Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

2. szám - Dr. Szalay Miklós: A szabadfelszínű mozgások hidraulikájának hazai helyzete és a fejlesztés feladatai a népgazdasági igények tükrében

58 Hidrológiai Közlöny 1979. 3. sz. Schulhof Ödön A szabadfelszínű mozgások hidraulikájának hazai helyzete és a fejlesztés feladatai a népgazdasági igények tükrében DR. SZALAY MIKLÖ8* a műszaki tudományok kandidátusa Bevezetés A Magyar Tudományos Akadémia Vízgazdálkodástudományi Bizottságának Hidrológiai ós Hidraulikai Albizottsága 1978. június 15-ón tárgyalta meg a címbeli témát, melynek vitaanyagát dr. Szálay Miklós, a műszaki tudományok kandidátusa állított össze. Tragikus hirtelenséggel bekövetkező halála miatt már nem lehetett jelen az ülésen. Az Albizottság az anyagot megvitatta és azt olyan értékesnek, nagy jelentőségűnek, messze előremutatónak tartotta, hogy azt nyomtatásban történő megjelentetésre javasolta. Az anyag sajtó alá rendezését az Albizottság elnöke, dr. Kozák Miklós végezte el. Az anyagot azzal az ajánlással bocsájtjuk az illetékesek rendelkezésére, hogy az a magyar hidraulikai kutatások távlati fejlesztését szolgálja.' 1. A szabadfelszínű hidraulika mai tagozódása A társadalmi-technikai fejlődés egyre fokozódó igényekkel lép fel a vízgazdálkodással szemben. Ezeket az igényeket az alábbi tényezők idézik elő: — a lakosság, az ipar és — várhatóan — a mezőgazdaság rohamosan fokozódó vízigénye, — a vízkészleteknek a fokozott használat miatti növekvő szennyezettsége, — a vízkészletek és vízigények tér- és időbeli eloszlásában egyre jobban csökkenő összhang, — a vízgazdálkodásnak az előbbi okok miatt egyre növekvő nagyságú rendszerré történő integrálódási folyamata. A vízgazdálkodás szerkezetében az utóbbi néhány évtized folyamán bekövetkezett mennyiségi és minőségi változások elkerülhetetlenül szükségessé tették a korábbiaknál sokkal összetettebb feladatok fokozott pontossággal történő megoldását. Ez viszont nem következhetett be a vízgazdálkodás alaptudományainak, a hidrológiának és a hidraulikának a növekvő igényekkel lépést tartó fejlődése nélkül. A technika fejlődése azonban nem csak az igények oldaláról serkentette a vízgazdálkodás segédtudományainak fejlődését: a számítástechnika és a rohamosan tökéletesedő észlelési lehetőségek révén megteremtette a fejlődés objektív alapjait is. Az elérendő célok és a rendelkezésre álló eszközök egyidejű hatására alakult ki tehát többek között a jelen vizsgálódásaink tárgyául szolgáló — és a rövidség kedvéért szabadfelszínű hidraulikának nevezhető — tudományág mai képe is. A jelen összefoglaló nem tekinti céljának azt, hogy a szabadfelszínű hidraulika keretébe tartozó tárgykörök részletes és szabatos felosztását vagy * Budapesti Műszaki Egyetem. a területnek akár csak definícióját adja. Megelégszünk azzal, hogy a hazánkban adottságaink miatt leginkább művelt részterületekre terjeszkedjünk ki és — bizonyos csoportosítás segítségével — a véleményünk szerint legfontosabb jelenségekre világítsunk rá. Melyek tehát a ma szabadfelszínű hidraulikájának (és persze sok szempontból a hidraulika egészének) főbb jellemvonásai? Talán elsőnek említhetnénk a rendszerszemlélet meghonosodását a hidraulikában. A rendszerszemléletet sokan kárhoztatják azok közül is, akik mindennapi munkájukban következetesen alkalmazzák, mégis alapfogalmai, elterjedése bizonyos szemléletformáló tényezővé vált. Legáltalánosabban rendszernek tekinthető minden olyan természetes vagy mesterséges alakulat, amelynek bemenete és kimenete közt meghatározott kapcsolatok mutathatók ki vagy —- biológiai analógiával élve — amely meghatározott ingerekre ugyancsak meghatározott választ ad. A rendszerek alapvető dimenziója — általában — az idő. Ebből következik, hogy mindaddig, amíg igényeink nem tették szükségessé és eszközeink lehetővé a hidraulikában a nempermanens folyamatok számítással történő követelését, addig nem is lehetett szó a rendszerszemlélet hidraulikai alkalmazásáról sem. A hidraulikának korábban csupán egyetlen részterületén volt meg a rendszerszemlélet csírája: a tározás elméletében. Manapság már se szeri, se száma azoknak a feladatoknak, amelyek a rendszerszemlélet kereteibe illeszthetők. Ezeknek több alaptípusa van: — Az előrejelzési feladatok esetében adott bemenet(ek)hez és kezdeti, valamint határfeltételekhez (a rendszer állapotához) keressük a kimenetet, a rendszer „válaszát". Ide tartoznak —- többek között — a hidraulikai alapokra épülő vízállás és vízhozam-előrejelzések. — A rendszerszabályozási feladatok esetében arra keresünk választ, hogy milyennek kell lennie a rendszernek, ha adott bemenethez adott kimenetet akarunk kapni. Ilyen jellegű feladatok általában a tározás és vízkormányzás keretében jelentkeznek. — Az optimumkeresési feladatok összetett rendszerekben jelentkeznek, ahol is — az elemek soros vagy párhuzamos kapcsolásától függően — egyik elem kimenete (többnyire hidraulikai transzformáció után) egyik-másik elem bemenete lehet, vagy több elem kimenete összegezhető. Példa lehet erre a tározó- és erőműláncok esete, amelyben hidrológiailag adott bemenethez keressük az összetett rendszer legtöbb (vagy legértékesebb) energiát