Hidrológiai Közlöny 1994 (74. évfolyam)
2. szám - Deák Antal András: Johann Christoph Müller – Marsigli Duna-térképeinek megrajzolója - Kumánovics György: Talajvízállások előrejelzése
96 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1994. 74. ÉVF. 2. SZÁM Talajvízállások előrejelzése Kumánovics György Középdunántúli Vízügyi Igazgatóság, 8001 Székesfehérvár, Pf. 81. Kivonat: A tanulmányban a Sárvízmellék talajvízviszonyainak elemzése és előrejelzése tárgyú munkánkból az előrejelzési kérdéseket tovább vizsgálva adunk értékelést arról, hogy a sztochasztikus fedőréteg modellel, a folytonos állapotú diszkrét idejű Poisson eloszlás alapján, milyen feltételek teljesülése esetén, milyen eredménnyel jelezhetők előre a várható talajvízállások. Kulcsszavak: Talajvíz, hidrológiai előrejelzés, valószíníségszámítás. 1. A folytonos állapotú diszkrét idejű Poisson eloszlás elve az előrejelzés tükrében Az alkalmazott módszer elméleti alapját dr. Kontúr István (1) munkájában részletesen megtaláljuk. Mi most ennek csak a feltétlen szükséges elemeit ismertetjük. Vizsgálatunk során feltételezzük, hogy az adott helyen és körzetében a kőzetkifejlődés horizontálisan homogén, a talajvíztartó nyilttükrű, továbbá a vízháztartása egyensúlyi (vágy viszonylag egyensúlyi) helyzetű. • Az előbbiekből adódóan elegendő a függőleges változásokat vizsgálni. A sztochasztikus fedőréteg modell alapja az, hogy az egységnyi csapadék talajvízállás növelő hatásának valószínűsége egy állandó tényezőtől eltekintve diszkrét idő esetében f(h). (A „h" a talajvízállás a terep alatt.) Ehhez hasonlóan az egységnyi felszíni párolgás vízállás csökkentő hatásának valószínűsége g(h). Előrejelzésünkhöz a lehetséges változatok közül az adatsorainkhoz igazodóan a folytonos állapotú diszkrét idejű modellt választottuk. A h=0 szinten megjelenő vízrészecske, vagy párolgás esetén antirészecske q valószínűséggel kerülhet a talajvízbe és 1-q valószínűséggel maradhat a fedőrétegben. Ezt a kísérletet N-szer elvégezve a Bernoulli (binominális) elosztást kapjuk. /»£-*)- ( N k) k= 0, 1, 2, ..., N (1) N értékét növeljük a végtelenig, úgy, hogy az N . q szorzat állandó maradjon. Végeredményként a = k=0, 1, 2, ..., N (2) egy paraméterű Poisson eloszlást kapjuk. A paraméterek számítása Ah vAt At' \Ai D h = ~At ahol: Ah a At idő alatt megtett út At a választott időegység (3) T a vízrészecskéknek a felszíntől a vízszintig történő átlagos leérkezési ideje D h a háromfázisú zóna hidraulikus diffuzivitása A számítás menete, feltételezve, hogy a beszivárgás és a párolgás azonosan játszódnak le a A/t, = h M - h t = f y (£,_* - p^ k)m k(h) (5) ahol: n 0 a szabad hézagtérfogat E a párolgás P a csapadék m k a Poisson állandók. 2. Az előrejelzés menete 2.1. Az előrejelzésre alkalmas területek, kutak kiválasztása A tanulmányunkat megelőző vizsgálataink (2,3) során a sárvízmelléki terület talajvízmegfigyeléseit, talajvízjárását részletesen vizsgáltuk. Ezek alapján rögzítjük, de fizikailag is belátható, hogy olyan talajvízkutak és ezek által jellemzett térrész kiválasztása szükséges, ahol — a vízszintváltozások adatsora homogén, vagy megközelítően homogén - a vízállásváltozásokat a természetes tényezők, alapvetően a párolgás és a csapadék határozzák meg. A sárvízmelléki terület 20 talajvízszintmegfigyelő kútjának és 4 csapadék állomásának adatsorát elemeztük. Ennek során grafikus feldolgozást, trend és homogenitás vizsgálatokat végeztünk. Ezek alapján az előrejelzéshez a nagylóki 1242 és a rétszilasi 1240 számú kutakat választottuk ki. Az előbbi két kútnál a csapadékok csökkenő trendjével megközelítően egyező trendű adatsorokat találtunk (3), amelyeknél (1975-1988 évek) csak egy-két hónap esetében adódott némi, kétes értékű (30 %-os konfidencia-szintű) homogenitás. (Az elemzésbe bevont 20 db kútból csak egy kút
