Hidrológiai tájékoztató, 1967

1. szám, május - Dr. Lászlóffy Woldemár: A földrajzi szemlélet a műszaki hidrológiában

A földrajzi szemlélet a műszaki hidrológiában DR. LASZLÓFFY WOLDEMÁR Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet A hidat, duzzasztóművet, árvédelmi töltést, vízkivételt stb. tervező mérnöknek valamely vízfolyás meghatározott szelvényében észlelt, vagy várható max. árvízhozam, hasznosítható kisvízhozam, árvíz- vagy kisvízszint stb. ismeretére van szüksége. Mivel ritka, hogy éppen a szóban forgó szelvényre vonatkozóan legyenek közvetlen észlelési adatai, rendesen közvetett módon kell a keresett adatot meghatároznia. De még a vízhozammérési szelvényekben is általában csak közvetve, a vízhozamgörbe extrapolásával juthat el a leggyakrabban szükséges adathoz, a max. árvízhozamhoz is, hiszen erre vonatkozóan ritkán van közvetlen mérésből származó adatunk. Ha pedig más szelvényről van szó, hidraulikai számításokra vagy hidrológiai képletekre van utalva. Akár hogyan is jár el, nincs semmiféle bizonyítéka afelől, hogy az extrapolált vagy számított adat helyes-e, mennyire közelíti meg a valóságot. Tudjuk, hogy a lefolyási viszonyokat befolyásoló tényezők nagy száma, és hely szerint és időben is rendkívüli változékonysága miatt egymástól száz százalékkal eltérő számítási eredmények is egyformán helyesek lehetnek. Módszereket kell tehát keresni a becslési vagy számítási eredmények értékelésére. Ily értékelésre ad módot már az is, ha valamely szelvényben ismételt méréseket végzünk. Például a legegyszerűbb esetet véve: valamely vízmércén naponta leolvassuk a vízállást. Néhány éves adatsor alapján már megállapíthatók a vízállások havi és évi közepei, illetve szélsőségei: képet kapunk a vízjárásról, és ez a kép legalább is figyelmeztet arra, hogy milyen leolvasást tekintsünk bizonyos időszakban rendellenesnek. Hasonlóan: a vízhozammérési adatokat a vízállás függvényében felrakva, a pontok elhelyezkedése azonnal elárulja az esetleges mérési hibákat. A hidrometriai módszerek nyújtotta ellenőrzési lehetőség azonban nagyon korlátozott. Ki kell lépnünk a vízmérce vagy mérési szelvény síkjából, és a vízfolyás hosszabb szakaszának, vízgyűjtő területének, egész országrésznek vagy akár az egész Földnek az adatait kell összehasonlítgatnunk, hogy a jelenségekben uralkodó törvényszerűségeket megismerjük, és ezek alapján nem tanulmányozott szelvényekben vagy vízfolyásokon uralkodó (várható) viszonyokra következtethessünk. A jelenségeket csupán regisztráló, egyszerű hidrometria szintjéről a tudomány oknyomozó módszereivel dolgozó hidrológia szintjére kell emelkednünk. Ezen az úton járt Belgrand, a tudományos hidrológia megalapítója, mikor kapcsolatot mutatott ki a vízgyűjtő földtani felépítése és a lefolyás között, vagy a vízgyűjtő felső szakaszán kialakult árhullám és az alsó szakaszon várható tetőzés között, sőt megállapításait előrejelzésre is felhasználta. Ezzel bizonyos térbeli szemléletet vitt a hidrológus munkájába. Ezt a szemléletet egyes geográfusok tágabb körben érvényesítették. Penck az európai folyók vízgyűjtőjére állapította meg a csapadék, a lefolyás és a párolgás sokévi átlaga közötti összefüggést, amelyet Keller finomított, majd Coutagne és Wundt és mások feljesztettek tovább. Pardé a folyók vízjárását foglalta típusokba, Lvovics világtérképen szemlélteti a fajlagos lefolyás sokévi átlagának alakulását. Az ilyen és hasonló munkák a hidrológiai hasonlóság elvét alkalmazzák a konkrét mérési adatok sokaságára. Végeredményben tehát a mérnökök több évtizedes mérőmunkájának eredményét gyümölcsöztetik. A mérnök és geográfus munkája közötti kapcsolat azonban kölcsönös. A hidrológiai jelenségek térbeli szemléletéből sokat tanult a mérnök is. Nem bízik vakon a számításban, de még a mérési adataiban sem, hanem a hidrológiai hasonlóság elvének alkalmazásával értékeli és ellenőrzi adatait. Különösen nagy szüksége van erre rövid észlelési sorok felhasználásánál, és hézagos észlelési sorok hiányainak pótlásánál, de kiugró észlelési adatok felülvizsgálatánál is. (Pl., ha az árvíz idején az uszadék elzár egy hídnyílást, meglepően magasra emelkedhet a vízállás, anélkül azonban, hogy a vízhozam rendkívüli lett volna.) Végeredményben a kétféle szaktudomány művelői kölcsönösen megtermékenyítették és megtermékenyítik egymás gondolatait a hidrológia fejlődésének javára. Ennek eredményeképpen ma már nem az észlelő állomások szaporítására törekszünk, hanem inkább az egyes állomásokon folyó észlelések körének kibővítésére, és — főként — sűrítésükre és megbízhatóságuk fokozására, amire az íróműszerek adnak módot. Végeredményben tehát a hidrológiai folyamatok pontosabb megismerése a cél, a bennük megnyilvánuló törvényszerűség felderítése érdekében. Ez a gondolat jut kifejezésre a Nemzetközi Hidrológiai Decennium programjában is, amely őrállomások létesítését és tájjellemző területeknek az észlelő-hálózatba való bekapcsolását irányozza elő. A korszerű hidrológia mind nagyobb mértékben támaszkodik a hasonlóság elvére. Meg kell azonban állapítanunk, hogy hidrológiai hasonlóság valójában nincs. Csak munkahipotézis, amely hasznos szolgálatot tesz, amíg szem előtt tartjuk alkalmazhatóságának határait, de téves megállapításokhoz vezet, ha gépiesen járunk el. Ezért mindig meg kell vizsgálni a kérdéses hidrológiai jelenséget befolyásoló fizikai körülményeket, vagyis a hasonlóság feltételezésének jogosultságát. így pl. nem vehető egyenlőnek az azonos magasságban, de valamely hegyvonulat ellentétes oldalain fekvő helyek átlagos csapadéka, noha általánosságban igaz, hogy valamely hely csapadékmennyisége a tengerszint feletti magasság függvénye. Vagy nem tételezhetünk fel hasonlóságot két olyan vízfolyás vízszállítása között, amelynek vízgyűjtője azonos nagyságú, de különböző magassági fekvésű. (Pl. mind az Inn, mind a Morva vízgyűjtője kereken 26 000 km

2 kiterjedésű, de évi közepes vízhozamuk 760 illetve 105 m

3/s.) A hasonlóság elvének gyakorlati alkalmazásához méret nélküli viszonyszámokat és fajlagos értékeket kell bevezetnünk. Csapadékadatokat az átlagos évi összeg százalékában fejezhetünk ki. Vízállások esetén a kisvízszint feletti magasságukat a vízállásingadozás max. mértékéhez viszonyítjuk.

1 A vízhozamok absz. értékét az összehasonlításokra alkalmas fajlagos lefolyással (l/s . km

2) helyettesítjük, vagy a vízgyűjtőterületre vonatkoztatott vízoszlop-magassággal (mm) jellemezzük, amely közvetlenül egybevethető a csapadékkal és a párolgással, és így tovább. Az ilyen és hasonló értékmérők alakulását elsősorban a vízgyűjtőterület nagysága befolyásolja, de esetenként más tényezőket is figyelembe kell venni. Lássunk néhány példát. A csapadékmérő edényben felfogott rendkívüli csapadék nem vonatkoztatható tetszés szerinti nagyságú területre. Ezért az F nagyságú vízgyűjtőterületre hulló h maximális csapadékot az egy ponton mért h értékből h = hFn képlettel számítjuk, ahol a különböző szerzők szerint n = 6—12. Az egyes vízmérceállomásokon észlelt vízállás-ingadozások mértéke fordítottan arányos a vízgyűjtőterület nagyságával. 1 A rádió által naponta sugárzott vízállásjelentés így teszi mindenki számára érthetővé az adatokat. A legmagasabb vízállást 100%-nak, a legkisebbet 0%-nak véve, minden vízvízállást cm-ben kifejezett magasságán kívül %-ban is közöl. 3 Hidrológia 33