Vízügyi Közlemények, 1974 (56. évfolyam)

1. füzet - Kovács György: A felszíni lefolyás általános vizsgálata és az árvizek előrejelzése

26 Dr. Kovács György 2. A felületi összegyiilekezés vizsgálatit A vízjárás vizsgálatának, a felszíni lefolyás jellemzésének a hatékony csapadék meghatározását követő lépése a felszíni összegyülekezés folyamatának elemzése. A régebben kialakult klasszikus módszer lényege az, hogy közelítően meghatározza a vizsgált szelvényhez a vízgyűjtő legtávolabbi pontjáról érkező víz útjának egyes szakaszaira jellemző lefolyási sebességet. Ebből számítja a levonulási időt és feltételezi, hogy a mértékadó csapadék időtartama ezzel egyező. A felszíni lefolyást jellemző hidrograf alakjának meghatározását a vízgyűjtő részekre bontásával, a részterületekhez tartozó levonulási idők különbsége alapján kísérli meg. Ma a lefolyási vizsgálatok korszerű eszközeinek a rendszerelmélet alapján felépített matematikai modelleket tartjuk. Ügy vélem, igaztalan lenne elődeinkkel szemben, ha nem rögzítenénk ezen a helyen, hogy hidrológiai kutatásban élenjáró tudósok szemlélete a múltban is teljesen megfelelt a mai felfogásnak, a hidrológiai folyamatokat mindig összefüggéseiben vizsgálták, egymásra hatásaikat törekedtek megismerni és leírni, akár analizáló, akár szintetizáló utat követtek, mindig a teljes rendszer feltárását kívánták elérni és megvalósítani. A forradalminak tekinthető fejlődést az utóbbi néhány évtizedben nem a szemlélet változása, hanem az eszköz tökéletesedése, a számítógép alkalmazása hozta. Míg a múltban a legtökéletesebben felismert rendszer leírásához is szükségszerűen csak durva közelítésnek tekinthető empirikus kapcsolatokat alkalmazhattak, ma a bonyolult matematikai összefüggések numerikus megoldása is csak néhány percet igénylő munka, így nincs akadálya annak, hogy a folyamatok jellemzésére a gyakorlatban is alkalmazzuk az elméleti matematika szabatos módszereit. A matematikai modell lényegében olyan kapcsolat vagy kapcsolatsor, amelyik a bemenő (hatékony csapadék) adatokon úgy hajt végre operációt, hogy kimenő adatként a lefolyó vízhozam sora adódjon. Ennek megfelelően ismert input és output sort használva meghatározhatjuk a megfelelő operációs rendszert (a modell felállítása és ellenőrzése, a fizikai folyamat jellegének feltárása), az inputot ismerve adott modellel számíthatjuk az outputot (lefutott input és még be nem következett output esetén vízhozam-előrejelzés, múlt események vizsgálatakor hiányos vízhozamsorok kiegészítésé), végül ismert modellt használva output adatokból a hozzátartozó inputot kereshetjük meg (a hatékony csapadék visszaszámítása). A modell szerkesztésekor két utat járhatunk. Vagy külön vizsgáljuk a folyamatban résztvevő elemeket és az azok jellegének megfelelő kapcsolatokból építjük fel a teljes rendszert (szintetikus modell vagy a megfelelő angol kifejezés szerint conseptual modell) vagy olyan összevont transzformációt keresünk, amely az inputból közvetlenül az outputot szolgáltatja (analitikus modell). Az utóbbi jellegére tehetünk előre elméleti alapon megkötéseket, pl. hogy az elemi inputok megfelelő késleltetésével számított outputok összege adja a keresett időponthoz tartozó outputértéket (konvoluciós integrál), vagy meghatározhatjuk azt teljesen szabadon, csupán az input és output numerikus értékeinek egyezését tartva szem előtt (fekete doboz v. black box modell). Minthogy a szintetikus modellekben az egyes folyamatok leírására a vízgyűjtő természetföldrajzi adatait, fizikai állapotát és viselkedését többnyire paraméterek formájában vesszük figyelembe, ezeket a modelleket parametrikus modelleknek ismerik. A szintetikus modell, mint említettük, a teljes rendszert befolyásoló egyes folyamatcsoportok fizikai elemzésén alapul és így kauzális kapcsolatok sorának