Hidrológiai Közlöny 1974 (54. évfolyam)
6. szám - Dr. Kienitz Gábor: Rendszer-hidrológiai módszerek bevezetése a magyar vízügyi gyakorlatba
266 Hidrológiai Közlöny 1974. 6. sz. Dr. Kienitz G.: Rendszer-hidrológiai módszerek b) Az üzemellenőrzés során meglévő vízrendszer működését képezzük le (szimuláljuk) a modell segítségével konkrét esetekre nézve. A számított és a ténylegesen észlelt adatsorok egybevetésével ki tudjuk deríteni, hogy az esetleges kedvezőtlen események milyen fizikai tényezők következményei, s ezután kereshetjük ezek kiküszöbölésének, illetve megjavításának feltételeit. E fizikai tényezők ugyanis a vízgyűjtőn folytatott gazdálkodási mód, illetve a vízlevezető művek jellemzői lehetnek, hatásaik megismerése után tehát optimálisan tudunk ezekkel kapcsolatban beavatkozni. c) A hidrológiai előrejelzés iránti igénv vízkár-elhárítással és vízhasznosítással kapcsolatban egyaránt felmerül: az operatív tevékenységet folytató mérnök tudni akarja, hogy milyen hidrológiai helyzet bekövetkezésére számíthat. A determinisztikus hidrológiai modellek legnagyobb jelentősége ezért ezen a területen van, mert velük a mai meteorológiai-hidrológiai helyzet jellemzőiből (bemenet) bizonyos időelőnnyel meg tudjuk határozni a várható hidrológiai helyzet jellemzőit (kimenet). A szintetikus modellek valamennyi fenti feladat megoldására alkalmasak: paramétereik változtatásával a fizikai helyzet változásait nyomon tudjuk követni, azaz mindig kapcsolatban vagyunk a fizikai háttérrel. Az analitikus modellek ezzel szemben az a) feladat megoldására esetleg, a b) feladat megoldására egyáltalán nem, végül a c) feladat megoldására rendkívül nagy megbízhatósággal lehetnek alkalmasak. Ez abból a jellegükből következik, hogy adott bemenet és kimenet között nagy pontossággal (általában a szintetikus modellekhez viszonyítva sokkal megbízhatóbban) írják le a kapcsolatot, de ez csak az adott fizikai háttér mellett igaz. Ahhoz, hogy a nyert kapcsolatot más esetben is nyugodtan alkalmazhassuk, ugyanolyan fizikai háttér szükséges. A különféle feladatok megoldásához tehát különféle modellek lehetnek alkalmasak. Ezért a Rendszerhidrológiai osztály több modell-típust is vizsgál mind a szintétikus, mind az analitikus csoporton belül. Az a célkitűzés, hogy a vizsgált (önállóan kidolgozott, vagy máshonnan átvett) modellek alkalmazhatósági körének megállapítása után azokat a gyakorlatba is bevezessék. E célból a modellek használatához megfelelő segédletek készülnek, s az osztály részt vesz a modellek konkrét feladatokra való felhasználásának munkájában is — a tervező, illetve operatív tevékenységet folytató mérnökökkel együttműködve. Az alábbiakban előbb összefoglaljuk a vizsgált modellek jellemzőit, majd ismertetjük ezek gyakorlati bevezetésének eddigi eredményeit. 3. A VITUKI Rendszerhidrológiai osztálya által vizsgált modellek A víz összegyülekezésének jellege szerint kétféle vízgyűjtőről beszélhetünk. Ha a csapadékból származó felszíni és felszínalatti vizek a terep természetes esése folytán kialakult vízfolyásokban lefolyást találnak, szabad összegyülekezésű vízgyűjtőről van szó. Ha viszont a terület annyira sík, hogy róla a víz csak akkor tud lefolyni, ha ennek érdekében csatorna-rendszert alakítunk ki (amelyből az összegyűjtött víz gravitációsan, vagy átemeléssel távozik), akkor emberi tevékenységgel befolyásolt öszszegyülekezésű a vízgyűjtő. A modellnek, amellyel a vízgyűjtőt vizsgáljuk, természetesen figyelembe kell vennie az összegvülekezés jellegét. A szabad összegyülekezés szintétikus és analitikus modellál egyaránt vizsgálható, viszont a befolyásolt összegyülekezés kizárólag az ennek fizikai hátterét tükröző szintétikus modellál közelíthető meg. Hazánk területének fele sík, ahol a belvíz keletkezése és lefolyása jellegzetesen befolyásolt összegyülekezés. Kutatásaink e számunkra fontos kérdés tanulmányozásával indultak meg, s alakítottunk ki szintétikus modellt ennek leképzésére. A következő lépés volt a szabad összegyülekezésű vízgyűjtők vizsgálata szintétikus és analitikus modellekkel. 3.1 A befolyásolt felszíni összegyülekezés vizsgálata (szintétikus modell) A belvíz keletkezésének és lefolyásának vizsgálatával hidrológusaink majdnem egy évszázada foglalkoznak [12]. Összegyűjtött tapasztalataik és a korszerű rendszerhidrológiai módszerek megjelenése tette lehetővé a síkvidéki felszíni összegyülekezési folyamat modellál való megközelítését [5], elsősorban a VITUKI Mirhó-Gyolcsi kísérleti belvízöblözetében végzett megfigyelések és kutatások alapján [10]. A kidolgozott modell [3, 4, 6, 7, 8 és 9] számítógép programba foglalt egyenletekkel írja le a víz útját a síkvidéki vízgyűjtőben attól kezdve, hogy a csapadék megjelenik, addig, amíg onnan eltávozik. E folyamat leírására két egymáshoz csatlakozó program készült. Az első (EXPRE elnevezéssel) a belvízfoltokban összegyűlő belvíz keletkezését számítja, míg a másik ( DRAINAGE elnevezéssel) e víztömegnek a lefolyását követi nyomon. Az EXPRE program a következő egyszerű vízháztartási egyenlet naponkénti megoldásán alapul: S 0 = C — E — F [mm/nap] (1) ahol S 0 a keletkező belvízmennyiség, C a csapadék, E a felszínről, illetve a talajból elpárolgó, F pedig a talajba beszivárgó víz. A két utóbbi függvénye a talaj pillanatnyi nedvességtartalmának, amit a modell számon tart. E-t Antal képletével. F-t pedig Horton képlete alapján számítja a modell (utóbbival kapcsolatban kiterjedt vizsgálatokat végzünk, hogv a különféle talajok beszivárgási jellemzőit megismerjük [2]). A modell jelenlegi változata télvégi helyzetekben keletkező belvízmennyiségek számítására alkalmas, a ten vészidőszakban alkalmazható változat kidolgozása folyamatban van. A DRAIN AGE program számításainak alapja, hogy a belvízfoltokban összegyűlt víz belvízfoltból-belvízfoltba átfolyva, kaszkád-szerűen halad a csatorna felé, majd a csatorna-rendszerben oly módon gyülekezik össze, hogy az egyes csatorna keresztszelvények átbocsátóképessége visszaduzzasztással szabályozza, hogy az említett belvízfolt-láncokból mennyi víz folyhat be a csatornákba. A csatornában kialakuló vízhozam: Q=Am,n,S i,S h,k v,k l), (2)
