Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)
8. szám - Iritz László–Szőllősi Nagy András: A vízigények kielégítési biztonságának becslése hagyományos módszerrel és sztochasztikus szimulációval. I.
Hidrológiai Közlöny 1975. 8. sz. 34 J A vízigények kielégítési biztonságának becslése hagyományos módszerrel és sztochasztikus szimulációval IKIXZ LÄSZLÖ*—SZÖLLŐSI NAGY ANDRÁS" Bevezetés A társadalmi és gazdasági fejlődés következtében a vízigények a jövőben tovább növekednek. Magyarországon általában éves szinten a felszíni vízkészletek még a legszárazabb években is fedezik majd a vízigényeket, de mivel a vízigénvek döntő hányada a kisvízi időszakban jelentkezik, ezért a vízigények megfelelő biztonságú (valószínűségű) kielégítéséhez új, éven belüli kiegyenlítést végző tározókra lesz szükség. A tervezés alapjául szolgáló vízgazdálkodási mérlegek készítésénél a mértékadó időszak vízhozammérlege mellett egyre inkább figyelembe kell venni a hosszabb időszak (negyedév, vagy év) vízmennyiség-mérlegét is [4]. A szélesebb (éves) időszakokat átölelő — azon belül rövidebb időközöket is jellemző —- vízkészletgazdálkodási méretezési eljárások közül kettőt mutatunk be tanulmányunkban: a vízkészletgazdálkodási gyakorlatban elterjedt a ,,minta-évek" módszerét és az általunk alkalmazott újabb megoldást — a sztochasztikus szimulációt. A sztochasztikus szimulációs módszerre ALGOL nyelvű számítógép programot dolgoztunk ki és futtattunk az Egyetemi Számítóközpont RAZDAN-3 típusú számítógépén. Hagyományos módszer*** Vízgazdálkodási mérleg A gyakorlatban elterjedt ún. minta- (v. modell-) éveken alapuló vízgazdálkodási mérleget az alábbi általános formában írhatjuk fel: yn, p, T,f •yn,p,Tj,J = X -I ( 2 *i).P.Tj i=l (2 i—1 J-1 (1) ahol ~y n, P,T,f az / fejlesztési szinthez tartozó p tartósságú éves T vízgazdálkodási mérleg az n szelvényben; p,Tj,f az/ fejlesztési szinthez tartozó Tj havi p tartósságú vízgazdálkodási mérleg az n szelvényben; X n ( 2 *i).V.Tj n = l a Tj havi p tartósságú vízkészlet az n szelvény* OVH Vízkészletgazdálkodási Központ, Budapest. ** Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. *** A MÁSODIK RÉSZ, mely a sztochasztikus szimulációs módszert ismerteti a Hidrológiai Közlöny következő számában kerül közlésre. ben (a vízgazdálkodási mérleg bevételi oldala); I m (2 ifrTj'f i = 1 az m számú területegység vízigénye a Tj hónapban az/fejlesztési szinten (a vízgazdálkodási mérleg kiadási oldala). Amennyiben csak a zárószelvény felett elhelyezkedő vízgyűjtő vízigényeit vetítjük az n szelvényre, úgy n>m, ha azonban az n szelvényben tervezett tározó a folyás mentén lejjebb, vagy esetleg más vízgyűjtőkön található területeket is ellát vízzel, akkor m>n feltétel is előfordulhat. A Tj hónapokra meghatározott vízgazdálkodási mérlegekről ~y n,p,Tj,f feltételezzük, hogy egymással valószínűségi kapcsolatban vannak, vagyis ha a havi p tartósságú passzív mérlegeket összeadjuk, akkor megkapjuk a vízigények p biztonságú kielégítéséhez szükséges vízpótlás nagyságát. A fenti feltétel teljesüléséhez az szükséges, hogy az X n ^ (2 *i).P.Tj i=1 értékek valószínűségi kapcsolatban legyenek egymással. Az alábbiakban ismertetjük az éves — havi bontású — vízgazdálkodási mérleg bevételi oldalának meghatározását. 1. 1. A vízgazdálkodási mérleg bevételi oldala. A vízgazdálkodási mérleg X n (2 *i).P.Tj t = l értékeit úgy kell meghatározni, hogy helyesen tükrözzék a /»-tartósságú év vízkészleteinek időbeni változását Tekintsük át röviden a bevételi oldal meghatározásának menetét. Első lépésként az n szelvény évi középvízhozamainak valószínűségi eloszlását kell meghatározni. Ez után össze kell gyűjteni azokat a naptári éveket, amelyek évi középvízhozamai a 75%-—95%-os tartósságú értékek tartományába esnek. Ezekből az évekből ki kell választani azt az évet, melynek éven belüli vízjárására jellemző a száraz évekre (esetleg több év havi átlagából is képezhetjük a jellemző száraz évet). Ez a kiválasztott, vagy képzett év lesz az ún. modell. A következő lépésben ki kell számítani, hogy a kiválasztott — vagy képzett — évben lefolyt össz-vízmennyisóg miként oszlik meg a hónapok között. Harmadik lépésként a 75%, 80% és 95%-os tartósságú évi közepes vízhozamok alapján meg kell határozni az adott tartósságú évben lefolyt vízmennyiségeket, és ezeket a modell szerint szétosztva a hónapokra, megkapjuk a száraz évek tipikus vízjárását, ill. az adott tartósságú vízgazdálkodási mérlegek havi részletezésű bevételi oldalát. Az első nehézséget az okozza, hogy nem könnyű a tipikus (a modell-) év kiválasztása. Az 1. táblázatban bemutatunk néhány olyan évet, melyek
