Hidrológiai Közlöny, 2021 (101. évfolyam)
2021 / 1. szám
25 Nagy E. D., Szilágyi J.: A Wisnovszky-féle összefüggés felülvizsgálata hazai vízgyűjtőkön mért összegyülekezési idők... HIDROMETEOROLÓGIAI ADATOK A vizsgálatokhoz minimum órás felbontású csapadék és vízhozam idősorokra volt szükség. A területileg illetékes Vízügyi Igazgatóságok 61 szelvényre bocsájtottak rendelkezésünkre vízhozam idősorokat, valamint 17 felszíni állomásra csapadék idősorokat. A felszíni állomások száma viszonylag kevés a vízgyűjtőkhöz képest és számos esetben nem a vízgyűjtőn, csak annak közelében található állomás adatait tudtuk figyelembe venni. Egy csapadékmérő állomáshoz abban az esetben rendeltünk hozzá egy vízgyűjtőt, amennyiben annak kifolyási szelvénye a csapadékmérő állomás 20 km-es körzetébe esett. A 4. ábrán látható, hogy az Északi-középhegységben egyáltalán nem álltak rendelkezésünkre felszíni csapadék adatok, illetve a 20 km-es tartomány elfogadása mellett sem tudtunk minden dunántúli vízgyűjtőhöz csapadékidősort társítani. Alternatív adatforrásként az ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) re-analízis idősorokat használtuk. Az ERA5-Land produktum (Copernicus Climate Change Service 2019) térbeli felbontása 0,l°x0,l° (-10x10 km, lásd 4. ábra), időbeli felbontása órás. A globális, homogén adatbázist modelleredmények és megfigyelések alapján állítják elő. A vízgyűjtők súlypontját használva minden vízgyűjtőhöz hozzárendeltük az ahhoz legközelebb eső cellát. 4. ábra. Felszíni állomások és az ECMWF rácshálójának elhelyezkedése a vízgyűjtőkhöz viszonyítva Figure 4. Precipitation gauging station locations and the grid of the ECMWF data compared to the location of the target watersheds MÓDSZERTAN Legfontosabb lépés a vizsgálatba bevont csapadék-lefolyás események körültekintő kiválasztása volt. A felhasznált eseményeket több lépésben azonosítottuk. Elsőként egy olyan algoritmust dolgoztunk ki, mely a mért vízhozam idősorokból, tetőző vízhozam szerint csökkenő sorrendben kiválogatta minden vízgyűjtőre az árhullámokat. Egy tetőző vízhozam akkor számított árhullámnak, amikor meghaladta a sokéves átlagvízhozam kétszeresét. Az eseményeket akkor tekintettük függetlennek, ha két tetőző vízhozam között a vízhozam a sokéves átlagvízhozam alá csökkent. Az ilyen módon azonosított árhullámok átestek egy kézi szűrésen. Az alakjuk alapján torz árhullámokat kiszűrtük, mérési hibát feltételezve. Abból kiindulva, hogy a teljes vízhozam felszíni lefolyásból és alaphozamból tevődik össze, rekurzív szűrési folyamattal (Nathan és McMahon 1990) elválasztottuk a felszíni lefolyást az alaphozamtól. A felszíni lefolyás számításának egyenlete: = ß ■ Qd(t -1) +^[Q(t) - Q(t - l)], ahol Q(t) [m3/s] és Q{t-1) [m3/s] a teljes vízhozam t és t- 1 időpontban, Qj(t) [m3/s] és Qd(t-l) [m3/s] a felszíni lefolyás t és t-\ időpontban, ß [-] pedig a rekurzív szűrő paramétere. Utóbbit kézzel kalibráltuk minden vízgyűjtő esetén úgy, hogy az alaphozam a lehető legtöbb árhullám esetén illeszkedjen az árhullámok apadó ágán lévő inflexiós ponthoz (amennyiben az azonosítható volt). A szeparálási módszer rekurzív, hiszen a szűrő háromszor halad végig a szeparálandó idősoron ellentétes irányban. Ezzel csökken a fáziseltolódás a teljes vízhozam és az alaphozam tetőzése között (Serinaldi és Grimaldi 2011), bár ez nem garantálja, hogy a valósághoz közelebb álló alaphozam idősort kapunk (Szilágyi és társai 2003). Az általunk kalibrált paraméterek értékei 0,930-0,997 tartományba estek, ami egyezik a szakirodalomban fellelhető értékekkel (Nathan és McMahon 1990; Serinaldi és Grimaldi 2011; Grimaldi és társai 2012). Korábban hazai viszonylatban használták már ezt a szeparálási módszert ß = 0,925 értékkel (Jolánkai és Koncsos 2018), azonban saját vizsgálataink alapján nem láttuk megfelelőnek ennek az értéknek a használatát. Habár számos módszer rendelkezésre áll a lefolyásképző csapadék számítására (Dingman 2015), annak meghatározása a csapadék-lefolyás modellezés legkritikusabb pontja. Két, kalibrálandó paramétert nem tartalmazó módszer a konstans arányú és a konstans mennyiségű veszteségek módszere. Előbbi esetén, amennyiben nem feltételezünk valamilyen kezdeti veszteséget, a csapadékesemény elején is keletkezik lefolyásképző csapadék. Utóbbi az úgynevezett «h-index módszer, amelynél a kezdeti veszteségek felvétele elhanyagolható, ez esetben önkényes paraméterválasztás nélkül, a felszíni lefolyás és a lefolyásképző csapadék egyenlőségéből kiindulva felbontható a teljes csapadék idősor veszteségre és hatékony csapadékra. Vizsgálataink során tehát a O-index módszert alkalmaztuk, erre láthatunk példát az 1. ábrán is. Ennek a módszernek a legnagyobb hátránya, hogy a valóságban előforduló, nagyobb kezdeti veszteségeket nem írja le. Előnye azonban, hogy nincs szükség paraméter(ek) kalibrálására, ezzel is növelve a végzett vizsgálatok objektivitását. A lefolyásképző csapadék meghatározása újabb szűrési lehetőséget biztosított: azok az események, amelyeknél nem társult elegendő csapadék a megfigyelt lefolyáshoz, kikerültek a vizsgálandó események köréből. A felszíni lefolyás és a lefolyásképző csapadék ismeretében meghatároztuk az idősorok jellegzetes pontjait és az 1. ábrán bemutatott grafikus definíciókat. Az események utolsó szűrése az így meghatározott összegyülekezési idők értékei alapján történt. A kiugró, illetve negatív értékeket produkáló eseményeket eltávolítottuk a vizsgálatba tartozó események közül. Mind a negatív értékek,
