Hidrológiai tájékoztató, 1987

2. szám, október - TERÜLETI VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Szabó Gyula: A Velencei-tó és a tározói vízkészlet-gazdálkodásának vizsgálata vízmérleg szimulációval

A Velencei-tó és tározói vízkészlet-gazdálkodásának vizsgálata vízmérleg szimulációval* SZABÓ GYULA Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóközpont A Velencei-tó vízgyűjtőjén, a Császárvíz vízfolyáson 1971-ben a Zsámolyi-tározót, majd ezt követően, 1976-ban a Pátkai-tározót létesítették. A két tározó elsődlegesen a Velencei-tó vízpótlását, az üdülési igényekhez igazodó nyári vízszinttartást szolgálja. A tározórendszer üzemeltetése tette szükségessé a vízmérleg szimuláció módszerének alkalmazását, és ezzel a Velencei-tó szabályozási vízszintjeinek vizsgálatát. A vízszintváltoztatás milyen mennyiségi, illetve minőségi hatásokat, következményeket jelent a Velencei-tónál, illetve a tározóknál? X. A vizsgálat módszere A vízmérleg-szimuláció módszerének lényege az, hogy tényadatokon alapuló adatsorok, valamint a Velenceitó és az egyes tározók vízmérleg-egyenlete segítségével előállítjuk a vizsgálni kívánt vízmérlegelem adatsorát. Az előállított — szimulált — adatsorok statisztikai elemzéséből levont tapasztalatok jelentik a vizsgálat végeredményét. Esetünkben a vizsgálat tárgyát képező szimulált adatsorok: — a Velencei-tó hóvégi vízállásai (mely a havi vízkészletváltozásból, mint vízmérlegelemből számítható) ; — a nagyvízi vízeresztések a tóból, a tározókból, illetve a Velencei-tóba irányuló vízpótlás adatai kisvíz idején. A vízmérleg-számítások peremfeltételeinek (alsó- és felső szabályozási vízszintek tartása a tóban, illetve az egyes tározókban) változtatásával különböző számítási variációkat állíthatunk elő. Ezek eredménye szolgáltatja a vizsgálat alapját. 1.1. Vízmérleg egyenletek. Egy adott, „i" hónapban bekövetkező vízkészletváltozást a következő, általános vízmérleg egyenlet ír le: AKi = (Ci — P,) F + Hí a hóvégi készlet pedig a Ki = K,.i-MKi összefüggéssel számítható, ahol Ki, m

3 AK„ m

3 Ci, mm Pi, mm H

i

; m

3 F, km

2 — a hóvégi vízkészlet, — az adott hónap vízkészletváltozása, — a havi csapadék, — a havi párolgás, — a havi hozzáfolyás, — a tó, vagy tározó havi közepes vízfelszíne. A szabályozásból következően a vízkészlet egy meghatározott szint (K

m„) fölé nem emelkedhet, a „vízfölösleget" le kell eresztenünk, azaz ha Ki — K,„

a

l <; 0, akkor Li = 0 ha Ki — K,„„ > 0, akkor Li = Ki — K

ma

5 ahol: Li, m

3 — a havi leeresztés. A vízmérleg-egyenletek objektumként abban térnek el egymástól, hogy a Velencei-tónál a hozzáfolyás értéke a vízgyűjtőről való hozzáfolyás mellett esetenként tartalmazza a Pátkai-tározóból leeresztett víztömeget, ugyanígy a Pátkai-tározó hozzáfolyása a Zámolyi-tározó leeresztését, a Zámolyi-tározó vízmérlegében viszont csak felszíni hozzáfolyás szerepel. 1.2. Peremfeltételek, számítási variációk és -változatok. A peremfeltételeket a tó, illetve a tározók szabályozási vízszintjei (alsó- és felső vízszint a Velenceitóban, a minimális és — az árvízi biztonságot szem előtt tartó — maximális vízállás a tározókban) képezik. Ide sorolhatók még a szimulációs számítások kiindulási adatai is. A Velencei-tónál a tó sokévi közepes vízállásának (145 cm) megfelelő vízkészletet fogadtuk el, a tározókat pedig úgy tekintettük, hogy azok feltöltése a számítási időszakkal kezdődik. A vízállás, vízkészlet, vízfelület összefüggéseket a tó és a tározók tározási, illetve felületgörbéi alapján kialakított „h — K — F" mátrixok biztosították. A szabályozási vízszintek (elsősorban a Velencei-tónál) változtatásával hatféle számítási variációt alakítottunk ki. Adatait az 1. táblázat tartalmazza. Szabályozási vízszintek (cm) a különböző variációkban 1. táblázat Zámolyi-tározó Pátkai-tározó Velencei-tó vanacioK szama minimum maximum minimum maximum minimum maximum h h h h h h 1 0 480 440 625 120 160 2 0 480 440 625 120 170 3 0 480 440 625 120 180 4 0 495 440 645 120 160 5 0 480 440 625 140 160 6 0 480 440 625 140 170 A peremfeltételek közé tartoznak azok a szabályozási szempontok, melyek alapján minden számítási variáción belül még három változatra végeztünk egyegy számítást. Az első változat csak a felső szabályozási szinteket veszi figyelembe, vagyis megtörténik a vízfölöslegek kivezetése a rendszerből, de vízhiány pótlására (az alsó szabályozási szint tartása) nincs lehetőség. A második változat a Velencei-tó felső és alsó vízszintre való szabályozását írja elő, a rendszer másik két tározójában csak a felső vízszintre történő szabályozás valósul meg. Végül a harmadik szerint nemcsak a Velencei-tavat, de a Pátkai-tározót is alsó, felső vízszintre kell szabályozni. * Előadásként elhangzott az MHT Vízgazdálkodási Szakosztálya 1986. október 15-i előadóülésén. 1.3. A felhasznált adatok származása. A szimulációs vizsgálathoz az input adatok időszakát úgy választottuk ki, hogy az egyrészt minél hosszabb legyen, másrészt megfelelő biztonsággal tudjuk előállítani a szükséges adatokat, így erre az 1961—1984. évi időszakot választattuk ki. A tározók felületére hulló csapadék havi összegeként az 1961—1970. évekre a pátkai csapadékmérő állomás adatait az 1971—1984. évekre pedig a havi területi vízháztartási mérlegek számításánál is alkalmazott [4] — Lovasberény, Pátka, Nadap csapadékmérő állomások adataival, Thiessen poligonnal meghatározott — csapadékátlagokat használtuk. A Velencei-tóra hulló csapadék havi adatait az 1961—1970. évekre Bárányi S. tanulmányából [1], az 1971—1984. évekre a havi vízháztartási mérlegekből [4] vettük át. 19