Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)

2. szám - Dr. Salamin András: Kisvízfolyások árvízi előrejelzésének önszabályozó módszere

Dr. . Salamin A.: Kisvízfolyások árvízi előrejelzése Hidrológiai Közlöny 1983. 2. sz. 85 értéket, ami a kialakított előrejelző rendszer első sikeres próbáját jelentette. A sikeres üzemi próbát követő folyamatos alkalmazásból a konvergencia szemléltetésére érdemes bemutatni az 1978. májusi árvízi lefolyás gépi futtatási eredményei, amely eredmények ugyancsak megfelelő sebességű konvergencia teljesülését támasztják alá (7. ábra). A részletes elemzések alapján megállapítható, hogy a Zagyva rendszerében kialakított előrejelző rendszerrel árvízi védekezéshez hatékony (±15 cm pontosságú) előrejelzés készíthető több, mint 24 óra időelőny mellett a Zagyva Hatvan város alatti (F— 1222 km

2), valamint a Tarna Tanúiméra (F 1153 km

2) alatti szakaszára. E szelvények feletti szakaszokra mentési munkálatokhoz elégséges időelőnyű riasztás adható. A próbaüzemi tapasztalatok számos területen mutattak be lehetőséget a program alkalmazása hatékonyságának növelésére. Az egyik ilyen terület a csapadékadathiány (mérőérzékelő meghibásodás stb.) pótlása a mért értékek helyszínrajzi vizuális értékelésével. A számítógépi program ugyan tartalmaz megoldást a hiányzó csapadékai! at ok pótlására (ezta[39j részletezi),a spekulatív adatpótlás lényegesen hatékonyabbnak bizonyult. Az előrejelzés-sorozat konvergenciasebességét azzal lehet növelni, hogy a vízállásészlelések alapján a javításra használt „mért" árhullámot a hidrológus becsüli meg (pl. grafikusan) és mind több vízállásadat alapján fokozatosan javítja. E megoldással az időelőny lényegesen növelhető. Az eddigi üzemi tapasztalatok alapján az elsősorban záporcsapadékból való előrejelzések készítésére kialakított rendszert hóolvadásből származó lefolyás előrejelzésére is fel lehet használni. A hóolvadás esetén a hidrológus becsüli meg az olvadó hó (vagy eső és hó) esőegyenértékét (intenzitásidősorban), ezen becsült értékek alapján előrejelzést készít, majd az első vízmérőszelvényi észlelések alapján beesült 'esőegyenértékeket korrigálja úgy, hogy a korrekcióval készített újabb előrejelzés mind jobban közelítse a mérőszelvény észleléseit. Ezt a spekulatív úton készített iterálást követően a program javítása már megegyezik az esőcsapadékból származó lefolyás előrejelző mechanizmusával. A program ugyancsak alkalmasa vésztározók különböző megnyitásának szimulálásához, hatásának elemzéséhez, ami fontos döntéselőkészítő vizsgálatot jelent a költséges beavatkozáshoz. Az előrejelző rendszer felhasználása, a továbbfejlesztés iránya Az előrejelző algoritmus elsősorban hegy- és dombvidéki (csak részben síkvidéki), 15—20 ezer km

2-né! kisebb vízgyűjtőterületű kisvízfolyások árvízi előrejelzésére készült, elsősorban záporcsapadékból származó árvízi lefolyás jellemzésére, de hidrológusi közreműködéssel a hóolvadás előrejelzésére is használható. A kialakított algoritmus csapadék intenzitás (pl. mm/óra) adatokat igényel a vízgyűjtőterületről, ezek alapján készít vízhozam-, illetve vízállás előrejelzéseket (órás, vagy több órás diszkrét értékekkel jellemezve) a vízrendszer kiválasztott fontosabb szelvényeire. A vízhálózat mérőszelvényeiben észlelt vízállásadatok felhasználásával az előrejelző rendszer folyamatosan (pl. óránként stb.) javítja a korábban készített előrejelzéseket, fokozatosan javuló előrejelzés-sorozatot eredményezve. A kialakított program figyelembe tudja venni a tározók hatását, a vízgyűjtőn bekövetkezett változások (pl. vízrendezés stb.) a modellállandók változtatásával nyomonkövethetők, a vésztározók megnyitása több lehetséges változatban — lejátszható, a tározóvezérlés hatása figyelem bevehető. A kialakított algoritmus használható tervezési feladatokhoz is a mértékadó, vagy a tervezés szempontjából jellemző csapadékos, vagy árvízi lefolyás szimulálásával (pl. tározé)leresztés hatásának szimulálásával). Hazai viszonylatban a Zagyva—Tarna vízrendszerén kívül elsősorban a Hernád, Sajó, Kapós, Zala, Rába. Szamos, Körösök, illetve az ezeknél kisebb vízfolyások előrejelzésére lehet használni. Az előrejelző algoritmus számítási igénye számítástechnikai eszkőz alkalmazását teszi szükségessé. A matematikai modell s annak számítógépi programjának kialakításánál törekedtünk olyan általános megoldásra, amely könnyen adaptálható más vízrendszerek előrejelző rendszerének kialakításánál és amely programozási megoldása lehetővé teszi a kis-, közepes nagyságú számítógépre való adaptálást. Az adott vízrendszerre való adaptálást segíti a rendszer moduláris felépítése, valamint a modell állandókba sűrített vízrendszeri jellemzők leválasztása a matematikai megfogalmazástól. Az egyes modulokra külön részprogramok (subroutine-ok) készültek, ezek összeillesztését az adott vízrendszer felépítésének megfelelően az ún. főprogram végzi. Az adott rendszerre való adaptáláshoz tehát a főprogram elkészítése, a subroutine-ok programjának telepítése és az adott vízrendszert jellemző modell-' állandók meghatározása szükséges. A számítógépes megoldás eredeti programjait Sáhy Z. és fíörőcz O. készítették FORTHAN IV programnyelven, a Zagyva rendszeri megoldás* TPA looli típusú gépre készült. Egy előrejelzés-sorozat készítése Ki vízfolyásszelvényre e géptípusnál 2—5 percet vesz igénybe. A program telepíthető a hazai gyakorlatban használatos, FORTRAN fordítóprogrammal rendel kező kis számítógépekre (az adaptálás és telepítés kérdéseit a [43] részletezi). Az eddigi kedvező üzemi tapasztalatok az előrejelző rendszer széles körű alkalmazása mellett kijelölik a továbbfejlesztés legfontosabb irányait is: a rendszer kiterjesztését a hóolvadásból származó árvizek előrejelzésére (ez a LEFOLYÁSI MODUL egy részének a hatékony csapadék meghatározási eljárásának — továbbfejlesztését jelenti), valamint alkalmazását a tározóvezérléses felszíni lefolyásszabályozás automatizált megoldásánál. IRODALOM fl] Bakonyi F.: Árhullámok számítása mellékágas vízfolyásokon. Fiatal oktatók és kutatók tudományos fóruma, BME, Budapest. 1978.