Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
1. szám - Juhász István–dr. Koris Kálmán: Hazai vízgyűjtők lefolyási idősorainak modellezése és a fejlesztés irányai
6 Hidrológiai Közlöny 1982. 1. sz. Hazai vízgyűjtők lefolyás idősorainak modellezése és a fejlesztés irányai JUHÁSZ ISTTÁF.-DE. KOEIS K Á L M Á N" 1. Bevezetés Felszíni vízkészleteink döntő többségét a nagyobb folyók és állóvizek vízhozama, víztömege képezi. Napjainkban azonban egyre nagyobb szerephez jut a kisvízfolyások vízkészlete, különösen tározós hasznosítással. Ez a kisvízfolyások, kisvízgyűjtők lefolyásviszonyainak pontosabb megismerését teszik szükségessé. A kisvízfolyások vízjárásának leírása, a vízhozamidősorok jellemzőinek ismerete azonban nemcsak vízhasznosítási, hanem vízrendezési szempontból is elengedhetetlen. A vízrendezés számos új tervezési paraméter ismeretét igényli, aminek számítása a lefolyási vizsgálatok további hidrológiai fejlesztését kívánja meg. Úgy ítélhető meg, hogy fejlesztéseinket elsősorban a vízrendezés feladatkörén belül kell megvalósítani. Új hidrológiai tudományágént jelentkezik, és óriási mértékben fejlődik az-ún. városi hidrológia elmélete is. A városi hidrológia, s ezen belül a belterületi lefolyás szorosan kapcsolódik témánkhoz. Tanulmányunk célja, hogy a kisvízfolyásokra vonatkozó hazai és külföldi lefolyásszámítási eljárásokat és a rendelkezésre álló adatbázist röviden áttekintse, a meglevő segédleteket figyelembe véve megpróbálja kialakítani a hazai kisvízgyűjtők lefolyásidősorainak számítására vonatkozó fejlesztési lehetőségeket. A végcél a teljes lefolyásidősor meghatározására szolgáló segédletek és eljárások kialakítása. Tanulmányunkat ennek megalapozásául szánjuk, kiindulva a VITUKI-ban és a Budapesti Műszaki Egyetemen 1975-ben elkészített számítási eljárásból, illetőleg segédletből [7], valamint a VITUKIban 1976-ban készült tanulmányból [15]. A belterületi lefolyás-hidrológiai módszerek fejlesztését, melyet második lépcsőnek szánunk, ugyancsak VITUKI—OVH—BME tanulmányi alapokból kiindulva végezhetjük [10, 21]. A további hazai és a külföldi eljárásokat — a hazai hidrológiai viszonyok sajátosságait figyelembe véve — módszereink korszerűsítésére kívánjuk felhasználni. A kialakítandó eljárással szembeni elvárások, követélmények sokrétűek, s* ezek sokszor nehezen, vagy egyáltalán nem feloldható ellentmondásokra vezethetnek. Gondot okozhat a meglevő hidrometeorológiai adatanyag összetétele, minősége is. Ezen körülményeket előrebocsátva tekintjük át a hazai (és nemzetközi) lefolyásszámítási módszereket, különös tekintettel a kisvízgyűjtők hidrológiai viszonyaira. •VITUKI Vízrajzi Intézet, Budapest **BME Vízgazdálkodási Tanszék, Budapest 2. Áttekintés a hazai és nemzetközi vizsgálatokról E rövid áttekintés célja az, hogy a meglevő hazai eljárásokat, valamint az adaptálható külföldi modelleket figyelembe véve megfelelő elméleti alapunk legyen modellünk kialakításához. Természetesen olyan elméleti módszereket és modelleket vehetünk csak figyelembe, amelyeket a gyakorlatban már sikerrel kipróbáltak. Figyelemmel kell lenni továbbá az adatbázis minőségére és a számítástechnikai háttérre is. A sort a hazai módszerek ismertetésével kezdhetjük, nem szigorú elméleti osztályozás szerint. A Modul I. önszabályozó lefolyásszámítási modell (Salamin A. 1976) vízhozamidősor előrejelzésére alkalmazható magas műszerezettségű távjelző-távmérő rendszereknél (pl. Zagyva-Tarna) számítógépi technika igénybevételével. A lefolyásszámítás (előrejelzés) talajvíz-felszintérkép alapján (Kigyós P., Traviczky ^4.) kísérleti alkalmazású, az apadási görbe meghatározására alkalmazható. Árhullámkép előrejelzése csapadékból, egységárhullámkép felhasználásával a Zala-Zalaapáti szelvényben (Dely-Bukovszky, 1974) igen figyelemreméltó gyakorlati alkalmazása volt az egységárhullámkép módszernek. Ugyancsak figyelemre méltó a Rába szentgotthárdi szelvényére készített (Bognár Á., Szilágyi E.) grafikus korrelációs (koaxiális) vízhozam-vízállás számítási, előrejelzési eljárás. A módszer a tetőző többletvízhozam meghatározására jól alkalmazható. A VITUKI gyakorlati előrejelzési feladatok megoldására, illetőleg lefolyási paraméterek meghatározására széleskörűen alkalmazza a többváltozós grafikus korrelációs módszert, különböző nagyságú vízfolyásokon (Bálint 0., Bartha P., Bódy K., Hirling Oy.) [2] , emellett numerikus többváltozós korrelációs eljárásokat is alkalmaznak. A nem hóolvadásből származó optimális lefolyás számítására dolgozott ki adaptív algoritmust ugyancsak a VITUKI-ban Szöllősi Nagy A. A modell a csapadéklefolyás jelenséget ARM A-típusú sztochasztikus differencia-egyenlettel írja le. A módszerek esettanulmányszerű alkalmazását sikeresen bonyolították le. Az ország valamennyi hegy- és dombvidéki kisvízgyűjtőjén alkalmazható a BME-VITUKI közös modellje, melynek részletes leírása és a számítási segédletek [7]-ben részletesen megtalálhatók. A figyelembe vehető vízgyűjtőterületek felső határa 6000 km 2, a nem hóolvadásből származó lefolyás (teljes vízhozam idősor) meghatározására alkalmas modell kézi ós gépi számításra egyaránt alkalmazható, univerzális eljárás. Elvi alapja a többváltozós, nem lineáris grafikus korreláció, mely szezonális hatásokat is figyelembe vesz. A modellt számos esetben sikerrel próbálták ki a egkülönbözőbb hazai vízgyűjtőkön. Az előző modellt egészíti ki Kovács Gy. eljárása a téli-koratavaszi lefolyás előrejelzésére (VITUKI 1976). Regresszív eljárással határozza meg a vízterhelést (eső+hólé), majd a talajfagyottságot is figyelembe véve egységárlmllámkép módszerrel a lefolyt árhullámképet. Több vízgyűjtőn sikerrel próbálták ki a modellt. A külföldi eljárásokat Kiss—Guba F. csoportosításban az alábbiak szerint tekinthetjük át (1. részletesebben: [8]):
