Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)
9. szám - Dr. Csoma János–dr. Goda László: Árvízvédelmi rendszerek optimalizálása
Dr. Csorna J.— dr. Goda L. : Árvízvédelmi rendszerek Hidrológiai Közlöny 1979. 9. sz. 391 biztosítják az árvízvédelmi károk megszüntetését a legkisebb költségek mellett. A matematikai modell a következő alapél veket veszi figyelembe: — az árvízvédelmi müvek rendszerét a vízgyűjtőterület egészén mint egymással kölcsönös kapcsolatban levő elemek együttesét vizsgálják: — a mértékadó árvízi jellemzők meghatározásánál figyelembe kell venni az árhullámok levonulási viszonyaiban a tervezett beavatkozások hatására bekövetkező változásokat; — az általános optimalizálási feladatot egymással kapcsolatban levő részfeladatok sorozatára kell felbontani; — az alapadatok előkészítésére és feldolgozására matematikai statisztikai eljárásokat alkalmaznak; — a matematikai modell rendszerét blokkokból építik fel; — az optimalizálás két szintjén fokozatos megközelítési módszert alkalmaznak. 2. Az optimalizálási feladat megoldása Az optimalizálás folyamata során lényegében arra a kérdésre kívánunk választ kapni, hogy egy adott A vízgyűjtő területen milyen M összetételű — és egyenként X, Y, Z paraméterű — árvízvédelmi létesítményre van szükség annak érdekében, hogy a H, T jellemzőjű árvizek által okozott károkat megszüntesse, illetve csökkentse, miközban a létesítmények költségei a minimum felé tartanak. Az elmondottakból következik, hogy itt több szinten és több változattal kell számolni, miközben figyelembe kell venni a tervezett árvízvédelmi művek és az árvízi jellemzők kölcsönhatását is. A vázolt feladat megoldására szolgáló matematikai modell a feladat természetének megfelelően több részmodellből tevődik össze. Ezek közül az első a hidrológiai jellemzők modellje. A hidrológiai jellemzők modellezése során minden esetben a sokéves vízállás- és vízhozamadatok biztosítják a kiindulási alapot. Az adatsorokkal kapcsolatos követelmények leírása, a mértékadó hidrológiai jellemzők körének meghatározása, a jellemzők kiszámításához szükséges számítógépi programok kidolgozása a magyar kutatók feladata volt. Ugyancsak a hazai kutatók dolgoztak ki módszert az árvízvédelmi töltésszakadásokon átömlő víz hozamának, levonulásának, az elöntött terület kiterjedésének meghatározására, a lokalizációs lehetőségek feltárására. A mértékadó hidrológiai jellemzők birtokában lehetőség nyílik a valószínűséggel jellemzett árhullámképek meghatározására a főfolyóra és a mellékfolyóra egyaránt. Ezt követi az árhullámok terjedésének modellezése a vízhálózatban, majd a mértékadó szelvényekre jellemző mértékadó vízállások és vízhozamok meghatározása. Az árhullámképek modellezését a szovjet szakértők végezték el mind természetes, mind az árvédelmi elemek megépítése utáni állapotra. Az utóbbi lépés természetesen már függvénye az árvédelmi művek és beavatkozások változatainak. Lényegében itt valósul meg tehát a külső iterációs ciklus, melynek eredményeképpen kialakulnak az árvízvédelmi elemek összetételének változatai. A változatok lehetőséget adnak a belső iterációs ciklus kialakítására, amelynek első lépéseként az árvízvédelmi rendszer egyes elemeire határozzák meg a paraméterek különböző változatait. Nem elégséges tehát feltételezni pl. árvízcsökkentő tározóból és árvízvédelmi töltésből álló védelmi rendszert (külső ciklus), hanem variálni kell az árvízvédelmi töltések vonalazásának, a töltések távolságának és ezek függvényében egyéb jellemzőinek változatait is, illetve a tározó lehetséges változatait (belső ciklus). Az árvízvédelmi elemek összetételének minden változatát illetően meg kell vizsgálni a tervezett művek és az árvízi lefolyás kölcsönhatásának kapcsolatát és a változatok közül ki kell választani a mértékadó vízhozam és vízállás jellemzőket. A következő részmodell az árvízvédelmi művek méretezését szolgálja. A feladat kidolgozását a magyar szakértők vállalták. Az árvédelmi létesítmények tervezési és üzemelési tapasztalata alapján különböző altalaj ú és szerkezetű töltésekre számítógépi programokat készítettek, amellyel a főbb munkamennyiségek meghatározhatók és ebből már származtathatók a rendszer gazdasági mutatói. A programok egyébként egyaránt alkalmasak mind új töltések tervezésére mind a meglevő rendszerek védőképességének növelésével kapcsolatos jellemzők meghatározására. A modell soronkövetkező része az árvízvédelmi létesítmények által csökkenteni vagy megszüntetni kívánt árvízkár jellemzőinek kiválasztására és az egyes jellemzők meghatározására irányul. Ebben a vonatkozásban az együttműködő intézetek megosztották a feladatot. A mezőgazdasági árvízkárok becslésének módszerét a szovjet, az ipari és a kommunális árvízkárok meghatározására szolgáló eljárást a magyar kutatók dolgozták ki. A továbbiakban a két módszert egyesítik. A modellezés eredményeképpen rendelkezésre áll tehát a műszaki-gazdasági mutatókkal jellemzett változatok sokasága, amely lehetőséget nyújt arra, hogy megfelelő kritériumok alapján az optimális megoldást kiválasszuk. 3. Hatékonysági kritériumok az árvízvédelmi rendszer optimális változatának kiválasztásánál Az árvízvédelmi tevékenység gazdasági optimalizálásának alapját a beruházás gazdasági hatékonyságának meghatározását szolgáló számítások képezik. Ennek megfelelően a beruházások hatékonyságának értékelésére felhasználják a beruházási hatékonyság általános (abszolút) és összehasonlító gazdaságossági mutatóját. Az árvízvédelmi rendszerek kiépítéséhez, vagy fejlesztéséhez szükséges beruházások általános (abszolút) gazdasági hatékonysága kifejezi az e beruházásoktól várható eredmény mértékét. Ez az érték egyenlő az árvízvédelmi tevékenység
