Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

3. szám - Dr. Salamin András: Vízrajzi adatok korrekciója számítógép felhasználásával

114 Hidrológiai Közlöny 1979. 3. sz. Dr. Salamin A.: Vízrajzi adatok Szelvényenkénti vízhozamgörbék szerkesztése A görbeszerkesztés első lépéseként a mérési pontokkal rendelkező görbetartomány szerkesztésére került sor. E szerkesztésnél grafikus, el járással határoztuk meg a vízhozam-vízállás [Q(//)], a nedvesített keresztszelvény—vízállás [F(2Z)] és a szelvény középsebesség-vízállás összefüggéseket [v(//)] külön-külön az egyes időszakokra (az időszakok kijelölésénél a szelvény- vagy észlelésváltozások, illetve a mérési pontok elhelyezkedése játszottak közre). A külön-külön szerkesztett vízhozam, keresztszelvény és sebesség összefüggéseket ellenőriztük az egyes időszakoknál az alábbi összefüggéssel : Q(tf) = F(£f).v(tf), (2) Az ellenőrzést követően a (2) összefüggésnek megfelelően korrigáltuk a görbéket. E feldolgozásnak fontos — a későbbi extrapolálásnál felhasznált — részeredménye az a megállapítás volt, hogy a vizsgált szelvényeknél a szelvény középsebessége — szelvényektől függően — 80—110 cm-es vízállás fölött közel állandóvá vált. Ez a gyakorlati tapasztalat az alapját képezte a sebességgörbe extrapolált szakasza becslésének, ugyanis, ha valamely vízmérőszelvényben volt vízhozammérési adat a már állandósult (azaz H^ 100 cm) szakaszban, akkor a nagyobb vízállásokhoz tartozó sebességet azonosnak lehetett venni ezzel az értékkel. A görbeszerkesztés második lépésében került sor a vízhozamgörbék extrapolációjára. Az extrapolációnál az időszakonkénti keresztszelvény felvételek alapján megszerkesztettük a nedvesített keresztszelvény-vízállás összefüggést a teljes észlelési tartományra (természetesen csak abban az időszakban, melyben volt ilyen felmérés), majd a fenti gyakorlati tapasztalatokra támaszkodva kiterjesztettük a sebességgörbét is az észlelés felső határáig. E két görbe (2) alatt szimbolizált szorzata adta az induló extrapolált görbét. Számos időszakra azonban — mérési adatok hiányában — ezzel a módszerrel nem lehetett a vízhozamgörbét extrapolálni. A harmadik lépésben a — hiányosan — extrapolált vízhozamgörbék időbeni folyamatosságának elemzésére került sor. Az egyes, egymást követő időszakok vízhozamgörbéi: — vagy folytonosan változtak, ha a szelvénynél és a vízfolyásban jelentős átalakítás nem volt (a mederben való vízmozgás viszonylag lassan változott meg), — vagy párhuzamosan eltolódtak (ugrásszerű változással), ha a vízmérce ,,0" pontja megváltozott de a mérőszerelvény és környezete lényegileg nem változott, — vagy teljesen megváltoztak (ugrásszerű változás), ha a szelvény, vagy a szelvény környezetében a vízfolyás átépítésre került. Ezekre vonatkozóan a törzskönyvi feljegyzések fontos támpontul szolgáltak, így meg lehetett határozni a görbeváltozások helyét (időben) és jellegét. Az időbeni elemzést olyan háromváltozós grafikus feldolgozás segítségével végeztük (erre mutat be példát a 3. ábra), ahol az idő (évek) és vízállás változók mellett harmadik változóként a vízhozamot tüntettük fel. E vizsgálat három fontos jellegzetességét célszerű kiemelni: — A görbeszerkesztés egyik kritikus pontját jelentette a fenékvonal megszerkesztése. (Ezt adták slQ = 0 vízhozamhoz tartozó vízállásértékek, vízhozamgörbe alsó pontjai.) Itt elsősorban a szelvényfelvételekre támaszkodtunk, ahol ez nem volt, ott a fenékvonalat a mindenkori — az adott időszakra vonatkozó — minimális vízállás alatt vettük fel: 11 fenék = Hmin AH, ahol a AH a tapasztalatok alapján becsült minimális vízborítást jelentette az adott szelvényben (kiszáradó jellegű vízfolyásoknál AH = 0). — A vízhozamgörbék időbeni interpolációjára kerülhetett sor olyan esetben (pi. a 3. ábrán az 1929—36. időszakokra vonatkozó görbeszakasz), amikor valamely időszakban az időszakot megelőző és követő időszakoknál a vízhozamgörbe mért tartománya lényegesen nagyobb volt, mint a vizsgált időszakban. — A vízhozamgörbék extrapolálásánál is fel lehetett használni a görbék időbeni változására vonatkozó elemzést. Az extrapolálásnál azon időszakok vízhozamgörbéire támaszkodtunk, melyek mért tartománya a legmagasabb vízállástartományig terjedt. Ettől az időszaktól kiindulva időben előre és hátra igyekeztünk a már extrapolált görbeszakaszokat korrigálni (egymáshoz „simítani"), illetve a hiányzó görbeszakaszokra becslést adni. Az extrapoláció minden időszaknál csak az időszakban észlelt maximális vízállásig történt, így a szerkesztett vízhozamgörbék az egyes időszakokban különböző intervallumokra vonatkoztak. A 3. ábrán szemléltetett eljárás során számos olyan ellentmondással is találkoztunk, melyeket a vizsgálat során nem tudtunk feloldani. így pl. volt olyan — mintegy 60 cm-es — ,,0" pont áthelyezés, melynek nem volt nyoma a vízhozamgörbék időbeni változását szemléltető grafikonon, vagy az észlelt minimális vízállás a geodéziai felvétel alapján meghatározott fenékvonal alá került, ami — egy beállt mederszakasznál — fizikailag nehezen magyarázható. Ezen ellentmondások ellenére a vizsgálat során végül is sikerült mintegy 100 vízhozamgörbét előállítani a vizsgált 10 szelvényre. A szelvényenkénti vízhozamgörbe-szerkesztésnél kézi — grafikus és spekulatív — értékelést használtunk. Ismeretesek olyan görbeközelítő eljárások, melyek a mérési pontokra — számítógép felhasználásával — görbét illesztenek, ezek az eljárások azonban vizsgálatunk során nem voltak használhatók. A kézi értékeléssel kapott vízhozamgörbéket jellemző diszkrét vízállás-vízhozam pontpárokat lyukasztottuk le (a pontok sűrűségének feltétele: két pont közötti értékeket lineáris interpolációval meg lehessen határozni).