Hidrológiai Közlöny 1988 (68. évfolyam)

6. szám - Nováky Béla: Az évi lefolyás változékonyságának függése az éghajlati elemektől

314 , HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1988. 68. ÉVF., 5. SZ

ÄM együtt a tározók teltségi állapotának időbeli alakulását a V

i = E(X

i-Z

t- Yi) (1) folyamatos összegzéssel lehet nyomon követni (1. ábra)\ a képletben X

i

t Yi és Z

t a csapadék, a lefolyás és a térszíni párolgás értékei az i-edik évben. A vízgyűjtők tározó hatásával magyarázható, hogy az évi lefolyás autokorreláltsága felülmúlja a csapadékét, továbbá, hogy az évi lefolyás — viszonylagos értelemben — kevésbé független mint az évi csapadék. (A lefolyás ós a csapadók autokorreláltságának viszonyszáma valószínűleg jó mérőszáma lehet a tározóhatásoknak.) A jelenség egyébként analóg a vízfolyásokon létesített tározók esetében tapasztaltakkal: a tározóba befolyó vizek függetlenségével szemben a tározóból kilépő vizek már nem tekinthetők teljesen függetlennek (Zsuffa, 1984). Azokban az esetekben, amikor a csapadék-lefolyás folyamatokban a vízgyűjtőn jelentős tározóhatás lép fel — pl. nagy tömegű tavak, tározók esetén —, úgy a vízgyűjtőről távozó lefolyás esetóben is kérdésessé válik a függetlenség teljesülése. Hosszú időszakot tekintve, és feltételezve az éghajlat egyensúlyi állapotát, a hidrológiai rendszerek egyensúlyi állapotban vannak, amelyet meghatározott statisztikai törvényszerűségek jellemeznek. Ezt az egyensúlyi állapotot bonthatják meg a különféle antropogén hatások, amelyek vagy közvetlenül avatkoznak be a hidrológiai rendszer elemeibe (vízkivételek, vízbeeresztések, tározás stb.) vagy közvetve a lefolyásképzés és az összegyülekezés folyamatait meghatározó térszíni adottságok módosításán keresztül. Természetes vagy közel természetes állapotban a lefolyás alakulását az éghajlati hatások (külső tényezők), a folyamat tehetetlensége (belső tényező), valamint az egyikhez sem köthető véletlen hatások irányítják. E hatásoknak megfelelően az évi lefolyás az Y^Yui+AYi + yt (2) egyenletnek megfelelően több komponensre bontható, ahol Yi, i az éghajlattal, A Y

t a rendszer tehetetlenségével összefüggő rész, yi a véletlen összetevő. A A Y

t összetevő — előző okfejtéseinknek megfelelően — összefügg a vízgyűjtő tározóterei reziduális állapotával, ez utóbbi pedig a megelőző időszakok (évek) éghajlati állapotával, azaz a AYi-n keresztül érvényesülnek az éghajlat késleltetett hatásai. A térszín adottságai az éghajlat-lefolyás kapcsolatok paraméterein keresztül hatnak a lefolyásra. Ezek a paraméterek —- adott térségben és természetes körülmények között — állandók, esetleg lassan változók, vagy az éghajlat elsősorban szezonális ingadozása szerint változnak. Az évi lefolyás éghajlattal közvetlenül összefüggő részének leválasztására az Y

u

e=b

1X

i+\T

i + b

0 (3) alakú lineáris regressziós kapcsolat alkalmazható, amelyben függő változóként az évi lefolyás, független változóként az évi csapadék és az évi középhőmérséklet szerepel. A regressziós vizsgálatokban többnyire elegendő lehet az éghajlati elemek vízgyűjtő szerint koncentrált értékeivel, azaz területei átlagaival számolni, figyelmen kívül hagyva az éghajlati elemek térbeli osztását, mivel az éghajlati elemek évközi ingadozása jelentősen felülmúlja adott óv éghajlati elemeinek területi ingadozását. Az évi lefolyás éghajlattal összefüggő részének leválasztására szóba jöhetnek az éghajlat-lefolyás nemlineáris kapcsolatai is, hasonlóak ahhoz, amelyet az átlagos évi lefolyás éghajlati összefüggéseinek vizsgálatánál alkalmaztunk (Nova Jcy, 1985). Az évi lefolyás ós az éghajlati jellemzők éves értékei közötti kapcsolat szorossága nem független az óv megválasztásától, továbbá attól sem, hogy az éghajlati jellemzők és a lefolyás számítására külön-külön figyelembe vett évek milyen átfedésben vannak egymással. Jól példázza ezt a Tisza tiszabecsi vízgyűjtőjében a csapadék ós a lefolyás kapcsolatára elvégzett vizsgálat (2. ábra) (Nováky, 1981). További vizsgálatainkban a számítások időegységeként a január elsejével kezdődő naptári évet választottuk. 2. ábra. Az évi csapadék és évi lefolyás közötti korrelációs tényező az év kezdetétől és a lépésköztől függően A belső tehetetlenséget figyelembe vevő A Y

t összetevő leválasztásánál kétféle módon is eljárhatunk : (1) felhasználva azt, hogy a A Y

t az évi lefolyás belső tehetetlenségét (autók őrrel ál tságát) fejezi ki, az éghajlattal közvetlenül meghatározott Y

i

t é leválasztása után visszamaradó Yi— Yi, é különbség idősorra egy, az idősor viselkedésének megfelelő sztochasztikus modell illesztésével; vagy (2) felhasználva azt, hogy a A Yi az éghajlat késleltető hatásait tartalmazza, az Y

{— Y

f, é különbség idősorra egy olyan regressziós kapcsolat illesztésével, amelyben független változóként a megelőző időszakok — évek — éghajlati jellemzői szerepelnek. Az Yi idősorból az Y

u e- és A Y

t összetevők leválasztása akkor történik meg optimálisan, ha a maradék egylépéses hibaidősor (reziduum) gaussi fehér zaj (Gelb, 1974; Mekis és Szöllősi-Nagy, 1985). Az évi lefolyás idősor részletesebb diagnosztizálását a Tarna verpeléti szelvénye 22 éves adatsorán mutatjuk be. A (3) egyenlet szerinti regressziós kapcsolat két független változója, a csapadék és a hőmérséklet közötti korrelációs tényező 0,01, azaz a két folya-