Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

6. szám - Kontur István†: A mértékadó vízhozam meghatározásának eljárásairól

KONTUR I-: A mértékadó vízhozam meghatározása 359 5. A megközelítés a véletlen bolyongás alapján A véletlen bolyongás gondolatmenete a tervezési vízhozam meghatározása szempontjából olyan megközelítésnek számít, ahol a vízrészecskék fizikai valóságát veszszük tekintetbe, ami valóságosan a térfogatok összegződését jelenti A bolyongási modellnek a klasszikus formája az, ha a vízgyűjtő lefolyási viszonyait - a már évtizedekkel ezelőtt többek által ajánlott - lineáris kaszkád modellel képezzük le, ahol azt is bizonyították, hogy a determinisztikus levezetés eredménye megegyezik a bolyongási modell végeredményével. A csúcs-vízhozamot a mértékadó csapadék és a vízgyűjtő lefolyási viszonyait jellemző paraméterek - átlagos lefolyási idő, lineáris kaszkádok száma - alapján meghatározhatjuk (

Kontur 1993). Természetesen itt is arra kell gondolnunk, hogy ez a csapadék milyen területi kiterjedtséggel és milyen egyenletesen jelentkezik, illetve vehető föl. A lineáris fizikai modell (lineáris kaszkád) itt éppen párhuzamba állítható a bolyongási modell valószínűségi alapjaival, pontosabban azzal, hogy a vízrészecskék bolyongási útját, pályáját egymástól függetlennek tételezzük föl, tehát a független véletlen események összegzésére vonatkozó kitételek alkalmazhatók: várható értékek összege, szórásnégyzetek összege, stb. Minden esetre célszerű kiemelni, hogy e részecske-szemléletű modellezésben a valószínűségi változó a (lefolyási) idő, s nem a vízhozam. A csúcs-vízhozam, vagy tervezési vízhozam előfordulási valószínűségét egészen más oldalról kell megfogalmazni, és ezzel visszajutottunk a fentebb már tárgyalt problematikához. Elindulhatunk a véletlen bolyongás feladatával egy másik úton is, amennyiben a részterületekről érkező hatásokat tekintjük véletlennek, és akkor N részre felbontva a vízgyűjtőt, binomiális eloszlás adja meg, hogy egyszerre hány rész-vízgyűjtő kapcsolódott be a vízszállításba. A részecske-szemlélet elvezet ahhoz feladatmegoldáshoz, amelynek célkitűzésében a vízminőség, a vízgazdálkodás mennyiségi és minőségi oldala is megmutatkozik. Talán fölösleges e szemléletmód fontosságát, illetve megkerülhetetlenségét külön hangsúlyozni, hiszen eddig is ezt tettük. Tehát a részecskék útjának nyomon követése lehet a térfogatnak, de lehet a jelzett, vagy szennyezett részecskének, vagy valamely anyagnak, hordaléknak, stb. a nyomon követése is. A részecske-szemléletű modellezés információs alapját az átmenetvalószínűségi-mátrix, illetve az infinitezimális mátrix jelenti, attól függően, hogy a valóság leírásában időben eleve diszkrét, vagy folytonos modellezést alkalmazunk. A véletlen bolyongási leírás, mint az ismeretes, és amelynek részleteibe itt nincs lehetőség belemenni, alapvetően lineáris. Mint valószínűség, maga is a tömegjelenségekkel foglalkozó tudomány, és mindenképen lineáris ebben az értelemben, de megfelelő átalakítással, például szeleteléssel, a nemlineáris tulajdonság a modellen belülre emelhető. A szeletelésnek a mikéntje történhet térben és időben is, és ennek megfelelően eljutunk az ún. térvariáns és idővariáns modellekig, tehát az inhomogenitások - térben és időben - hordozzák azt az inhomogenitást, amely a nemlineáris természeti alapból adódik. A maximális, vagy tervezési vízhozam, amelyről itt szó van, a véletlen bolyongás részecske szemléletének megfelelően a tényleges víztérfogatok és/vagy tényleges vízhozam elemek, vízhozam-ugrások összegződéseként kapható meg. De ennek a szemléletnek egy lehetséges eljárása az a koncepció - amelyen jelenleg egy OTKA téma keretében Bálint Gáborral együttműködve dolgozunk és a Bodolainé Jakus Emma által 50 évre visszamenőleg meghatározott napi időjárási helyzetképek (a Hess-Brezowsky féle kategorizálás alapján) átmenet-valószínűségi mátrixait Czentye Balázs mérnök hallgató készítette el - és amellyel az árvízi helyzeteket kiváltó időjárási események egymásra következését, egyes helyzetek valószínű hoszszát lehet megadni. Amely jelen esetben - a napi feldolgozást véve alapul - a legjobb közelítéssel Poisson eloszlással írható le. 6. Néhány szó a PUB-ról A 2002. évi nizzai EGS konferencián kapott különleges hangsúlyt az IAHS új irányzata a PUB (Prediction of Ungaged Basins), az észlelő hálózattal nem rendelkező vízgyűjtők vizsgálata, amelyet igen ambiciózusan képviselt Pierre Hubert, az LAHS általános titkára, és Kuni Takeuchi, az LAHS főtitkára az IAHS Newsletter-ben is értékelő módon ismertetett. Mert miről is van szó ebben az új szerveződésben, amely az IAHS Dekád része? Ha végigtekintünk a hidrológia történetén, láthatjuk, hogy a XVII. század óta az észlelések hiánya mellett kellett a mérnöki beavatkozások hidrológiai kiinduló adatait megadni, amely éppen motoija volt a rendszeres észlelések megindulásának, és az észlelő hálózatok felállításának. Napjainkra az észleléseknek, idősoroknak valóban jelentős száma már adattárainkban, adathordozóinkon van. De még számos a fehér folt, az ismeretlen vízgyűjtő, az adathiány, az észlelési bizonytalanság, inhomogenitás, és nem csak Afrika, Ázsia területeire, a fejlődő országokra kell gondolni, hanem Európára, és szűkebben hazánkra, a Kárpát-medencére is, ahol bár büszkén tekinthetünk viszsza a hamarosan 120 éves egységes Vizrajzi Szolgálatra, mégis számtalan esetben kell a becslés eszközéhez folyamodnunk, hogy hidrológiai adatokat tudjunk előre jelezni a tervezési munkálatokhoz. Tehát a PUB program nem valami egzoterikus, a világ távoli tájaira vonatkozó tudományos cselekvés, hanem itt és most, saját környezetünkben is jól kamatoztatható Természetesen tisztában kell lennünk azzal a ténnyel, hogy a PUB-ot elindító, kezdeményező szervezetek a fejlődő országokban végrehajtandó vízgazdálkodási feladatokat alapjaikban szabták meg. A különböző nemzetközi segélyek a vízgazdálkodást árvíz, vagy aszály elleni védekezések feladataiban hatékony, értelmes megalapozással is szolgálják. Ez a technika, az így összegyűlő tapasztalat a mi európai viszonyaink között is jól hasznosítható, sőt a teszt területek tekintetében igazából csak azok a vízgyűjtők jöhetnek számításba, ahol a kontroll lehetősége a korábbi mérési adatok birtokában nem ütközik akadályba. A PUB programnak éppen az a lényege, hogy az új eszközök és új mérési módszerek, mint például távérzékelés útján, vagy radarral, műhold felvétellel, stb. szerzett adatokat hasznosítja. Talán úgy is lehet fogalmazni, hogy a múltban el nem végzett méréseket, illetve az észlelés hiányát a jelenben elvégezhető, sokkal részletesebb, de egészen más jellegű, a térben kiteijedő adatokkal pótolja. I-