Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

2. szám - Muszkalay László: Kutatási tapasztalatok összefoglalása

MUSZKALAY L.: Kutatási tapasztalatok összefoglalása 33 tában meghatározott értéke jelentősen eltért (2,7 cm 30 cm helyett). A VIZITERV szerint nem tudunk mérni, szerintünk ők nem jól számolták a vízhozam-vízállás összefüggést, mivel a mért vízhozam és keresztszelvényterület alapján 2,7 cm-nél nagyobb önduzzasztás nem is állhat elő. A tervezéshez képest változott a lefolyási viszony (ezzel együtt az alvízi vízhozam-görbe is). A vízhozam-görbe nagyvízi szakasza jelentősen változott ténylegesen, kérdés hogy változott-e a vízjárás, vagy egyéb változás következett be. A későbbiekben kidolgozott részletes matematikai-statisztikai vizsgálat egyértelműen bizonyította, hogy a Tisza nagyvizeinek idősorában jellegzetes változások vannak, elsősorban a különböző emberi beavatkozások következtében. (73) (80) (82) 124. Folyók vízjárásának statisztikai jellemzése Bevezetés A folyók vízjárása az emberi beavatkozás következtében, főleg a sűrűn lakott területeken, így Európában is, az idő függvényében jelentősen változik. Ez a változás, ami lehet egyirányú tendenciózus változás, vagy ellentétes irányú változások sorozata, vagy esetleg periodikus változás, megjelenik hatásában a vízállás-idősorokban, azok egyöntetűségét és egyéb matematikai - statisztikai jellemző paramétereit befolyásolva. A statisztikai paraméterek módosulása azonban általában nem éri el a szignifikáns változásra utaló határértéket, főleg hosszú adatsorok értékelése esetében, amikor az adatok időjárástól függő, nagy méretű véletlen ingadozása elfedheti, kiegyenlítheti a rövidebb idejű tendenciózus változások szignifikáns hatását is. A most kezdődő változások hatása pedig csak hosszú évek múlva fog szignifikánsan jelentkezni a statisztikai paraméterek értékében. A hidrológiai adatokat alkalmazóknak - a tervezőknek, építőknek, üzemelőknek és a vízi létesítmények rendszeres ellenőrzésével foglalkozóknak - viszont minél hamarabb értesülni kell arról, hogy olyan változás kezdődött el, ami esetleg megfelelő ellenintézkedés megtételét teszi szükségessé, még mielőtt a változás hatására a statisztikai paraméterek elérnék a szignifikáns szintet. Az időben visszafelé pedig célszerű megvizsgálni, hogy milyen beavatkozások, milyen változásokat okoztak a statisztikai paraméterekben, mivel ezek ismeretében lehet a következő beavatkozások hatását megbízhatóan minősíteni. Az előzőekben vázolt szempontok jelentőségére a Tisza folyón létesített két, magyarországi vízlépcső (Tiszalök 519 fkm és Kisköre 402 fkm) rendszeres ellenőrzésének keretében szerzett tapasztalataink hívták fel a figyelmet. így például a vízlépcsők önduzzasztása nem éri el a számított és kismintával igazolt érték tizedét, a magas vízállások gyakorisága lényegesen nagyobb a korábbi adatsorból számítható értékeknél, a duzzasztás nélküli szakaszok vízhozam-görbéinek felső szakasza változott, a túlfolyó bukó vízszállítása lényegesen kevesebb a számított értéknél stb. Ugyanakkor a meteorológiai és hidrológiai jellemzők 100 éves adatsorai (1876-1975) az elvégzett statisztikai vizsgálatok szerint nem mutatnak inhomogenitást. Az utolsó 10 év adatai azonban már éghajlatváltozásra utaló statisztikai paramétereket mutatnak. Emiatt arra a következtetésre jutottunk, hogy a Tisza vízgyűjtőjén létesített tározók (összes térfogatuk több mint egy nagy árhullám víztömegének harmada), és a megépült két magyar és egy jugoszláv vízlépcső (61 fkm) együttes hatására a vízjárás fizikailag jelentősen megváltozott, de a statisztikai paraméterek változása még nem érte el a szignifikáns szintet. Következtetésünk helyességének igazolására olyan matematikai - statisztikai módszert kerestünk, amelyik lehetővé teszi a statisztikai paraméterek időbeli változásainak minőségi és mennyiségi elemzését. Ilyen módszer a statisztikai paraméterek magatartás-vizsgálata, amelyik az adatszám növekedésének a függvényében (halmozás elve) vizsgálja a paraméterek változását (hogyan közelítenek az empirikus értékek az adatsor hosszának a növekedésével az elméleti, végtelen sok adathoz tartozó értékekhez). Ez a módszer célszerűen kiegészíthető az egymást követő, jellemző szakaszok vizsgálatával és a tendenciózus változások (lineáris, exponenciális, periodikus stb.) keresésével. A továbbiakban négy tiszai vízmérce-állomás (Vásárosnamény, 684,4 fkm, Tokaj, 543,7 fkm, Szolnok, 334,4 fkm, Szeged, 173,5 fkm) évi kis- és nagyvizeinek, valamint kiegészítésül a Duna paksi (1531,3 fkm) vízmércéjén észlelt évi kisvizeinek idősorait vizsgáljuk az 1876 és 1985 közötti időszakban, amit általában már konszolidáltnak tekintenek. 2000. év után a vizsgálatok 12 tiszai vízmérce-állomás kisés nagyvízi, valamint 10 dunai vízmérce-állomás kisvízi adataira terjedtek ki. A vizsgált paraméterek Vizsgálataink során az adatsorokat jó közelítéssel egyenközüeknek tekintettük, vagyis az egyes adatok közötti időközt 1 évnek tételeztük fel, bár adatsoronként 3-4 alkalommal ez a feltétel nem teljesült, mivel az évi jellemző vízállások nem ugyanabban az évszakban jelentkeztek. Ez időszakonként ronthatja az adatok függetlenségi jellemzőjét. A vizsgált vízállás adatok közti legkisebb kimutatható különbség 1 cm, vagyis szigorúan véve a véletlen változó nem tekinthető folytonosnak. Részletes számításaink viszont azt mutatták, hogy az adott szórások és elemszám esetében a folytonosság feltételezése az illeszkedés valószínűségének számításában 1 %-nál kisebb eltérést okoz. Ennek alapján a továbbiakban adatsorainkat folytonosnak tekintettük. Továbbiakban vizsgálatainkat három fázisban végeztük el. Először meghatároztuk a teljes adatsorok jellemző paramétereit, majd a halmozás elve alapján a vizsgálatba bevonható paraméterek időbeli változásait vizsgáltuk és számítottuk, hogy az egyes paraméterek a teljes adatsor hány százalékában maradtak az előírt határok között, vagyis az adatsor hány százaléka felel meg az egyes statisztikai hipotéziseknek, s végül ennek eredményei a-lapján az adatsorokat szükség szerint jellemző szakaszokra bontva, ismételt statisztikai vizsgálatokat végeztünk. A teljes adatsorra vonatkozó vizsgálatok A következőkben összefoglaljuk a vizsgált paraméterek elnevezését, jelölését, és ahol lehetséges, ott a megengedett tűrési tartományát is. - Független változó: az adatok n,, sorszáma az észlelési évek sorrendjében - Az adatsor hossza: az összes n száma, vagy befejező év - kezdő év + 1