Hidrológiai Közlöny 1996 (76. évfolyam)

6. szám - Gilyénné Hofer Alice: Nagy tavak együttműködő tározó-rendszerének szimulációs modellezése

GILYÉNNÉ HOFER A.: Nagy tavak Urozórcndszerei. 329 vagy pedig az angliai River-Dee rendszer (.Jamienson, Wikinson 1972) említhető. Magyarországon Szesztay (1962, 1972) végzett szimulációs számításokat a Balaton tó vízszint-szabályozás), lehetőségeinek vizsgálatára egyszerű, vízmérleg-elvű modellel. Papp G. egyedi tározókra dolgozott ki egy sztohasztikus szimulációs modellt (Papp 1976). Adott vízhozam-idősorhoz, a választott vízkivételekhez és p biztonságokhoz tartozó hasznos tározó-térfogatokat, valamint a domborzati viszonyok által meghatározott kiépítési lehetőséget együttesen vizsgálta. Módszerét két példán mutatta be. Rátky I. és Csorna R. egyedi tározók hidraulikai működésének determinisztikus szimulációját végezte el (Rátky-Csoma, 1988). Meghatározott és numerikusan szimtüált üzemeltetéssel konkrét múltbeli vízhozam adatok alapján határozták meg a tározó teljcsítőképességi görbeseregét. A szimulációt kritikus (vízszegény ill. vízbő) időszakokra, egy napos időközökkel végezték cl. 2. A vizsgálathoz kifejlesztett modellek ismertetése A nagy tavak vízgyűjtőjén szóbajöhető vízkészlet-módosító beavatkozások várható hatásainak előzetes felbecslése céljából készültek el - egy fejlesztési folyamat fázisait tükrözve - a nagy tavak - vízgyűjtője vízkészletgazdálkodási rendszerét szimuláló modellek, amelyek létrejöttét az időközben felmerülő újabb feladatok telték szükségessé. Elsőként egy egyszerű szimulációs modell került kialakításra, amely a nagy tavak vízgyűjtőjén szóbajöhető vízkészlet-módosító beavatkozások várható hatásainak gyors és viszonylag durva becslését teszi lehetővé. Ez a szimulációs modell a nagy tavak vízgyűjtőjén létesíthető vízhasznosítási tározók összességét egyetlen (eredő) hipotetikus tározóval helyettesíti és nem igényli a vízgyűjtő behatóbb ismeretét (Gilyénné Hofer - Domokos, 1981, Gilyénné Hofer 1982). A nagy tavak vízgyűjtője vízkészlet-gazdálkodási rendszerére vonatkozó döntéseket megalapozó vizsgálatok második lépéseként már egy sokkal bonyolultabb, a vízgyűjtő tagoltságát, valamint a tóval és a vízgyűjtővel kapcsolatos társadalmi igények preferencia-sorrendjét is figyelembe vevő modell készült, amely a várható hatásoknak a valóságot sokkal jobban megközelítő becslését teszi lehetővé (Gilyénné Hofer 1983, 1984; Gilyénné Hofer-Domokos, 1984). Ez a modell a vízgyűjtő vízforgalmát, a megelőző modellel szemben, nem egyetlen egészként, hanem alrendszerekre bontva szimulálja; egyik alrendszere tartalmaz egy vízminőségi védőrendszert és vízgyűjtőn kívüli alrendszerként (a természetes vízgyűjtő "bővítményeként") magába foglal egy - tóvízből is táplálható - külső tározó vízgyűjtőjét is. (A tó vízgyűjtőjének ilyen kibővítése természetesen bármilyen vízgyűjtőn kívüli alrendszer bekapcsolódását is lehetővé teszi, de cz az alrendszer szükség esetén ki is iktatható.) A társadalmi igények (vízigények, vízszinttartás) preferencia sorrendjének érvényesítése céljából rekurzív algoritmust alkalmaz. A harmadik modell (VITUKI, 1993) egy nagy tavakra kidolgozott regionális döntés-támogató modell-rendszer (Jolánkai, 1993.) részeként jött létre. Ez a modell-rendszer magába foglalja a nagy tavak vízgyűjtőjét és magát a tómedret is. Az ezekben lejátszódó vízmennyiségi és vízminőségi folyamatokat követi nyomon, és ily módon képes megbecsülni különböző döntési változatok várható vízminőségi és vízmennyiségi hatásait. A harmadikként kidolgozott modell célja az volt, hogy egy-egy döntési változat esetére folyamatos havi vízmennyiség adatokkal lássa el a többváltozós dinamikus havi tóvízkészlct- és anyag-modellt a vízminőségi szempontból indokolt számú tómedencére vonatkozóan. Ez a modell egyrészt bonyolultabb, másrészt viszont egyszerűbb a korábbi modellhez képest. Bonyolultabb, mert a tómedret több tórészre, a hozzá tartozó vízgyűjtő-területet szintén ugyanannyi alvízgyűjtőre bontva kezeli. Egyszerűbb viszont abban, hogy mindig csak egy meghatározott vízigénykészlettel dolgozik, s nem alkalmaz utólagos vízkorlátozást a magasabbrendü vízigények kielégítetlensége esetén (ily módon tehát preferencia-sorrendet sem állít fel). E dolgozat tárgya a fenti három modell felépítésének ismertetése, működésük bemutatása és az elért eredmények értékclésc.Ez a fejezet a kidolgozott három szimulációs modellt és az azokat megvalósító számítógépes programokat ismerteti, a harmadik fejezet a modellek gyakorlati alkalmazását mutatja be a Balaton-tó példáján. 2.1. A nagy tavak vízgyűjtőjén levő tározók egy hipotetikus tározóval történő helyettesítése 2.1.1. A modell célja cs alapfeltevései Az itt ismertetésre kerülő, első tájékoztató lépésnek szánt modell arra a kérdésre keresi a választ, hogy a nagy tavak vízgyűjtőjén létesítendő vízhasznosítási célú tározók mekkora hasznos össztérfogatára lenne szükség ahhoz, hogy a vízgyűjtőn a jövőben várható vízigényeket - a tó vízszint-szabályozására vonatkozó előírások betartása mellett - kellő biztonsággal ki lehessen elégíteni. A vizsgálat tehát a nagy tavak vízgyűjtőjén jelentkező vízmennyiség-gazdálkodási probléma egyik megoldási változatára irányul. Nem részletező vizsgálat, hanem átfogó becslés, amely az említett megoldási lehetőség első, közelítő felmérése során számos összevonással, elhanyagolással él, ill. a megoldás műszaki, területhasználati, vízminőségi, gazdasági stb. vonzataitól eltekint. Ezen egyszerűsítések közül a legfontosabbak: - A tó vízgyűjtőjén létesíthető tározók rendszerét egyetlen (hipotetikus) eredő tározóval helyettesítjük. Ennek hasznos térfogata egyenlő az összetevő (tényleges) tározók hasznos térfogatainak összegével, továbbá feltesszük, hogy vízkészlet-gazdálkodási hatás szempontjából is egyenértékűen helyettesíti amazokat. - Nem vizsgáljuk az összetevő (tényleges) tározók létesítésének és működtetésének topográfiai, hidrológiai, területhasználati és gazdasági feltételeit. - Elhanyagoljuk a feltételezett tározó-rendszer párolásából adódó vízveszteséget. - A vizsgálatot havi vízmennyiségekkel végezzük, vagyis nem vizsgáljuk a vízforgalom hónapon belüli alakulását.