Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)
3. szám - Dr. Pálfai Imre: Kísérletek az alsótiszavidéki belvizek előrejelzésére
Hidrológiai Közlöny 1984. 2. sz. 154 Kísérletek az alsótiszavidéki belvizek előrejelzésére* DR. PÁLFAI IMRE" A belvizek és a hidrometeorológiai tényezők kapcsolata — a több évtizedes hazai kutatásokból levonható következtetések szerint — meglehetősen bonyolult, s kellően még nem tisztázott kérdés. Ezért konkrét belvíz-előrejelző módszer kidolgozásához sokáig nem mertünk hozzáfogni, de főhatósági biztatásra 1078-ban mégis vizsgálatokat kezdtünk számszerű kapcsolatok meghatározására. Célkitűzésünk szerény volt: a belvíz jellemzői közül csupán kettőt, a téli-tavaszi maximális elöntés nagyságát és a maximális napi lefolyást kívántuk számítás útján meghatározni, mégpedig az Alsótiszavidéki Vízügyi Igazgatóság teljes (8200 km 2-es) belvízgyűjtő területére vonatkozóan. Ügy gondoltuk, hogy a belvízvédelemre való felkészüléshez elsősorban az említett jellemzők előrejelzése adhat segítséget. A maximális elöntés és lefolyás adatait 1956-tól vettük számba (a belvízvédelmi naplókból, szükség esetén a szivattyútelepek gépüzemnaplóit is igénybevéve), s azokat a belvizet előidéző-befolyásoló főbb hidrometeorológiai tényezők értékeivel (területi átlagával) vetettük össze, a köztük lévő kapcsolatot regresszió-vizsgálattal határozva meg. Jószerivel csak a „bemenő" és a „kimenő" adatokkal foglalkoztunk, s mélyrehatóan nem vizsgáltuk azt a bonyolult, nehezen számszerűsíthető vízháztartási folyamatot, amely a belvíz kialakulása előtt és alatt a légtérben, a felszínen és a talajban lejátszódik. E folyamatok néhány számszerűen is megragadható következményét azonban beépítettük modellünkbe. A felhasznált elöntési és lefolyási adatsor pontossága és homogenitása vitatható, de mivel nagy területről van szó, az előfordult mérési hibák feltehetően többé-kevésbé kiegyenlítik egymást, s a különböző emberi beavatkozások összhatása sem lehet túlságosan jelentős, mert — mint látni fogjuk — a számított és a mért elöntési értékek közötti eltérések nem mutatnak határozott egyirányú változást, tehát az adatsor hozzávetőlegesen egyöntetűnek tekinthető. Először — egy hosszabb távra Szóló előrejelzés érdekében — az őszi-téli hónapok csapadékai és a talajvízállás együttes hatását vizsgáltuk a belvízi elöntésre és lefolyásra. Megállapítottuk, hogy a havi csapadékok közül döntő szerepe a novemberi, a decemberi, s különösen a januári csapadékösszegnek van, és meglehetősen szoros a kapcsolat a télvégi talaj vízállással is. A november előtti csapadékok valószínűleg azért nem mutatnak kellő korrelációt a belvízzel, mert hatásuk a talajvízállásban fejeződik ki. A meghatározott numerikus összefüggéseket 1981 óta alkalmazzuk előrejelzésre. Például az 1981. január elején kiadott előrejelzésben — a januári csapadékösszeget a sokévi * Elhangzott a Magyar Hidrológiai Társaság Szegedi Területi Szervezete által 1983. február 9-én rendezett tudományos tanácskozáson. ** Alsótiszavidéki Vízügyi Igazgatóság, Szeged. átlagnak feltételezve — a várható maximális elöntést 19 000 ha-ban jelöltük meg, ±12 000 ha-os szórással. A február elején készített újabb előrejelzés — most már az ismert januári csapadékkal számolva — 17 000 ha-ra szólt. A március elején bekövetkezett elöntés maximuma 14 000 ha lett. Az előrejelzést tehát ebben az esetben beváltnak lehetett tekinteni. A túl nagy szórás azonban arra késztetett, hogy további tényezőket vonjunk be a vizsgálatokba, amelyek végül is egy rövid távú előrejelzésre alkalmas módszer kidolgozásához vezettek. A következőkben ezt mutatom be. A rövid távú előrejelző módszer kidolgozásához az 1956—1982 közötti 22 téli-tavaszi belvíz adatait használtuk föl, pontosabban a hóolvadásból keletkező első belvízhullám adataival számoltunk. Vizsgálatainknál igyekeztünk minden olyan tényezőt figyelembe venni, amelyeket fontosnak tartottunk a belvíz kialakulása szempontjából, s amelyekre adatokat lehetett előteremteni 1956-tól. A befolyásoló tényezőket két fő csoportra osztottuk: a vízterhelés és a vízbefogadóképesség csoportjára. Nem törekedtünk azonban a konkrét vízterhelés és vízbefogadóképesség meghatározására, ami túl nehéz feladatnak tűnt, csupán egy-egy, ezekkel arányos mutatót akartunk előállítani. A vízterhelési mutató legfontosabb, kiindulásul választott tényezője a kritikus hóvastagság, az a hótakaró-vastagság, mely a belvízi elöntés kezdetekor fennáll. A belvízi elöntés a léghőmérséklet tartós 0 °C fölé emelkedésekor kezdődik, s ez az időpont a kezdete a hóvastagság erőteljesebb csökkenésének is. Mivel e három időpont nagyjából egybeesik a kritikus hóvastagság — a szóban lévő elemek időbeli változását feltüntető ábrából — elég jó közelítéssel megállapítható. Az 1. ábrán sematikusan ábrázoltuk a hóvastagság és az elöntés, valamint az egyéb számításba vett tényezők időbeli változását, ill. értelmezését. A kritikus hóvastagság mellett — a hóban tárolt vízkészlet megismerése céljából — a hó térfogatsúlyát kellene még ismernünk, erre vonatkozóan azonban hosszú adatsor nem áll rendelkezésünkre. Ezért a hó vízkészletét befolyásoló egyéb paramétereket vontunk be a számításba. így a kritikus időpont előtti 30 nap csapadékösszegét és párolgását, a maximális hóvastagságot és a hó tömörödési idejét (1. ábra). A levegő felmelegedésének mértékét a hóolvadás ütemével (a hóvastagság-csökkenés irány tangensével) fejeztük ki. Végül figyelembe vettük az esetleges olvasztó eső mennyiségét is. A vízterhelési mutatóra — több változat megvizsgálása után — az alábbi három tagból álló formulát találtuk a legjobbnak: F7 ,= 1,1(C 3 0—0,5 P 3 0 + hó m& x) + + 4,2 Aókrit 1/+ (1)
