Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

1. szám - Balogh Edina–Bogárdi István–Koncsos László: Árvízi szükségtározók feltöltése optimális ütemezése

BALOGH E. - BOGÁRDI 1. - KONCSOS L.:Árvízi szükségtározók feltöltésének optimális ütemezése 47 7. A tetőző vízszint függvényében a védőképesség-eloszlás, ill. a kárfiiggvény alapján az aktuális tönkremeneteli valószínűség ill. kárérték meghatározása töltésszakaszonként; 8. A rendszer tározás nélküli kockázatának (R°) számítása; 9. A kockázatalapú célfiiggv. kezdeti értéke: ff

R°

p' = R*\ 10. A tetőző vízszintek meghatározása a tározás negatív oldal-hozzáfolyásként való figyelembe vételével, az optimalizálandó paraméterek aktuális értékeivel (ez az első lépésben a kezdeti értékeket, a továbbiakban az algoritmus által felújított értékeket jelenti) számolva, a korlátozó feltételt figyelembe véve; 11. A tetőző vízszint függvényében a védőképesség-eloszlás, ill. a kárfiiggvény alapján az aktuális tönkremeneteli valószínűség, ill. kárérték meghatározása töltésszakaszonként; 12. A rendszer tározással módosított kockázatának (R

T) számítása; 13. A kockázatalapú célfüggvény aktuális értékének számítása: u° = R" - R

t ; 14. A kockázatalapú célfüggvény aktuális értékének vizsgálata: 15. ff ' < fj esetén ff - ff • és az optimális paraméterek tárolása; 16. A leállási feltétel vizsgálata: 17. ha nem teljesül, vissza az e. pontra 18. ha teljesül, vége az optimalizációnak; 19. A paraméterek optimális értékei megadják a tározó kockázat-csökkentő hatásának maximumát eredményező vízkivételi ütemezés idősorát. 20. Az optimális paraméterekhez tartozó ff°<" érték a tározó alkalmazásával maximálisan elérhető kockázat-csökkenést fejezi ki. 21. A tározót lehetőség szerint az optimálisnak adódó ütemezés szerint kell feltölteni. Amennyiben ez technikailag nem lehetséges, az optimálishoz minél inkább közelítő vízkivételi ütemezést célszerű megvalósítani. Például az alkalmazásban bemutatott közép-tiszai tározók esetében optimálisnak bizonyuló közel 10 napos előnyitás a gyakorlatban nem valósítható meg, mivel az árhullám előrejelzésének időelőnye nem éri el ezt az időtartamot. Azonban amint láttuk, már egy 5 napos előnyitás is igen jó hatásfokot eredmétőségéhez mérten az optimális mértékű előnyitáshoz közelítő megoldásra. Irodalom Abbott, M. B. (1979): Computational hydraulics - elements of the theory of free surface flows, Pitman, London, UK. BME VKKT (2006): A Tisza árvízi szabályozása a Kárpát-medencében. Zárójelentés. Kézirat, Budapest. EC (2003): Best Practices of Flood prevention, Protection and Mitigation. EC Water Directors Meeting, Athens, Greece, 06.2003. EC (2004): Commission of the European Communities: Communication from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions. Flood risk management, Flood prevention, protection and mitigation, COM(2004)472 final. Official Journal of the European Communities, 12.07.2004. EC (2007): Directive 2007/60/ec of the European Parliament and of the Council of 23 October 2007 on the assessment and management of flood risks. Official Journal of the European Communities, 06. 11. 2007. Koncsos, L., Schütz, E. and Windau, U. (1995): Application of a comprehensive decision support system for the water quality management of the River Ruhr, Germany. Modelling and Management of Sustainable Basin-scale Water Resource Systems (Proceedings of a Boulder Symposium, 07.1995). IAHS Publ. No 231. pp. 97-106. Koncsos, L. (2008): Döntéstámogató rendszerek a vízminőségi és árvízi tervezésben. Habilitációs tézisek. Kézirat. Budapest. Liggett, J.A. and Cunge, J.A. (1975): Numerical methods for the solution of the unsteady flow equations. In: Mahmood and Yevjevich (eds): Unsteady Flow in Open Channels, pp. 89-182. Water Resources Publications, Fort Collins, CO, USA. Magyar Köztársaság Kormánya (2003): 1022/2003. (III. 27.) Korm. Határozat a Duna és a Tisza árvízvédelmi műveinek felülvizsgált fejlesztési feladatairól, valamint a Tisza-völgy árvízi biztonságának növelésére vonatkozó koncepcióról (a Vásárhelyi-terv továbbfejlesztése). Magyar Közlöny, 2003/30. Nagy, L. (2001): Az elviselhető kockázat. Vízügyi Közlemények, 83:(4) pp. 429-450. Nagy, L. (2005): Árvízi kockázat az árvízvédelmi gát tönkremenetele alapján. Ph D. értekezés. Budapest. Tóth, S. és Ijjas, I. (2004) Árvíz kezelés - Európai trendek, hazai kihívások. Vízügyi Közlemények, 86:(l-2) pp. 67-128. UN-ECE - United Nations Economic Comission for Europe (2000): Sustainable Flood Prevention. Meeting of the parties to the convention on the protection and use of transboundary watercourses and international lakes. Hague, Netherlands, 23-25.03. 2000. Vágás, I., Zsuffa, I., Reimann, J. és Koncsos, L. (2000): Matematikistatisztikai módszerek árvízvédelmi feladatok elemzéséhez. MTA Nemzeti Stratégiai Program - Magyarország vízgazdálkodási stratégiája az ezredforduló után - Az árvízvédelmi biztonság elemzése: Háttértanulmány. Kézirat, Budapest. A kézirat beérkezett: 2011. október 5-én nyez. Törekedni kell tehát az előrejelzés időelőnyének leheThe optimalization of emergency reservoirs operation along levee-protected rivers Balogh,E. - Bogárdi, I. - Koncsos, L. Abstract: The paper presents the optimisation of emergency reservoir operation along levee-protected rivers, applying risk-based and water level-based objective functions. To define the risk-based objective function the probability distribution functions of the levee reaches and the damage functions must be known. The possible levee failures modify the water levels, and so influence the risk values. To consider this effect a failure model was developed which can handle the reducing effect of levee failures on water levels. The frame of the analysis was a one dimensional hydrodynamic model. An adaptive Monte Carlo-based optimisation algorithm was applied. The methodology was presented in a pilot area on the Middle -Tisza. The results show that there is a need for a considerable time lead in relation to the flood peak to reach the optimum effect of emergency reservoirs. Keywords: Emergency flood reservoir, flood risk, flood damage, failure probability BALOGH EDINA BOGARDI ISTVÁN KONCSOS LÁSZLÓ okleveles építőmérnök, 2003-2006 között a BME VKKT doktorandusza, 2006-2011 között az MTA Vízgazdálkodási Kutatócsoportjának tudományos segédmunkatársa. Jelenleg a Szlovák Tudományos Akadémia Hidrológiai Intézetében ösztöndíjas munkatárs. dr., egyetemi tanár, a Nebraska-Lincoln Egyetem (USA) Építőmérnöki Tanszékének és az ELTE Meteorológiai Tanszékének professzora. dr., egyetemi tanár, a BME VKKT tanszékvezetője.