Hidrológiai Közlöny 1974 (54. évfolyam)
6. szám - Dr. Kienitz Gábor: Rendszer-hidrológiai módszerek bevezetése a magyar vízügyi gyakorlatba
Dr. Kienitz C.: Rendszer-hidrológiai módszerek Hidrológiai Közlöny 1974. 6. sz. 267 ahol m a csatornát tápláló belvízfolt-láncok száma, n az egy láncban kaszkád-szerűen elhelyezkedő belvízfoltok száma, S{ [m 3] az utóbbiak pillanatnyi víztartalma — amelynek növekményeit az EXPRE programmal számítjuk, — 8/, pedig az az ún. holtvíztartalma, amely bizonyos küszöb alatt lóvén, a belvízfoltból már nem tud kifolyni, k v [óra] a párolgást és a beszivárgást együttesen jellemző paraméter, míg ki [óra] a belvízfoltból történő kifolyást jellemző paraméter. Utóbbi módosításával addig csökkenti a program a csatornába történő befolyást, míg a csatorna alsó szelvényére a (2)-vel számított Q vízhozam kisebb, vagy egyenlő nem lesz a szelvény Q mli x átbocsátóképességével. Hasonlóan jár el a program a csatorna-rendszer öszszes keresztszelvényében: ha a feltétel nem teljesül, akkor a kérdéses keresztszelvényhez vizet szállító valamennyi csatorna-szakaszba történő befolyást csökkenti /írjeik módosításával. Figyelembe vannak véve a lefolyástalan belvízfoltok is: ezek vize csak &„-vel távozik el. A program ily módon a) kiszámítja a csatorna-rendszer valamennyi csomópontjában a pillanatnyi vízhozamot, amely sehol sem haladhatja meg az illető keresztszelvények átbocsátóképességét; b) számon tartja a vízgyűjtő valamennyi belvízfoltjában a pillanatnyilag tározott vízmennyiségeket, sőt ezek alapján c) számítja a belvízfolttal borított területek pillanatnyi kiterjedését is. Az EXPRE-DRAINAGE programok ALGOL nyelven, GIER számítógépre készültek, de folyamatban van átírásuk más számítógépre. A két program egyesítése nem kívánatos, mert az EXPRE önmagában is adhat a gyakorlat számára érdekes információt. A programok használatának módját alkalmazási utasításokban írtuk le [19, 20], amelyek segédleteket tartalmaznak a modell-paraméterek felvételére nézve is. 3.2 A szabad összegyülekezés vizsgálata 3.21 Szintetikus modellek. A szabad összegyülekezés leképzésére világszerte számos szintetikus modellt készítettek. Ezért feleslegesnek látszott e téren új kutatásokat indítani, e helyett máshol kidolgozott nevezetesebb modellek hazai kipróbálását tűztük ki célul. Két modellál foglalkoztunk, az USD AH L70 és a Stanford modellál. 3.211. Az USDAHL-70 modell. Az USDAHL-70 modellt az USA Mezőgazdasági Minisztériumának Hydrograph Laboratory-ja (Beltsville, Maryland) dolgozta ki [22]. A modellál szabad összegyülekezés ű, mezőgazdasági művelés alatt álló vízgyűjtők lefolyási és talajnedvességi viszonyait lehet tanulmányozni. A modell alapfeltevése szerint minden vízgyűjtő ún. hidrológiai zónákra osztható; melyeken belül a talajok a beszivárgás, az evapotranspiráció és a felszíni lefolyás szempontjából azonos jellegűeknek tekinthetők. E zónák egymáshoz képest lépcsőzetesen helyezkednek el, magaslatokat, lejtőket és völgyfenekeket jelentenek. A vízgyűjtőre hullott csapadék útját e zónákon át követjük nyomon. A felszíni lefolyás mindenütt megindul és kaszkád szerűen halad a vízfolyás felé. A felszínen azonban csak az a víz folyik le, amely a csapadékból bizonyos tározóterek (felszíni depreszsziók és a talaj esetleges repedései) feltöltése és a beszivárgási kapacitás kielégítése után fennmaradt, s csak a maradék jut el a felszínen a vízfolyásba. Az ideiglenesen tározódott vizek később ugyancsak beszivárognak. A beszivárgott vízzel minden zónában azonos módon foglalkozunk, külön-külön figyelembe véve a talaj „^"-szintjét, valamint az ez alatti rétegeket. Amikor az „A" szint nedvességtartalma meghaladja a szabadföldi vízkapacitást, a beszivárgó víz egyrészt tovább szivárog az alatta fekvő rétegbe, másrészt oldalirányban mozogva a vízfolyást táplálja. Hasonlóan, az alsóbb rétegekbe felülről beszivárgó víz egyrészt tovább szivárog lefelé — és a vízfolyást nem tápláló mélységi beszivárgássá válik, — másrészt oldalirányban mozogva ugyancsak a vízfolyásba jut. Ezek az oldalirányban mozgó vizek szolgáltatják a vízfolyás alapvízhozamát. Összegezve, a modell bemenete a csapadék, kimenete pedig a vízfolyás vízhozama. Miközben pedig az előbbiből az utóbbi válik, nyomon követjük a felszínen folyó víz útját zónáról-zónára, a talajban szivárgó víz útját pedig talajrétegről-talajrétegre haladva, számba véve az evapotranspirációt, az evaporációt, a mélységi beszivárgást és ezekkel együtt a talajrétegek pillanatnyi nedvességtartalmát is. Mindezeket a vizsgálatokat a modellál óra-nagyságrendű lépcsőkkel haladva évek sorozatán keresztül végezhetjük. A nyert eredmények egyaránt szolgálhatják árvédelmi és öntözési feladatok megoldását. A programot Fortran E nyelven írták 1BM 360/40 számítógépre. Megjegyzendő, hogy megjelent a modell új, USDAHL-74 nevű, továbbfejlesztett változata is. 3.212. A Stanford vízgyűjtő modell. A Stanford vízgyűjtő modellt az amerikai Stanford Egyetemen dolgozták ki, majd a gyakorlatba való bevezetéskor több változata is kialakult. Részünkről a modellnek az Ohio-i Egyetem által kimunkált változatával [21] dolgoztunk, de alkalmunk volt egy kereskedelmi jellegű alkalmazási módjával is megismerkedni [1]. A modell felépítése hasonló a 3.21 l-ben ismertetett USDAHL-70 modelléhez, így azt részleteiben nem ismertetjük. Főbb eltérések, hogy nem dolgozik hidrológiai zónákkal, viszont figyelembe vesz intercepciós tározóteret, továbbá számítja a hó elolvadását is. Természetesen, a víz mozgásának leírására használt képletei is általában eltérőek. 3.22. Analitikus modellek. Az analitikus modellek a vízgyűjtőt olyan rendszernek tekintik, amelynek működését az y(í) = H[{x(t)}l (3) függvény transzformációval lehet jellemezni. Itt {x(t)) a rendszerbe bemenő függvények halmaza, y(t) az ezek hatására keletkező kimenet, H pedig a rendszer viselkedésére jellemző funkcionál (rendszeroperátor), amely a bemenő idősorokat (pl. csapadék) képezi le a kimenetbe (pl. lefolyás). A fela-
