Hidrológiai tájékoztató, 1964 június

A MATEMATIKA SZEREPE A MŰSZAKI HIDROLÓGIÁBAN CÍMŰ VITAEST - Dr. Lászlóffy Woldemár: A matematika szerepe a műszaki hidrológiában (Bevezető előadás)

A MATEMATIKA SZEREPE A MŰSZAKI HIDROLÓGIÁBAN* DR. LÁSZLÓFFY WOLDEMÁR Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet A hidrológia egyrészt a víz különféle előfordulási módjainak leírásával foglalkozik, másrészt földi körforgásának törvényszerűségeit kutatja. Ebben az oknyomozó ágában is leíró tudomány tehát, és különösen gyakorlati alkalmazásában az, hiszen ilyenkor szinte kivétel nélkül valamely megadott hely vízkészletének tér- és időbeli változásairól kell tájékoztatást adnia. A hidrológus tehát a hidrométria eszközeivel rögzített észlelési eredményekre támaszkodik. A hidrológiai jelenségek azonban olyan sok és tág határok között ingadozó tényezőnek függvényei, hogy ez idő szerint jóformán kizárólag csak statisztikai alapon jellemezhetők. A mérnök számára valamely jelenség legtökéletesebben függvénykapcsolattal írható le. Természetesen a mérnöknek Is be kell látnia, hogy ha a változók száma nagy, a függvények helyébe statisztikai összefüggések lépnek. Ezek azonban még mindig kifejezhetők a matematika nyelvén. A mérnökök nagy részének véleménye szerint matematika nélkül nincs is tudomány. Hiába tagadnánk: tudományszakunk leíró és statisztikai jellege miatt a hidrológiának a műszaki körökben nincs nagy becsülete. Már az egyetemi hallgató sem értékeli, mert a leíró részek nem mozgatják meg a képzeletét, és az adatok, amelyeket összehasonlító tapasztalat hiányában nem tud értékelni, holt anyagot jelentenek számára. A gyakorló mérnök lenézi a hidrológiát, mert megfigyelési adatok egyszerű skatulyázását látja benne, és mert alkotó munkájában csak közvetve tudja hasznosítani. A hidrológia gyakorlati jelentősége mégis rendkívül nagy, hiszen a vízgazdálkodás alaptudománya és így a gazdaságfejlesztés nélkülözhetetlen segítője. Akik nem becsülik, nem is tudomány jellegét vonják talán kétségbe, — hiszen akkor a történetírás vagy a biológia sem lenne tudomány, — csak azt érzik, hogy más, mint a többi műszaki tudomány. Más is. A mérnök két legfontosabb segédtudományának, a mechanikának és a matematikának csak alárendelt szerep jut benne. Viszont műveléséhez kiterjedt földrajzi, hidraulikai, földtani, meteorológiai, talajtani és kémiai, fizikai, sőt biológiai ismeretekre van szükség. A hidrológiai jelenségek alakulását befolyásoló számtalan tényező hatása végtelen sok variációban érvényesülhet. Ezért végső fokon alig képzelhető el valamely hidrológiai jelenség pontosan azonos megismétlődése. Nézzünk pl. egy egyszerű vízállásleolvasást. U. azon vízállásnál nyáron lehet, télen nem lehet hajózni. U. azon kisvízállásnál egyszer jelentkezik egy rossz gázló, másszor ugyanazon helyen nincs hajózási akadály. Nagyon különböző lehet az egyazon vízálláshoz tartozó vízhozam, ha kimélyül vagy feltöltődik, ha gazzal benő a meder, ha árad vagy apad a víz. A lebegő hordalék szállítás azonos vízállásnál is lényegesen eltérő lehet aszerint, hogy árad vagy apad a víz, milyen ütemű a változás és milyen időjárás uralkodott előzően. Az árhullámok levonulása különböző u. annál a vízállásnál is; a meder pillanatnyi teltsége szerint, amely eredője a megelőző időszak idő- és vízjárásának. A víz hőmérséklete és vegyi jellege sem egyértelmű függvénye a vízállásnak. Észlelési adatainkból hiányzik tehát a matematikai feldolgozáshoz alapvetően nélkülözhetetlen homogenitás. Ha mégis végzünk statisztikai elemzést, tudatosan vagy hallgatólag, mindig munkahipotézisként fogadjuk el, hogy a homogenitás közelítésként feltételezhető. Helyesen akkor járunk el, ha mindjárt az indulásnál megvizsgáljuk, hogy megengedhető-e adott esetben ez a feltevés. Ezért uralkodnak a hidrológiában a grafikus módszerek, amelyek közvetlen feleletet adnak erre az alapvető kérdésre. Adatainkat sohasem kezelhetjük úgy, mint ahogy pl. kiegyenlítő számításokban, sztatikai vizsgálatokban, vagy éppen a gépi könyvelésnél teszik. Aki erről megfeledkezik, nem komoly hidrológus. A hidrológus adhat bizonyos esetekben feladatot a matematikusnak, aminthogy pl. egy orthopéd-sebésznek is lehet megoldásra váró sztatikai problémája, vagy a biológus is igénybe veheti a fizikus segítségét, stb. De ettől a matematikus még nem válik hidrológussá. Ankétunknak nem az a feladata, hogy vizsgálja, milyen kivételes alkalma adódhat a hidrológusnak a matematikával való parádézásra. A kérdés az, hogy melyek azok a matematikai eszközök, amelyeket minden hidrológusnak ismernie kell, vagy ismernie kívánatos. Kérem az ankét részvevőit, hogy ilyen értelemben maradjanak mindvégig tárgyunknál. Ne kiváló vagy kiválóbb matematikai készségük csillogtatására szolgáló alkalmat lássanak a mai összejövetelben, hanem keressék azt, hogy különleges ismereteik fegyvertárából mit ajánlhatnak fel a hidrológusoknak. *A Magyar Hidrológiai Társaiágban, azonol címmai 1963. IV. 10-án tartott vitaest bevezető előadása.