Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)
1. szám - Dr. Buzás Kálmánné–Horváthné Csongrádi Katalin: Az üzemi vízgazdálkodás rendszervizsgálatához szükséges információs rendszer és adatfeldolgozás
58 Hidrológiai Közlöny 1986. 1. szám Dr. Búzás K.-né—Horváthné Csongrádi K.: Az üzemi vízgazdálkodás szer vizsgálata. így két szempontból szükséges az üzemi mérések rendjét módosítani, egyrészt a rendszervizsgálathoz szükséges vízkémiai paraméterekkel ki kell azt egészíteni, másrészt pedig a mintavételezés gyakoriságát kell esetenként növelni. Az állapotfelvétel során az ÜVR funkcionális (vízkezelő-, szállító, -tározó) elemeiről szerzett információk birtokában kiválaszthatók a mintavételi helyek. Altalános esetben ezek a frissvíz betáplálás helyei, a vízhasználók és a vízés szennyvízkezelők előtti és utáni helyek. Ha a rendszer egy-egy elemének vagy egyes részeinek hibás működését kell lokalizálni, akkor célszerű a hibásnak vélt berendezéscsoport mintavételi helyeit többszöri elemzés után úgy változtatni, hogy egyre szűkebb körre korlátozódjon a hibát kiváltó ok. A statisztikai feldolgozás alapkövetelménye a minta reprezentativitása. Ezt a mintavételezés körülményeinek megválasztásával érhetjük el. Folyamatos termelési technológiák esetében a véletlenszerű mintavételt a szabályos időközönként (órás, műszakos, napos, több napos) való mintázás biztosítja. A mintavételezés adatait valószínűségi váltó" zóknak tekintjük, hiszen az ÜVR tulajdonságait determinisztikus és sztochasztikus változások alakítják ki. A sztochasztikus jelleget fokozza a mintavételezésből és mérésből származó véletlen ingadozás is. A minták adataiból az elemzés során elsődleges célunk az ÜVR üze?nállapotaira vonatkozó információk előállítása. Statisztikailag megbízható válaszokat kell kapnunk a következő kérdésekre : A) Melyek a rendszer bázis változói? • B) A mintavételezés időszakában történik-e a bázisváltozó(k) állapotában valamely determinisztikus hatásnak (berendezés hiba, emberi hiba stb.) tulajdonítható változás? C) A rendszer a bázisváltozó(k) szempontjából milyen térbeli részekre bontható? Lokalizálható-e a hibás működés? D) Milyen irányú intézkedéssel szüntethető meg a nem kívánt determinisztikus hatás, hibás működés? A rendszer bázisváltozóinak kiválasztása az ismert változók közötti fizikai-kémiai törvényszerűségek ismeretén alapuló egymáshoz rendeléssel oldható meg. A feltételezett függvénykapcsolatot regresszió analízissel állítjuk elő. A változók függőségi viszonyát korrelációs analízissel határozzuk meg. Hangsúlyozni kell. hogy ha a változók között nem ismert egyértelmű kapcsolat, akkor azokat laboratóriumi körülmények között kell vizsgálni és a kísérletsorozat eredményeként meg kell határozni a jellemző függvényalakot. Nyilvánvaló, hogy a regresszió- és korreláció analízis módszere csak valószínűsíti a változók közötti oksági összefüggést. Egyszerűbb a helyzet, ha az alrendszerek változóinak összefüggését vizsgáljuk. Például a környezeti és vízgazdálkodási alrendszerek esetében a belépő vízminőségi paraméterek időbeli oksági kapcsolatban vannak a vízgazdálkodási rendszer vízminőségi paramétereivel. Az ÜVR üzemállapotait a fizikai és kémiai állapotjellemzők időbeli változása határozza meg. A fizikai állapotjellemzőket a rendszer hidraulikai és termodinamikai folyamatai, míg a kémiái állapotjellemzőket az oldódás és csapadék-képződés folyamatai alakítják ki. A rendszerben megkülönböztethetünk kémiailag változó és nem változó vízminőségi komponenseket. A rendszer működése szempontjából független változónak tekinthetjük pl. a Na +, K +, Cl~ koncentrációit, amelyek általános esetlen a víz tömegáramával arányosan változnak. A determinisztikus hatásra bekövetkező változásokat az előbbi szempontok alapján kiválasztott bázisváltozók idősorából szűrhetjük ki. Statisztikailag megbízható választ a determinisztikus hatás létére és mértékére vonatkozóan az idősorok függetlenségi és homogenitást vizsgálata során kaphatunk. A mintaelemek egymástól függetlenek, ha a mérési sorrendben egymást követő adatok egymás értékére nincsenek hatással. A mintaelemek homogenitása azt jelenti, hogy a minta egyes részei ugyanolyan típusú és paraméterű eloszlásfüggvénnyel írhatók le. A stacioner üzemállapotok tulajdonságait jellemző mérhető változók és paraméterek általában normális eloszlásúak, kivéve a lebegőanyag koncentrációt, amely lognormál eloszlású. Az idősorokból minőségi állításokat tehetünk a függetlenségre és honrogenitási a vonatkozóan. Független mintaelenrek idősora „tüskés", homogén mintaelemek idősora pedig egy közel vízszintes sávban mozog, trend és periodikus összetevők nem terhelik. Bemutatott példánkban egy recirkulációs hűtővízkör és pótvizének Cl- koncentrációjának idősorát vizsgáljuk. A 2. ábrán látható, hogy a megfigyelési időszak első szakaszában a kör Cü~ koncentrációját döntően a pótvíz koncentrációja befolyásolja. A rendszeregyensúlyi számítások alapján két koncentráció hányadosa a besűrítési tényező jellemző a kör nyitottságára is [1]: _ C R _ Qv Cp Qp—Qvp ahol F — besűrítési tényező CR — a recirkuláltatott víz pl. Cl- ion koncentrációja [mg/l], C P — a pótvíz pl. Cl- ion koncentrációja [mg/l], QVP — párolgási vízveszteség [m 3/d], Qp — pót víz mennyiség [m 3/d]. Ha £ — 1 akkor CR=C V, a rendszer átfolyásos. Esetünkben az első szakaszban a besűrítés értéke átlagosan e =2,11. változékonysága azonban kb. 20%, amelyet láthatóan a pótvíz koncentráció változása determinál. A megfigyelési időszak második szakaszában a kör Cl- koncentráció idősorában trend hatás érvényesül, az idősor elemei nem homogének. Ezt mutatja a gyakorisági hisztogram is. Számítással meghatároztuk, hogy sem a függetlenség sem a homogenitás feltétele
