Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 2. szám
72 Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 2. sz. lenére, hogy a program nem ingyenesen hozzáférhető, széleskörben alkalmazott szoftver. Erőssége a numerikus számítások végzése, valamint az eredmények igényes és könnyű megjeleníthetősége. Ezáltal saját készítésű funkciókon és/vagy egy rövid feladat megoldására szolgáló rövid programon (szkripteken) keresztül (más nyelvekhez képest) könnyen és gyorsan írhatók saját modellek, mint arra esetemben is szükség volt. A csapadék-lefolyás modell összeállításakor a kalibrálandó paraméterek számának minimalizálása volt a cél. A legtöbb paramétert a rendelkezésre álló adatok alapján határoztam meg. A vízfolyás szakaszok medergeometriáját meg lehetett határozni terepmodell segítségével, míg a mederérdesség közepesnek lett felvéve szakirodalmi értékek alapján (US Army Corps of Engineers 2000). Az öszszegyülekezési időt Wisnovszky összefüggésével becsültem (Wisnovszky 1958). A fennmaradó paraméterek úgy választottam meg, hogy összesen egy szabad paraméter maradjon, mely kezdeti feltételként minden eseményre kalibrálható. Ez célszerűen a hatékony csapadék meghatározásánál szükséges, a talaj kezdeti telitetlenségét jellemző paraméter. A külön futtatott tározást számító modul két módban alkalmazható. A normál módban történő futtatás a kalibráció során használható, míg az előrejelző mód értelemszerűen az előrejelzés futtatására alkalmas. Mindkét esetben a megadott üzemállapothoz tartozó műtárgy teljesítőképességi görbe számításával kezdődik a futtatás. Kalibráció esetén visszaszámításra kerül a mért alvízi vízhozam és a tározó vízállás idősorok segítségével a tározóba érkező vízhozamok idősora. Erre természetesen az előrejelzés esetén nincs lehetőség, hiszen ekkor nem ismerjük a mért idősorokat. Mivel a tározó morfológiai görbéje ismert és a műtárgy teljesítőképességi görbéje is rendelkezésre áll, a tározásváltozás számítható a kezdeti tározó vízállás és a beérkező vízhozamok idősora alapján. Utóbbi a tározóegyenlet explicit, időben retrográd, 0D differenciasémával való megoldásával történik. Normál futtatás esetén a modul eredményül adja a mért és modellezett idősorok összehasonlító ábráját a tározóba érkező, illetve alvízen távozó vízhozamokra, valamint a tározó vízállására mindkét műtárgy esetén (hiszen a két műtárgyra külön mért idősor áll rendelkezésre). Előrejelzés esetén az előrejelzett tározó A modelleredmények jóságának jellemzésére a százalékos térfogati eltérést (AV) és a Nash-Sutcliffe modellhatékonysági mutatót (NSME) alkalmaztam (Nash és Sutcliffe 1970). Utóbbi esetén kielégítőnek tekintettem az egyezést a 0,5 - 1,0 tartományban, nem megfelelőnek tevízállás és az döntési idők, illetve legnagyobb döntési mélységek térképe kerül előállításra. Utólag, a mért idősorok alapján számszerűsíthető az előrejelzett csapadék, a Szentgyörgyvölgyi-patak részvízgyűjtőjére előrejelzett vízhozam, és az előrejelzett tározóvízállás hibája. Előbbiek esetén a térfogati eltérés, utóbbi esetén a tetőző vízállás eltérése fejezi ki a modell jóságát. A csapadékmezők előrejelzése 12 óránként történik, órás időlépésben, Nyugat-európai idő szerint 0 és 12 órakor. Az egyes események 6 időlépésben kerültek futtatásra, tehát minden modellezett esemény 3 napot ölel fel. Az előrejelzett csapadék idősorok felhasználásával történt a vízhozam idősorok előrejelzése. Az előrejelzett vízhozam idősorok előállítása után, azok felhasználásával került futtatásra a tározó vízállásának előrejelzése. A futtatások a csapadék-lefolyás modellben és a tározást számító modulban is meleg indítással készültek. Az előrejelzés folyamatábrája a 3. ábrán látható. ECMWF HEC-HMS MATLAB r a r A r a Csapadék Vízhozam Tározó előrejelzés előrejelzés vízállás r-*-N 3 előrejelzés Ikk* La 0 l A. J V J 1 n J Paraméterek -Kezdő vízállás 1 +12 óra 3. ábra. Előrejelzés folyamatábrája Figure 3. Workflow of forecasting EREDMÉNYEK A csapadék-lefolyás modell kalibrálásához 5 esemény került kiválasztásra (4. ábra). A kiválasztáshoz szükséges feltételek: a) rendelkezésre álljanak mért vízhozam és csapadék idősorok (illetve a későbbi tározás számításhoz vízállás idősorok is) az esemény teljes időtartamára, b) az esemény a hómentes, nyári (április-október) időszakba essen, c) a tetőző vízhozam meghaladjon egy bizonyos küszöbszintet, mely a meder normál üzemnél vett vízszállítóképességével azonos 13 m3/s-ot jelentette. kintettem az egyezést a 0,0 - 0,5 tartományban. Az eredményekből látható, hogy a modell alapvetően a lefolyás mennyiségének számítására alkalmas, az árhullámok alakját már kevésbé kielégítően adja vissza. A tározás számításához azonban elsősorban a térfogatok megfelelő köze-AV ■ -22 [%]; NSME = 0.64 AV » 7 [%] ; NSME = 0.94 AV = -30 [%] ; NSME = 0.76 AV = -127 [%] ; NSME = 0.39 AV = -10 [%1; NSME = 0J cr\ --------1 t-------------- en -------i—±_I--------------- cn --------=—- __________ en ______i £_!_________ cr\ _____± í_I_________ E, 60 60 60 60 1 g-40 V40 *• 40 _^40 JL LE li LE 4 LE cA JA° 20 0 JL_ ° 20 0 JL_ °20 0 ____________ ° 20 0 ^1*----J Mért-Modell Oct 23 Oct 26 2014 Aug15 Aug18 2014 Sep 14 Sep17 2014 Sep 23 Sep 26 2014 Sep 20 Sep 23 2017 4. ábra. Csapadék-lefolyás modell kalibrációja Figure 4. Calibration of the rainfall-runoff model
