Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)

2. szám - Dr. Blahó Miklós–dr. Vajna Zoltán: Közel vízfajsúlyú szemcsék eltávolítása szennyvízből, flotációval

Hidrológiai Közlöny 1976. 3. sz. 91 Előrejelzés síkvidéki rendszerhidrológiai modellek segítségével FEHÉR FERENC* « 1. Bevezetés A hidrológiai elemek előrejelzése, a várható árvízi vagy belvízi helyzet ismerete, a védekezés megszervezése, az operatív beavatkozások céljából a hidrológus egyik fontos feladata. Jelentős lehet az egyes belvízi elemek előrejelzése akkor is, ha a belvizek kialakulásának megakadályozására az ország nagy területén nincs mód, de a belvíz tömegének várható nagysága, az elöntött terület előrejelzése, a várható szivattyúkapacitás ismerete, a levezetésre kerülő belvíz tömegének előrejelzése a meglevő erők jobb kihasználását, az operatív beavatkozások optimálisabb voltát, végső soron a keletkező károk csökkentését jelentené. A belvíz keletkezése és levezetése, vagy ahogy általánosan nevezik a síkvidéki összegyülekezési folyamat elvileg jelentősen eltér a hegy- és dombvidéki összegyülekezési folyamattól. Ennek megfelelően néhány ott kialakult hidrológiai fogalmat a síkvidéki összegyülekezés vizsgálatánál át kell értékelnünk és az előrejelzéssel szemben is más követelményeket kell támasztanunk, mind hegy- és dombvidéken. 2. A síkvidéki összegyülekezési íolyamat jellemzői, síkvidéki rendszerhidrológiai modellek A síkvidéki összegyülekezési folyamat szemben a hegy- és dombvidéki összegyülekezéssel, ahol az összegyülekezés minden beavatkozás nélkül, szabadon végbemegy, befolyásolt folyamat, ami azt jelenti, hogy a felszínre került víz a terep kis esése miatt csak igen lassan vagy egyáltalán nem gyűlik össze. Az összegyülekezési az embernek elő kell segítenie, a folyamatba be kell avatkoznia. Ez a beavatkozás különféle mérnöki létesítmények kialakításával és azok üzembentartásával történik. A mérnöki létesítmények (csatornák, tiltok, zsilipek, szivattyútelepek) megléte, állapota, teljesítőképessége alapvetően befolyásolja az összegyülekezési folyamat időbeli lefolyását. Így a szabad összegyülekezési folyamatot jellemző néhány paraméter (összegyülekezési idő, lefolyási tényező, összefüggés az árhullám és az őt kiváltó csapadék között) egyáltalán nem, vagy csak nehezen értelmezhető. Ha a fenti megállapításokat az előrejelzés szempontjából nézzük, nyilvánvaló, hogy az előrejelzés olyan paramétereiről, mint az előrejelzés időelőnye, az előrejelzett vízállás nagysága és az előrejelzett vízhozam nagysága, belvíz esetén le kell mondanunk, mert értelmezésük nehézségekbe ütközik. Azoknak a speciálisan belvízi paramétereknek * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató intézet, Budapest. tárgyalásához viszont, amelyek a belvízi előrejelzésnél szóba jöhetnek célszerű a síkvidéki összegyülekezési folyamatot nagy vonalakban áttekinteni. 2.1. A síkvidéki összegyülekezési elvi-fizikai modellje A síkvidéki összegyülekezési folyamat hidrológiai feltárásában a rendszerhidrológiai szemlélet és Kienitz [1] vizsgálatai hoztak alapvető változást. A belvíz keletkezését és összegyülekezését Kienitz négy fázisban tárgyalja, megalkotva ezzel a folyamat elvi-fizikai modelljét. Az első fázisban a felszínen keletkező belvíz cm mélységű, néhány m

2 felületű tócsákat tölt fel, ez a tócsásodás. A második fázisban a mélyebb vonulatokban kialakulnak a belvízfoltok. Ezek 10—20 cm átlagos mélységű, néhány száz m

2 kiterjedésű természetes tározók, ahonnan a víz akkor tud kifolyni, ha a folt vízgyűjtőterületéről utánpótlást kapva a vízszint elér egy küszöbértéket. A folt vize ekkor elindul a terepesésnek megfelelően és vagy egy másik foltba folyik, vagy a csatornába. Általában a víz foltról-foltra kaszkádszerűen, az egyik foltból a másikba átfolyva jut el a csatornába. Az így kialakult belvízfoltlánc az összegyülekezés harmadik fázisa. A belvízfoltláncokban mozgó víz végül általában eléri a belvízcsatornát, a csatornabeli vízmozgás a folyamat negyedik fázisa. Az egyes fázisokban lezajló tényleges fizikai folyamatokat, a vízmozgást — jellegének megfelelően — matematikai összefüggésekkel lehet leírni. Ez a matematikai egyenletrendszer, ahol az egyes fázisokat leíró egyenletek egymással összefüggésben vannak, a folyamatok matematikai modellje. 2.2. A síkvidéki összegyülekezés rendszerhidrológiai modelljei A síkvidéki összegyülekezési folyamat egyes fázisait megvizsgálva a folyamatok jellegét és időbeli lefolyását tekintve a teljes folyamat két fő részre osztható. Az első részben megy végbe a belvíz tulajdonképpeni keletkezése (első és második fázis), amikor is a csapadékból felszíni elöntésben és fedőrétegbeli tározásban levő belvíztömegek keletkeznek. Ezek a belvíztömegek okozzák a mezőgazdaságilag művelt területeken az elöntést, pontosabban fogalmazva a termőréteg olyan káros vízbőségét, amely belvízkárokat eredményez. A másik részben az összegyülekezésre kerül sor (harmadik és negyedik fázis), amikor tehát a műszaki létesítmények segítségével a felszíni vizeket elvezetjük. Ennek a résznek jellemzői a kialakult belvízhullám paraméterei, valamint a levezetett belvízmennyiség és a még elöntött terület. A fentieknek megfelelően az összegyülekezési folyamat két részére két modellt dolgoztunk ki.