A Magyar Hidrológiai Társaság XXVIII. Országos Vándorgyűlése (Sopron, 2010. július 7-9.)
13. szekció: Számítógépes modellek alkalmazása a vízgazdálkodásban - Keve Gábor (ADUKÖVIZIG) - Dr. Nováky Béla (SZIE): Klímaváltozás hatásának vizsgálata a Bácsbokodi-Kígyós csatorna vízgyűjtőjén Budyko modell alkalmazásával
4 A fizikai modellek végigkísérik a csapadékot a vízkörforgás/vízmozgás lehetséges útvonalain, és oksági (kauzális) kapcsolatokat keresnek az egyes részfolyamatok (evaporáció, transzspiráció, beszivárgás, a hótakaróban tárolt víz, hóolvadás, lefolyás, felszíni és felszín alatti összegyülekezés, mederbeli levonulás) között. A modellek kimeneti adatként megadják a mederben távozó lefolyás idősorát, mint a vízgyűjtőnek a csapadék és hőmérséklet idősorokra adott válaszát. A válasz függ a vízgyűjtő többé-kevésbé állandó földrajzi adottságaitól (domborzat, geológia, talaj, növényzet). A modellt az észlelések alapján „be kell hangolni”, hogy a lefolyásnak a modellel számított és az észlelt idősorai között minél kisebb legyen az eltérés. Teljes egyezés aligha lehetséges, a modelleknek mindig van „hibája”. A modellezés teljességét az észlelt és modellezett idősor különbségeként előálló maradék idősor viselkedése méri, ha a maradék idősor gaussi fehérzaj folyamat, további információ a kimeneti változó viselkedésére az adott modellből nem nyerhető. Nincs tisztán fizikai modell. A fizikai modellek is mindig tartalmaznak statisztikus vagy/és regressziós jellegű összefüggéseket. Például, a lefolyás vízgyűjtő-modellezésén belül a beszivárgás modellezéséhez szükség van a talaj fizikai tulajdonságainak ismeretére, amit a beszivárgása modellek sok esetben a talajok pF-görbéjével adnak meg. Nincs lehetőség (nem is szükséges), hogy egy adott talajtípuson belül is változó tulajdonságú talajokra külön-külön pF-görbét szerkesszünk, többnyire megelégszünk egy, az adott talajtípusra jellemző „átlagos”, „mértékadó” pF-görbével. Más példaként felhozható, hogy a fizikai modellekben alapvető szerepet kapó párolgás számítása többnyire empirikus párolgásszámító képletekkel történik. A fizikai modellek időbeli felbontása legalább havi, de inkább napi, órás vagy rövidebb, akár néhány perces időtartam. Térbeli felbontásukat tekintve lehetnek koncentráltak és térben osztottak. Utóbbinál a vízgyűjtőt, általában a földrajzi szélességi és hosszúsági körökhöz igazodó ortogonális rácshálóval lefedve, cellákra (grid-elemekre) osztják. A csapadék particionálására szolgáló vízmérleg számításokat cellánként végzik el, a cellákra számított lefolyás összegyülekezését a domborzat-modell (terep-modell) alapján modellezik. A domborzat-modell a cellák között közötti vízmozgásnak (egyik cellából a másikba való átfolyásnak) lehetséges irányát jelöli ki a domborzat szerinti lejtőadottságok alapján. 1.2 A Budyko-féle empirikus modell és annak módosított változata Az éghajlati hatásvizsgálatok módszertani megalapozásának jelen szakaszában a zéró modellekhez tartozó Budyko-modell osztott paraméterű változatát teszteltük a Kígyós-patak vízgyűjtőjén. Hazai viszonyokra a modell osztott pataméterű változatát az Országos Vízgazdálkodási Kerettervhez kapcsolódó műszaki-hidrológiai feltáró munkák módszertani megalapozása során dolgozták ki a fajlagos évi lefolyás térképezésére (Nováky, 1985). A Budyko-féle zéró-modell térben osztott változata lehetőséget ad a vízgyűjtőről, annak záró szelvényén át távozó átlagos évi lefolyás térbeli „szétosztására”, amivel a fajlagos lefolyás térbeli megoszlása pontosabban (és az alapvető ellentmondásoktól mentesen) térképezhető. A módszer éghajlati hatásvizsgálatokra is felhasználták (e.g. Nováky 2002). Az átlagos évi éghajlat-lefolyás kapcsolat leírására alkalmas Budyko-képlet eredeti alakja az R = P exp [rL-1 P-1 ] (3) ahol P és R az átlagos évi csapadék [mm] és lefolyás [mm], r az átlagos évi sugárzási egyenleg [Jm-2 év-1 ], L [Jkg-1 ] a párolgási hő, rL-1 az energetikailag maximálisan lehetséges párolgás [mm], amely utóbbi közelítően megfeleltethető az évi potenciális párolgásnak (E pot ,
