Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
1. szám - Rátky István–Rátky Éva: Lehetőségek a Tisza vízszállító-képességének javítására
37 Összefoglalva: a K (2) vagy (3) összefüggés szerinti meghatározásával a vízszállítóképességet döntően befolyásoló hatások közül: - általában a helyi geometriát jó közelítéssel figyelembe lehet venni, - a növényzettel való borítottságot csak durva közelítéssel lehet modellezni, - bármely paraméter hossz-menti változást, valamint a főmeder és a hullámtér kapcsolatát e modellel nem lehet figyelembe venni (megjegyezzük, hogy ez utóbbit még az egydimenziós nempermanens modellel sem tudjuk figyelembe venni). Legnagyobb nehézséget a növényzet hatásának figyelembevétele jelenti. Korábban külön tanulmányban foglalkoztunk a növényzetnek a hullámtér fajlagos vízszállító-képességére gyakorolt hatásával (Rátky-Farkas 2003). Fenomenológiai szinten: k= f(növény faja, fajtája, ültetési módja, tőszáma, sűrűsége, borítottsága, szárátmérője, -alakja, hajlékonysága, rugalmassága, lombkorona-magassága, -helyzete, -sűrűsége, áramlási irány viszonya a sortájoláshoz, stb.). A k = f(...) leírás csak felsorol, számba vesz, nem ad matematikai kapcsolatot (még közelítőt sem). Nem adja meg a tényezők viszonyát a K-va\, ( 0-val), a hatások jellegét, trendjét, még fontossági sorrendet sem ad. Pedig „...legnagyobb ellenállása a növényzetnek van. ... legrosszabb esetben a főmedernél 50 %-ban, a hullámtérnél több mint 65 %-ban a növényzet lehet felelős az érdességért", a vízszállító-képességért. Most nem részletezzük az ott leírtakat, csak néhány lényeges gondolatot emelünk ki. Nevezetesen megállapítottuk a következőket (.Rátky-Farkas 2003): > Ma és a közeljövőben a gyakorlat még általánosan fogja használni a k simasági együtthatót a nyílt felszínű vízfolyások vízszállító-képességének (vízhozamának, vízszintjének) meghatározásához. > A k számértékének becslésénél tudnunk kell, hogy az egy bearányosítási paraméter, amely magába foglalja mindazt, ami szükséges ahhoz, hogy az alkalmazott matematikai modellel elfogatható eredményt kapjunk a vízszállító-képességre. > Az érdesség meghatározásával kapcsolatos problémákat nem oldja meg a vízmozgás hidraulikailag (vagy matematikailag) pontosabb figyelembe vétele (kettő- vagy három-dimenzió), > Véleményünk szerint lényeges pontosságjavulást csak olyan módszerekkel lehet elérni, amelyek nem csak egyetlen paraméterrel (mint eddig a A-val) próbálják jellemezni a ható tényezők eredőjét, hanem felbontják azokat minél több tényezőre. Az egyes tényezők fizikai minőségét, hatás-mechanizmusuk leglényegesebb tulajdonságait felismerve, matematikai formába adják meg azok hatását a vízszállító-képességre, az áramlásra. Itt nem csak a növényzet hatására gondolunk, hanem a többi eddig figyelembe nem vett befolyásoló tényező hatására is (pl. összetett keresztszelvény, kanyargósság, szűkületek, bővületek, stb.). Ma már vannak az említett hatásmechanizmusok közül némelyiket közelítően leíró matematikai formulák, de ezek gyakorlatban (nem csak laboratóriumban) történő bearányosításától, igazolásától még messze vagyunk. Ezért e tanulmányban követjük a ma még általánosan alkalmazott módszert. A fajlagos vízszállító-képesség számításához a k-i használjuk, egy bearányosítási paramétert, amit meg kell adni ahhoz, hogy az (1) összefüggésből a geometriai adatok ismerete mellett a vízhozam számítható legyen. Az (l)-(3) összefüggések nem csak azt mutatják meg, hogy döntően mi befolyásolja a fajlagos vízszállító-képességet. hanem azt is, hogy azok milyen matematikai kapcsolatban vannak a Q-val. A választott egyszerű modellnek most látszik az előnye: világosan mutatja, hogy prizmatikus mederben permanens áramlásnál - a fajlagos vízszállító-képesség lineárisan függ a simasági együtthatótól és a víztükör-szélességtől, valamint az 5/3 hatványon lévő hidraulikus középmélységtől. (így pl. a kétszeresére növelt simasági együttható - ugyanakkora vízállás mellett - kétszeresére növeli a fajlagos vízszállító-képességet). Általában, szabályozott vízfolyásainknál, így Tiszán is, jelentős hosszon alig van lehetőség a B vagy H h számottevő változtatására. A gyakorlatban szinte kizárólag egyetlen lehetőség van a fajlagos vízszállító-képesség számottevő növelésére, a k növelése. Bár itt csak a leglényegesebb befolyásoló tényezőket vettük figyelembe, ne felejtsük a már említett többi hatást sem (akadályok, feliszapolódás, meanderezés, stb.), szerencsére ezek általában azonban sokkal kisebb mértékben befolyásolják a vízszállító-képességet. Egydimenziós nem-permanens modellel számított paraméterek A fuggvénykapcsolatoknál (tehát a hidraulikai jelenség oksági kapcsolatainál) a 'mi' és 'hogyan' kérdés mellett az is lényeges, hogy a változók milyen nagyságrendűek és mekkora intervallumban változnak. E kérdésekre a Tisza esetében az alábbiakban adunk választ. A 2006. évi tiszai árvíznél egydimenziós nem-permanens hidrodinamikai modell felhasználásával operatív előrejelzéseket készítettünk. Az ATIKÖVIZIG-nél végzett számítások célja a Tisza, a Hármas-Körös és a Maros - vízügyi igazgatóság védekezési területén lévő - vízmércéire 5-6 napos időelőnnyel folyamatos vízszint- és vízhozam előrejelzés volt. Az eredményeket operatívan belső tájékoztatókhoz és az Országos Műszaki Irányító Törzs részére hivatalosan adott előrejelzésekhez használták fel (ATIKÖVIZIG 2006). Később a számítások részleteit egy tanulmányban foglaltuk össze (Rátky-Lázár 2007). A tanulmányban a módszerről, a geometriai adatokról, a mellékfeltételekről, az eredményekről és azok megbízhatóságáról írtunk. Szegeden 2006. április 13-30. között 13 bearányosítási és 11 előrejelzést adó futtatást végeztünk, melyek közül most egynek (a 22. változatnak) az eredményeit dolgozzuk fel jelenlegi célunknak megfelelően. Az egydimenziós nem-permanens hidrodinamikai modell alapegyenleteinek levezetése és a levezetésénél tett feltételezések ma már egyetemi jegyzetekben, könnyen elérhető irodalmakban részletesen megtalálhatók (Kozák 1977, CungeHolly- Verwey 1980, Rátky 1989, HEC-RAS 2002). Itt ezeket nem részletezzük, azért sem mert a Tisza vizsgált szakaszánál alkalmazott modellről, az alapadatokról és a bearányosításról a fentebb említett tanulmányban részletesen írtunk (Rátky-Lázár 2007).
