Zsuffa István: Műszaki hidrológia (Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1996)
1. A PASSZÍV VÍZGAZDÁLKODÁS HIDROLÓGIÁJA
A vízgazdálkodási gyakorlat két utat követ. Az egyszerűbb, és kézi számításhoz ajánlható eljárás egyetlen valós árhullámot használ. Az észlelt valamennyi árhullám közül kiválasztja például a legnagyobb csúcsú árhullámot, a kérdéses vízgazdálkodási vagy hidraulikai számításokat ezzel végzi el, és vízgazdálkodási, vagy hidraulikai utón kísérli meg az eredményeket általánosítani. Az általánosításokhoz néhány durva szabály is fölhasználható: például az, hogy az árhullámok áradó ága és az apadó ága az időben 1:2 arányú. Az általános következtetésekhez fölhasználható az árhullámok tömege és a csucsvizhozam közötti korrelációs kapcsolat is. A számítógépek használata hosszú adatsor esetén a "mértékadó árhullám" rögzítésének a kérdését fölöslegessé teszi. A számítógéppel és megfelelő, a kérdéses vízgazdálkodási probléma kidolgozásához gyártott programmal a műszaki beavatkozás hatását valamennyi árhullámmal, sőt az egész adatsorral megvizsgáljuk és igy előállítjuk a tervezett beavatkozás hatását tükröző, folyamatos vízhozam adatsort. E vízhozam adatsor statisztikai vizsgálata a tervezett műszaki beavatkozás teljes értékű jellemzését adja. Ennek az úgynevezett szimulációs technikának az érzékeltetésére az árapasztó csatornák tervezése adja a legismertebb feladatot. Árapasztó csatornát ott terveznek, ahol annak építését a topográfiai adottságok biztosítják és az árapasztó befogadójának vízjárása az árapasztón érkező több- letvizhozamok kár nélküli levezetését biztosítja. Az árapasztóval összeköthető szomszédos vízfolyások vízjárása azonban általában nem független, igy az egyszerű valószínűségelméleti meggondolások célhoz nem vezetnek. Sok esetben azonban még a teljesen szoros kapcsolatban álló vizjárásu folyókon, az azonos esőzésből, vagy olvadásból származó árhullámoknál is sikerrel alkalmazható az árapasztó csatorna, mert a folyókon levonuló árhullámok a különböző hidraulikai tulajdonságok miatt egymáshoz képest előresietnek, ill. lemaradnak. A legszorosabb kapcsolatu vízfolyások árhullámainak vízhozamai között sincs egyértelműen rögzíthető, és a méretezéshez felhasználható összefüggés. A szimulációs technikai alkalmazása előtt mindkét vízfolyás árapasztó-torkolathoz tartozó folyamatos vizhozamadatsort előállítjuk, és a számítógép adattárában tároljuk. Sok esetben ehhez már helyszíni, rövidebb méréssorozatra van szükség, hogy a torkolati szelvények árhullámainak kimért értékei és a legközelebbi mérceszelvény árhullámai közötti kapcsolatot például a Muskingum módszerrel tisztázhassuk. Az előzetes számítások alapján az árhullám áthelyezés technikájával a kérdéses szelvényekre a folyamatos adatsor is előállítható. Ezt követően, műszaki meggondolások alapján kijelölik azokat a csatornaméreteket, amelyeknek a vizsgálata indokolt. A számítógép, ilyen szempontból "korlátlan" kapacitása itt is nagy előnyt jelent: olyan, több egymásba skatulyázott ciklus szerint működő programot készíthetünk, amely például méterenként változtatja a tervezett csatorna fenék- szélességét, ezrelékkel az esést stb. A csatorna terveivel el kell dönteni az árapasztó műtárgy szerkezeti megoldását, bár méretei változtatható elemként kerülhetnek a programba. A program megfelelő része (szubrutinja) ezután az árapasztó műtárgy' méreteitől, esetleg kezelési utasításától függően minden egyes napi vízhozamhoz számítja a csatorna torkolatába kerülő, illetve a folyóban továbbhaladó vízhozamok idősorát. Ezt követően a folyóban a Muskingum módszerrel (amelynek paramétereit az előzőek során ki kellett számítani) minden "befolyásolt, lefejezett" árhullámot az alsó, nyilvánvalóan a különleges védelmet igénylő szakaszra jellemző vizhozamnyilvántartó állomásra helyezünk át. A számitógép ezután automatikusan elvégzi az összes árvizszámitási föladatot erre a módosított adatsorra is. A gép természetesen kiszámítja a csatornába eresztett árhullámok továbbhaladásának mutatóit és minden ilyen leengedett árhullámnak az alsó torkolatban jelentkező árhullámképét, vizhozamidősorát. Ezeket a vízhozamokat összegezve a megfelelő napi vízhozamokkal megkapjuk a befogadó folyó megnövelt vízhozamainak az idősorát. A torkolati szelvény összegzett vízhozamait nyilván célszerű "áthelyezni" egy lejjebb fekvő, nagymultu állomásra is és ebben a szelvényben célszerű összehasonlítani a beavatkozás utáni és az eredeti adatsorból számítható árvízi adatokat. A számitógép segítségével természetesen valamennyi vizsgált csatorna és árapasztó- műtárgy változatra a vizsgálatot el kell végezni. Végül abban az esetben, amikor a két vízfolyás az árapasztó csatorna alatt egyesül, a mesterséges beavatkozásokra számított árhullámpárokat megintcsak "árhullámkép-áthelyezéssel" az- összefolyás alatti első nagymultu állomásra úgy kell összegezni, hogy erre a mesterséges állapotra is folyamatos adatsort kapjunk. Ennek a folyamatos adatsornak a statisztikai vizsgálata is szükséges ahhoz, hogy a tervezett árapasztó működését kielégítően jellemezzük. 67
