Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

2. szám - Muszkalay László: Kutatási tapasztalatok összefoglalása

MUSZKALAY L.: Kutatási tapasztalatok összefoglalása 35 hanem azokhoz a pontokhoz, ahol a paraméterek idősorának tendenciája jellegzetesen megváltozik. Ez a tendencia-változás jól kimutatható olyan esetben is, amikor a vizsgált paraméter számértéke el sem éri a kritikus értéket az új adatsor hosszának kedvezőtlen aránya miatt, vagy a tükörszimmetria kiegyenlítő hatása miatt. A paraméterek idősorainak vizsgálata alapján a tiszai vízállás-idősorokban két jellegzetes szakadási pont (1906 és 1954), a dunaiban három, nehezen kimutatható változási pont volt (1920, 1941 és 1970). Az elvégzett kiegyenlítések alapján a tiszai kis- és nagyvizek idősorai az első szakaszban (1876-1906) exponenciálisan (logaritmikusan) csökkennek, szignifikáns módon csaknem azonos mértékben. A második szakaszban (1907-1954) a kisvizek tovább süllyednek szignifikáns módon, míg a nagyvizek szignifikáns tendenciája megszűnik, gyakorlatilag tendencia nélkülieknek tekinthetők. A harmadik szakaszban (1955-1985) a kisvizek idősorai nem szignifikáns emelkedő tendenciát mutatnak a tokaji adatsor kivételével, ahol a közvetlen duzzasztás miatt az emelkedés tendenciája szignifikáns. A nagyvizek idősorainak emelkedési tendenciája jelentős, de nem szignifikáns, mivel az adatsorok szórása is jelentős. Ugyanakkor azonban ennek a szakasznak az átlaga már szignifikánsan magasabb az előző szakaszénál. Végül ellenőrzésképpen megvizsgáltuk, hogy a részadatsorok önmagukban egyöntetűeknek tekinthetők-e a kiegyenlítő görbékhez viszonyított adatok alapján. Ezek a vizsgálatok azt mutatták, hogy a rész-adatsorok már egyöntetűek, további egyirányú tendenciáktól mentesek, de főleg a harmadik, az utolsó szakaszok jellegzetes, IIIS éves periódusidejű periodicitást mutatnak. A paraméterek idősorainak részletes vizsgálata A vizsgált kilenc adatsor közül egyik sem felelt meg mind a 18 vizsgált kritériumnak és csak 3 volt olyan, amelyik a függetlenség, egyöntetűség és illeszkedés hármas követelmény alapján véletlen jellegűnek fogadható el. Ezt figyelembe véve úgy ítéltük meg, hogy célszerű legalább három, különböző típusú adatsoron a főbb paraméterek időbeli alakulását is bemutatni a minőségi következtetések megtétele érdekében, mivel ez teszi lehetővé azt, hogy a legkisebb környezeti változás is kimutatható legyen időben a paraméterek változásának ismerete alapján. Az első kiválasztott adatsor (Szolnok, NV) „befolyásolástól mentes" szelvényre vonatkozik, a második (Szeged, KV) távoli duzzasztás hatásának kitett szelvényre vonatkozik és a harmadik (Paks, KV) folytonos medermélyülés hatását mutatja be. A szolnoki szelvény nagyvízi adatsorának vizsgálata A Tisza szolnoki szelvényének környékét stabil, konszolidálódott mederszakasznak tekintették, mivel úgy vélték, hogy a múlt század közepén elkezdett folyószabályozások hatása már jelentéktelenné vált az adatsor kezdetére (1876) vonatkozóan, és a később, de nagy távolságra épített duzzasztók nem okozhatnak jelentős változást. Ezeket a feltételezéseket a 100 éves adatsor, folyamatokat nem vizsgáló, matematikai-statisztikai számításai igazolták is. A Kiskörei duzzasztó műtárgy ellenőrzése során tapasztalt anomáliák azonban szükségessé tették az újabb statisztikai számításokat, az adatsort kiegészítve, a közben eltelt idő adataival. A 105 éves adatsor (1876-1980) paraméterei már azt mutatták, hogy az átlag, a szórás és a függetlenség jelentősen eltér a korábbi értékektől, ill. a homogenitás paramétere túllépte a kritérium felső határát (1,96). A paramétereknek ez a gyors változása tette szükségessé azt, hogy azok időbeli változását megvizsgáljuk a teljes adatsor mentén, a változások kezdetének és várható tendenciáinak a meghatározása érdekében. A halmozott átlag már magában is jól mutatja, hogy legalább három, eltérő jellegű szakasz különböztethető meg az idősoron, ha a görbe nem is lép ki a konfidenciasávból. Az első szakasz folyamatos süllyedést mutat, csökkenő intenzitással, a meder további konszolidálódására utalva. Ezt egy hosszabb stabil szakasz követi, ami után az átlag megközelítően lineárisan emelkedik, megközelítve a konfidencia-sáv felső határát úgy, hogy előreláthatóan azt metszeni fogja. Az empirikus átlagnak ez a magatartása nem felel meg a véletlen adatsorok elméleti magatartásának, mivel az empirikus átlagnak csökkenő ingadozással kell minden határon túl közeledni a teoretikus középhez. A halmozott szórás az első szakaszon viszonylag gyorsan és kis ingadozással közeledik egy teoretikus szórás-értékhez. A stabil szakaszba azonban egy ugrással megy át, és az utolsó szakaszon ismét emelkedik, csak a legvégén mutatva ellapulást. A stabil szakaszra számított konfidencia-sávból az empirikus szórások vonala mind az adatsor elején, mind a végén kilép, ellenkező irányban. Ugyanakkor az empirikus szórásnak lassan csillapuló ingadozással, aszimptotikusan kellene közelednie a teoretikus szóráshoz. A ferdeség érzékenyen változik a véletlen ingadozások következtében, és emelkedő, ill. süllyedő szakaszok váltják egymást úgy, hogy az elméletileg elvárható tartományban éppen azon a szakaszon stabilizálódik, ahol a vízállások emelkedő tendenciát mutatnak. A kurtozis gyorsan beáll az elméletileg várható tartományon belül, és jellemzőnek csak az utolsó szakasz lassú csökkenése tekinthető. Jellemző lehet, hogy az összes tiszai adatsor kurtozisa megfelelő az adatsor jelentős hosszában, és ugyanakkor a generált adatsoroknak ez az egyetlen paramétere, amelyik nem felel meg a véletlen jelleg kritériumának. A függetlenség a süllyedő, első szakaszban érzékenyen reagál a véletlen jellegű ingadozásra úgy, hogy a tendenciával ellentétes adatváltozások hatására a paraméter értéke a kritérium felső határa közelébe emelkedik. A stabil szakaszon az elméletnek megfelelően, a nulla érték közelében ingadozik. Az utolsó szakaszban a vízállások emelkedésével együtt meredeken emelkedik, majd a kritérium felső határa közelében állandósul. Az adatsor változásainak értékeléséhez jól alkalmazható ennek a paraméternek az idősora. Az illeszkedés szorossága mutatja a leglazább kapcsolatot a változásokkal. Ennek megfelelően az összes vizsgált adatsor teljes hossza mentén az illeszkedés paraméterének értéke a kritérium felső határa alatt van, a változó szakaszokban viszonylag állandósul, és a stabil szakaszon emelkedik.