban lévő pontjait szerkeszthetjük meg, ami lehetővé teszi, hógy — kis osztásokat felvéve — a mércekapcsolati vonalnak a középvizek táján mutatkozó görbületét jobban követhessük. Jól látható ez az 1. sz. ábrán, ahol a mércekapcsolati vonalat mind összetartozó vízállások, mind pedig tartóssági görbék segítségével meghatároztuk. Ezekkel az előnyökkel szemben a tartóssági görbe felhasználása új hibaforrásokat is rejt magában. a) A vizsgált időtartam legkisebb és legnagyobb vízállásainak közelében, ahol tehát egyegy intervallumban a vízállás gyakorisága kicsiny, az így szerkesztett kapcsolati vonal bizonytalanná válik. Ennek oka egyrészt az, hogy az ezen a szakaszon felhasznált adatok kis száma miatt nem . történik meg a nem tetőző értékek kiegyenlítődése. Másrészt a vizsgált időtartam határainál kerülnek be az'egyik mérce adatai közé olyan szélsőséges értékek, amelyeknek megfelelői a másik mércénél nem jelentkeztek, mivel a két mérce között szükséges levonulási idő miatt már nem jutottak be a feldolgozott adatok közé. Ezen a hibán olyan módon segíthetünk, hogy a szélsőséges vízállások környékén kulminációs értékpárok bevonásával egészítjük ki az eljárást. b) A jeges vízállásadatok bevonása a tartóssági görbe szerkesztésére felhasznált értékek közé ugyancsak hiba okozója lehet. Ugyanis egy, a mérési szelvény alatt keletkező jégdugó megemeli a vízszintet anélkül, hogy a vízhozam a vízhozamgörbe által meghatározott módon emelkedett volna. így megdől az az alapvető feltevés, hogy az összetartozó víszintek helyettesíthetők az azonos tartósságú vízszintekkel. Annak igazolására, hogy a jég zavaró hatása elhanyagolható, meghatároztuk a budapesti és nagymarosi szelvények közötti mércekapcsolatot összetartozó vízállások segítségével, az 1931— 38-as évek tartóssagi görbéjével és ugyanezekből az évekből a január, február, március és december havi értékek kihagyása után szerkesztett tartóssági görbével. Felraktuk továbbá egy jég szempontjából átlagos év (1938), valamint egy igen jeges év (1940) tartóssága alapján szerkesztett mércekapcsolatokat ugyancsak a jeges hónapok figyelembevételével és azok nélkül (1. sz. ábra). Az ábráról leolvasható, hogy a jégnek ez a hatása jégjárás szempontjából átlagos évben elenyésző, míg igen jeges évben számottevő lehet.