Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

9. szám - Herbert Billib: A vízgazdálkodási kerettervezés újabb módszerei a Német Szövetségi Köztársaságban

Herbert Billib: A vízgazdálkodási kerettervezés Hidrológiai Közlöny 1977. 9. sz. 375 kében az észlelést, az adattovábbítást, a kiértékelést és az adattárolást automatizálni kell. Központi adatbankot kell létesíteni. A Szövetségi Kutatásügyi és Technológiai Minisztérium 2 millió márkát biztosított olyan eljárások kidolgozására, amelyek programcsomagokká fűzhetők össze és a problémára irányított adatelemzésekre adnak módot. A programok Eortran-gépnyelvre készültek. Egységesített bemeneti- és kimeneti rendszereik vannak, és úgy vannak felépítve, hogy egyes eljárásokat jobbakkal cserélhetünk ki. Célunk a számítógépre támaszkodó vízgazdálkodási tervezés megvalósítása. Programok készültek a következő feladatok gépi számítására : Az elsődleges adat jeldolgozás A rövidebb időközök adatainak feldolgozása (havi jellemzők számítása a napi adatokból, és évieké a haviakból); az észlelési adatok feldolgozása: az adatsor hézagainak ós hibáinak keresése, hibás észlelések ós feljegyzések vizsgálata; a szélső értékek kiírása (csúcshozamok, napi ós egy órás esapadókmaximumok) a kiírás szempontjának előzetes megadásával, gyakorisági elemzések előkészítéseként; az egyes árhullámokkal lefolyt, a talajvízből származó alapterhelósen felüli vízmennyiségek megállapítása; a száraz időszakok kikeresése (tartamuk és gyakoriságuk). (Eltekintettünk a digitalizálástól ós a szalaglyukasztással regisztráló vízmércék adatainak gépi feldolgozásától, mert a különböző műszerek feljegyzéseit nem lehet egységesen kezelni, és nem készül adatbank. Csupán egy minden program lejátszására megfelelő egységes lyukasztási előírást dolgoztunk ki, az adatok természetének, a vonatkozási időszaknak és különleges tulajdonságoknak kódolásával.) Paraméter nélküli gyors ellenőrző vizsgálatok Homogenitás-vizsgálatok: U-próba (két adatsor — statisztikai minta — középértékének összehasonlítása), Kolmogorov-próba (annak ellenőrzése, bogy 2 adatsor azonos sokaságból szái'mazik-e). Függetlenségi vizsgálat: iterációs próba; fázisgyakoriság. Trend-vizsgálat, a trend kiszűrése. Spektrumanalízis (sűrűség spektrum). Autokorrelációs függvény. Szabatos perióduselemzós, Fourier-elemzós. (Elhagytuk a periódus-vizsálatot, mert nem paraméter nélküli.) Korreláció-vizsgálatok Csapadókokra: a 24 órai maximum számítása az óvi, ill. a havi csapadékösszegből; 1 órai maximum számítása a napi, ill. havi összegből. Vízhozamokra: a napi ós havi közepes vízszállítás kapcsolata, a lefolyási hányad alakulása az egymás után következő mérési szelvényekben. Adathiányok pótlása Monte-Carlo módszer (óvi lefolyás és csapadék, a megadott eloszlásfüggvénynek megfelelő előfordulási valószínűség). Regresszió-számítás egy vagy több adatsorra vonatkoztatva (havi lefolyás ós csapadék, egyszeres és többszörös regresszió). A normális érték (sokévi átlag) százalékos megoszlása szerint (a havi csapadékösszegekre). (Eltekintettünk az autokorreláció-vizsgálatoktól (Thomas—Fiering-modell), mert a pótlásra szolgáló eredmények a sorozatba illesztése nehézségekkel jár, ós az átmenet valószínűségi mátrixok számításától, mert kevéssé kipróbált eljárás ós nagyobb adattömeg felhasználását teszi szükségessé). Szélsőérték-statisztika Illeszkedés évi és rész-sorok eloszlásfüggvényéhez (lefolyásra ós csapadókra). Kétdimenziós gyakorisági vizsgálatok: a záporok időtartamáé és intenzitásáé, a meghatározott értéknél kisebb hozamok előfordulásának gyakorisága, esős ós száraz periódusok előfordulási valószínűsége. Adatgenerálás A lefolyás havi összegének számítása a Thomas— Fiering-modell alapján. Adatsorok meghosszabbítása (autokorreláció több megelőző hónappal.) Autokorrelációs modell az évi lefolyásokra. A Monte-Carlo módszer alkalmazása az óvi lefolyásra ós csapadókmennyiségekre. Szélsőértékek extrapolálása eloszlásfüggvények alapján (lefolyásra ós csapadókra). (Eltekintettünk az átmenet-valószínűségi mátrixszámítástól (igen sok adatot kíván), a mozgó átlagok modelljének alkalmazásától (kevéssé kipróbált), az ARIMA (autoregresszív mozgó-átlag) modellétől (túlságosan bonyolult), az urnamodellétől (az anyaggal szemben túlságosan igényes), ós nem szerkesztettünk árhullámképeket a napi csapadókokból (u. azon okból). Leiró statisztika Egyes adatsorok statisztikai paramétereinek kiszámítása összehasonlító vizsgálatok céljára. (Eltekintettünk a klimatogramok számításától, mert nem gépesíthető.) Területi elemzések A fajlagos lefolyás számítása (minden időközre és árvízcsúcsokra). Összefoglaló kimutatások készítése (a vizsgált vízgyűjtő valamennyi észlelési adatáról). Árhullámok levonulásának jellemzése. Területi homogenitásvizsgálat. (Csak a csapadék változékonyságának vizsgálata). A vízgyűjtőre hullott csapadék mennyisége (Thiessen-módszerrel vagy négyzetráccsal). Csapadék összegező görbék. A csapadék területi kiterjedésének, mennyiségének és időtartamának összefüggését szemléltető ábrák. (Elhagytuk a mérlegkészítést és az árvizek okozta hullámtéri elöntések számbavételét, a területi homogenitás-elemzéseket (mert a több változós elemzés még nem eléggé kipróbált), valamint a csapadók-profilok és izohióták szerkesztését). * A felsorolt programok a Köztársaság vízrajzi intézeteinek rendelkezésére állnak. Árvízvédelem Ma már a vízgazdálkodási kerettervek készítésénél is használunk modell-elméleti tételeket a hidrológiai, hidraulikai és egyéb állapotok és folyamatok leírására. Matematikai és fizikai szimulációs modelleket, amelyek lehetnek 1. a lefolyás alakulását leíró modellek vízhozam-idősorok és árhullám-képek meghatározására (Hyreun = Hydrological Research Unit, SSARR, a Standfort Watershed modellnek az ETH Zürich által javított változata: a Mark IV. modell), 2. folyamatmodellek az árhullám levonulásának leírására, a mederbeli ellapulás figyelembevételével (árhullámkép áthelyezés), 3. vízgazdálkodási modellek (vízmérlegek) a vízkészlet és a vízigények egybevetésére és