Hidrológiai Közlöny 1989 (69. évfolyam)

3. szám - Gayer József: A korszerű csapadékcsatornázásról

136 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1989. 69. ÉVFOLYAM. 3. SZÄM A de Saint-Venant-egyenletek nem lineáris, hiperbolikus típusú egyenletrendszert alkotnak. Analitikus megoldásuk általános esetben nem ismert, ezért numerikus módszerek alkalmazásával szokásos megoldani azokat (bővebben ld. Kozák, 1977). Nyomás alatti áramlás szimulációját a Preissmann-hasíték bevezetésével oldották meg, ami egy csatorna záradékvonalán végigmenő, keskeny, függőleges, fiktív nyílás. Ez megengedi, hogy a víz a piezometrikus nyomás magasságáig felemelkedjék, ugyanakkor azonban a keresztmetszet és a kerület számításában nem szerepel (4. ábra). Ezzel a nyomás alatti rendszerek számítása visszavezethető a szabad felszínű rendszerek számítására. h Imi 4. ábra. A Preissmann-hasíték 3.2.2. Az alkalmazott matematikai modellek Általánosan elfogadott az a nézet, hogy csapadékvizek elhelyezésére városi környezetben összetett intézkedések szükségesek, mind az adott vízgyűjtőn, mind a csatornahálózaton. Az ilyen megoldások rendkívül gondos előkészítést és tervezést igényelnek. Műszaki és gazdasági szempontból egyaránt optimális megoldások kidolgozása, a magas beruházási összeget tekintve, igen fontos. A feladat komplexitása egyrészt megkövetelte, a számítástechnika fejlődése pedig más részről lehetővé tette a városi hidrológiai modellek kifejlesztését és egyre szélesebb körű alkalmazását. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a kifejlesztésükre fordított összegek igen gyorsan megtérültek (Niemczynowicz, 1984). Az alkalmazott modellek alapvetően három csoportba oszthatók (EPA, 1981), úgymint: előrejelzését szolgáltatják a vízgyűjtő felszín és a csatornarendszer bármely pontjára, és képesek egzakt és részletes módon bemutatni a különböző csökkentési eljárások vagy tervezési változatok hatását is. Ezek a modellek rendkívül hasznosak a költségminimalizáló, terheléscsökkentő eljárások kiválasztására, mind mennyiségi, mind minőségi tekintetben. Mivel egy-egy (konkrét vagy szintetikus) csapadékesemény leírására készültek, időlépésük és szimulációs idejük rövid. Adatigényük közepes vagy nagy, az alkalmazott modelltől függően. — Üzemeltetési modellek Tényleges csapadékesemények során szükséges beavatkozási döntések előkészítésére, ill. meghozatalára készültek. Távméréssel kapott csapadék- (vízhozam-) -értékek alapján rövid idejű előrejelzést készítenek. Különböző szabályozási lehetőségek (in-line tározás, túlbukó, zsilipek állítása stb.) alkalmazhatók ennek alapján. Ezeket a modelleket a fejlettebb méretezési modellekből szokták egy adott rendszerre (vízgyűjtőkre) kifejleszteni. A lefolyás várható alakulásának számbavételére az 1970-es évek eleje óta világszerte számos modell született (pl. SWMM, OTTHYMO, CEDRE, STORM, MOUSE, BEMUS stb.), amelyek általában híven írják le a hidrológiai körfolyamat vonatkozó részét, azonban széles körű alkalmazásukat a személyi számítógépek széles körű elterjedése előtt bizonyos mértékben számítástechnikai nehézségek gátolták. Az 5. ábra a párbeszédes üzemmódú MINI-OTTHYMO-modell által kapott eredményt mutat be, mért adatokkal összevetve. 9 9,86 9,n 9,17 9,22 9,28 9.33 9,39 9M 9.S9 9,55 9,61 1 [h/ 5. ábra. Mért és a MINl-OTTHYMO modellel szimulált lefolyási idősor — Konceptuális modellek A hosszú távú tervezést szolgálják a városi lefolyási viszonyok átfogó vizsgálatát teszik lehetővé, valamint a különböző csökkentési lehetőségek hatásosságát érzékeltetik. Használhatók a csapadéklefolyás jelenség első közelítéses elemzésére, és különböző lefolyásszabályozási lehetőségeket mutatnak be. Jellemzőjük a nagy időlépés és hosszú szimulációs idő. Adatigényük kevés, matematikai bonyolultságuk viszonylag alacsony. — Méretezési és elemző modellek Céljuk egy egyszeri csapadékesemény részletes szimulációja. A lezajló jelenségeknek teljes mennyiségi (és esetleg minőségi) leírását adják a csapadék kezdetétől az árhullámnak a hálózaton keresztül történő levonulásán keresztül, a befogadóig. Esetenként ez utóbbira gyakorolt hatás is számítható. Az ilyen modellek a vízhozamok (és koncentrációk) pontos 3.2.3. Kísérleti városi vízgyűjtő területek A modellek (ki)fejlesztéséhez, kalibrálásához mérési adatok szükségesek. Ennek az igénynek a kielégítésére hozták létre a városi vízgyűjtő területek nemzetközi adatbázisát Maksimovic és Radojkovic, 1986). Az adatbázis első formájában 20 városi kísérleti vízgyűjtő és 4 laboratóriumi kísérlet adatait tartalmazza. A városi vízgyűjtők közül 7 Észak-Amerikában, 1 Ausztráliában és 12 Európában (ebből egy Magyarországon) ta'álható. A magyar adatok az 1970es évek első felében, Miskolcon berendezett városi hidrológiai mintaterületről származnak (Wisnovszky, 1978). A húszból egy adatsor valójában nem egy vízgyűjtő. hanem egy csatornán végzett kísérlet eredményeit mutatja be. A többi 19 vízgyűjtő esetében 3—8 valós