Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)
2015 / 2. szám - Fehér Zsolt Zoltán: Talajvízkészletek változásának geostatisztikai alapú elemzése - a rendelkezésre álló információk természete és feldolgozása
16 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2015. 95. ÉVF. 2. SZ. sonlóképpen a mérési intervallumok sűrítése az időbeli komponens megbízhatóságát javítja. Az Alföldön működő talajvíz mérőhálózat reprezentativitása az európai normatívát követve (pl. EU 2004; Füst és Geiger, 2010) az idő tényező szempontjából reprezentatívnak tekinthető. Ez a vízügyi gyakorlatban a talajvíz három naponta történő mérését jelenti. A hidrológia egyik alaptétele szerint a talajvíz szintje a sokévi átlagot tekintve nem változik lényegesen, ha nem befolyásolják hidrológiai elemeken kívüli hatások (Juhász, 1987). A három napos megfigyeléseket tekinthetjük ismételt mintavételezésnek, ezáltal nem csak a mérési eljárásokból származó, de az adatok feldolgozása vagy a mérőműszerek meghibásodása által keletkezett hibák is könnyen szűrhetők a talajvízgörbék vizsgálatával. (A hibás méréseket mindenképpen el kell távolítani az adatsorokból.) Jelentős problémát jelent a kutak térben szabálytalan elhelyezkedése. Születtek ugyan tanulmányok talajvíz mérőhálózatok besűrítéséről és kalibrációjáról (pl. Per- ger, 1992; Füst, 2012), a jelen gazdasági környezetben a vízügyi igazgatóságokra még a meglévő állomások fenntartása is jelentős terhet ró. Fiabár elvétve előfordulnak olyan források, amelyekből sikerül új mérőállomásokat kialakítani (pl. Szatmári et. ah, 2012), a kutak száma az utóbbi időben inkább csökkenő tendenciát mutat. A vizsgálat tárgyát következésképpen szinte sohasem láthatjuk át teljes egészében, így a talajvízmérések kizárólag a megfigyelési pontok „tetszőlegesen kicsiny sugarú” környezetében reprezentatívak. A természetes földtani közegek azonban léptéktől függetlenül térben heterogének. A geológiai környezet térbeli változékonysága hidrogeológiai szempontból nagyon komoly hatást gyakorol a víz áramlási viszonyaira, ezáltal a talajvíz szintjét is befolyásolja (pl. Rakonczai et. al. 2012, Liebe 2002) 1. ábra. A talajvíz tengerszint feletti magasságáról rendelkezésre álló információk összessége a Duna-Tisza közén 2003 szeptemberében. 3. A numerikus modellalkotás dilemmája A numerikus (vagy fizikai) modellek elsődleges célja a fizikai folyamatok valósághű, dinamikus rekonstrukciója, illetve az egyes ható tényezők realisztikus, kölcsönös interakciójának modellezése. Ilyen értelemben a determinisztikus modelleket gyakran előnyben részesítik azokkal a modellekkel szemben, amelyek fizikailag kevésbé valósághűek (Caers, 2011). Alkalmazhatóságuknak legfőbb problémája, hogy adatigényüket nehéz kielégíteni. A modellek bonyolult matematikai egyenletrendszereken, vagy az utóbbi időben egyre inkább elterjedő mesterséges intelligencián alapulhatnak. Az inverz modellek célja az egyes fizikai tényezők olyan kapcsolati struktúrájának felállítása, melyek a talajvízmérő állomásokban mért vízszintet a lehető legkisebb adatponti hibával képesek megközelíteni. Általában a fizikailag összetettebb modelleket hitelesebbnek érezzük a viszonylag egyszerűbb modellekkel szemben. A modell összetettségével ugyanakkor nő annak adat-, paraméter- és számításigénye. Következésképpen csupán néhány alternatív modell futására nyílik lehetőség. Ekkor fennáll a veszélye annak, hogy nem a „valósághű alternatívát” fogadjuk eh A modell ugyanis csak és kizárólag a rendelkezésre álló paraméterhalmazhoz illeszkedik, és a megnövekedett számításigény következtében korlátozottan nyílik lehetőség a paraméterek alternatív kombinációinak megvizsgálására. Végső soron a modell bizonytalanságának meghatározása válik lehetetlenné, és a modell kimenetele csupán a valóság „egy lehetséges alternatívájaként” értelmezhető. Popper (1963) szerint a felállított modell semmiképpen se legyen összetettebb, mint amit a kívánt cél elérése érdekében ténylegesen figyelembe tudunk venni. Minél bonyolultabb modellt alkalmazunk, annál több releváns információval kell rendelkeznünk, illetve annál több modell paramétert kell megfelelően meghatároznunk. Ha az egyszerűbb és a bonyolultabb modell eredményei közötti különbségek a modellek összes többi bizonytalansági tényezőjével szemben jelentéktelenek, akkor az egyszerűbb modellt érdemes előnyben részesíteni. Mivel az egyszerűbb, kevésbé számításigényes modellek nagyobb számban futtathatók, felállíthatok a „valóság alternatív, de azonos valószínűségű” modelljei, ezáltal jellemezhetővé válik a modell bizonytalansága. A talajvízszintet számos környezeti tényező befolyásolja, amelyek ismerete segítheti a modellalkotást. Ezen tényezők hasznossága függ a vizsgálat léptékétől (Mucsi és Geiger, 2004; Daly, 2006). Térben és időben ugyanis minél változékonyabb egy talajvízszintet befolyásoló tulajdonság, annál gyakoribb megfigyelésekre van szükség annak a modellbe történő korrekt beépítéséhez. Nagyobb modellezési lépték esetén a vízrajz, a tengerszint feletti magasság és a hidrometeorológiai adottságok a legfőbb befolyásoló tényezők, a lépték csökkenésével a- zonban erősödik más tényezők zavaró hatása. Mérnöki léptékben a csapadékadatok, a területhasználat, az antro- pogén hatások, a vízrajz illetve egyéb peremfeltételek ismeretében a numerikus modellek (pl. Kozma et. ah 2013) elméletileg pontosabb becslést eredményezhetnek bármely térbeli interpolációs eljárásnál, ennek feltétele a megfelelő mennyiségű és megbízható információ, valamint a hatótényezők közötti kapcsolatok ismerete. A talajvíz nagy léptékű modellezésénél viszont pontosan az információk jellege és hiánya, valamint a közöttük lévő kapcsolatok regionális és időbeli változékonysága jelent akadályt.
