Zsuffa István: Műszaki hidrológia (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1996)
1. A PASSZÍV VÍZGAZDÁLKODÁS HIDROLÓGIÁJA
c) Az árvízi adatsor generálása a csapadékészlelések időszakára Az egységárhullámkép a legfontosabb vizgyüjtő-jellemző. Ahhoz azonban, hogy ennek alapján adatsort lehessen generálni, ismerni kellene a csapadékok lefolyó hányadának kialakulására jellemző folyamatokat. Ennek az elősegítésére végezzük a talajnedvesség-méréseket és üzemeltetünk mesterségesen esőztetett parcellákat, ahol mérjük a lefolyó csapadékot. Az esőztető berendezésekkel akár utólag modellezhetjük is az észlelt záporokat. A lefolyó csapadék nyilván a csapadékot megelőző talajállapot függvénye. Ezt a bonyolult kapcsolatot esetenként kell vizsgálni. A vizsgálat módjára kialakult szabályokat nem ismertetjük, csak utalunk Horton beszivárgási vizsgálataira. A talajnedvesség és a lefolyó csapadék bonyolult kapcsolatának az ismerete sem elég ahhoz, hogy a szomszédos csapadékiró több évtizedes idősorával árvizi adatsort generáljunk, hiszen hálózatszerű talajnedvességmérések mindmáig nincsenek hazánkban! A talajnedvességet azonban a megelőző csapadék és néhány mért időjárási elem szabályozza. Ezt a kapcsolatot, néhány fizikai korlát figyelembevételével, saját méréseink alapján esetenként korreláciőszámitással kell becsülni. Erre a becslési módszerre sem lehet még ma általános szabályokat adni. Végeredményben azonban, ha a megelőző csapadékok alapján a talajnedvességet, a talajnedvesség alapján az egyes valóságos csapadékok lefolyó részét számítani tudjuk, a leirt módon számított egységárhullámképpel a csapadékiró időtartamára fiktiv árvizi (felszíni lefolyási) adatsort generálhatunk. Az igy generált adatsorból az árvizhozamok valószínűségi eloszlása, ha a generált adatsor hosszabb 20 évnél, Gumbel modellel, ha pedig ennek az adatsornak a hossza 10 és 20 év közötti, Todorovic-Zelenhasié módszerrel számítható. Megjegyezzük, hogy az igy számított árvizi adatsor csak a felszíni lefolyást modellezi. A felszín alatti készletből eredő vízhozamokat nem veszi figyelembe. Ezek az értékek azonban - néhány nagyon karsztos patakot kivéve - az árvizhozamokhoz képest elhanyagolhatóan kicsinyek. Ugyanezzel az eljárással célszerű a 10 évnél rövidebb adatsorokat is meghosszabbítani. 500 km2 fölötti vízgyűjtőkön ezt a meghosszabbítást a napi időegységre vonatkozó egységárhullámkép előzetes kiszámításával végezzük, amihez az egyszerű napi csapadékészlelések és napi vizhozamértékek használhatók föl. d) Az egységárhullámkép fölhasználása a vízgyűjtő jellemzésére Az egységárhultám azonban nem csak az árvizi adatsor generálására jó. Ez az ”időinvariáns" függvény a vízgyűjtőterület lefolyási viszonyainak legjobb jellemzője. Az egységárhullámkép ugyanis definíciója és a definíciójának megfelelő számítási, szerkesztési szabályok miatt, elvben az időben változó tényezőktől, csapadékintenzitástől, talajállapottól független, és kizárólag a felszín geometriai, hidraulikai adottságait tükrözi. Kétségtelen, hogy a hidraulikai tényezők, elsősorban az érdesség (esetleg a párolgási veszteségek) bizonyos évi ritmust követnek a vegetáció és az időjárás másodlagos hatása miatt. Ezért célszerű instacionárius, tehát például évszakonkénti egységárhullámkép sorozatot számítani. Ilyen részletesebb vizsgálathoz azonban nem elég a 2-3 hónapos expedíció során mért néhány árhullám elemzése, hanem legalább 2 évig kell a területen megfigyeléseket végezni, hogy az évszakonkénti különbségeket megmutathassuk, illetve igazolhassuk. Több elemezhető árhullámkép alapján több egységárhullámot kapunk. Ezeknek ordinátái között legtöbbször csak véletlen jellegű eltérés adódik. Akár az évszakos különbségek, akár az emberi tevékenység hatására jelentkező eltérések tehát csak több árhullám alapján mutathatók ki. A nem szignifikáhs (ebben az esetben nem indokolható, illetve szubjektív ítélet alapján "nem jelentős") eltéréseket átlagolással egyenlítjük ki. A különböző egységárhullámokat csúcsúk időpontjában illesztve számítjuk az ordináták átlagát. A "legmegbízhatóbb", átlagos egységárhullámképet lehet a legkisebb négyzetek elve alapján is számítani, amely az 1 , 1 ... 1 lefolyó csapadékok és ff f f 12 az észlelt O , Q , ... O vizhozamidősorok Q.-re vonatkoztatott többváltozós lineáris keresztel 2 m H korreláció vizsgálatra utal. B + Vi + Vi-1 + Vu2 (98) A többváltozós lineáris korrelációs kapcsolat A^, A^ ... A. együtthatói az úgynevezett optimális egységárhullámkép ordinátái. Nyilvánvaló, hogy ezek az együtthatók akár összefüggő, akár izolált 1. lefolyó csapadék idősorokból és c/ felszíni lefolyás idősorokból, tehát tetszőleges számú, együttesen kezelt árhullámok adataiból számíthatók. 134
