Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
1. szám - Bárdossy András–Molnár Zoltán: Felszín alatti víz észlelőhálózat optimalizálásának módszere
58 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2004. 84. ÉVF. 1. SZ. h(x,y,t t) - mért talajvízszint \ kútban, t, időpontban, h (x, y, t t ) - számított talajvízszint a kihagyandó kútnál, aj - a regresszió paramétere. A szelvény-optimalizálás célfüggvénye: N M 'min (9) N: a szelvényből kihagyott kutak száma, m: a különböző időpontok száma. 3.4. Az észlelőhálózat komplex optimalizálása A 3.1. és a 3.2. pontban leírt különböző célú (hálózat csökkentés és/vagy növelés) optimalizálási eljárásokat egy célfüggvénybe összevonjuk. Az észlelőhálózat méretét (mérési pontok darabszámát) befolyásoló tényezőket súlyozva vesszük figyelembe. A végső optimalizált hálózat elhelyezkedését így határozzuk meg. 3.5. Az optimális darabszámú és elrendezésű hálózat számításhoz használt matematikai eljárás A cél tehát egy olyan H (a mérőhálózatból kihagyható kutak halmaza) keresése, ahol L (az adatveszteség) lehetőleg kicsi. Az összes lehetséges kombinációt itt nem lehet végigpróbálni, mert ezek száma 2" ami reális mérőhálózat (n > 30) esetén már túl nagy szám. Ennek érdekében optimalizációs algoritmust kell alkalmazni. A feladatot a „simmulated annealing" algoritmussal oldottuk meg (Aarts E., KorstJ. (1989)). Az algoritmus a következő lépésekből áll: 1. Választunk egy k-t. 2. Egy úgynevezett T „hőmérsékletet" választunk 3. Véletlenszerűen elhagyunk k pontot a hálózatból - ezek alkotják a H halmazt 4. Kiszámoljuk a H-hoz tartozó CF H értéket 5. Véletlenszerűen választunk egy indexpárt /'/ -et a H halmazból, és i 2 -t a H halmaz komplementeréből. Létrehozunk egy uj H' halmazt, amely H halmaz elemeiből és ó —bői áll, de », -et nem tartalmazza. (Kicserélünk egy kutat a kihagyottak közül. Beveszünk a hálózatba, cserébe kihagyunk egy másikat.) 6. Kiszámoljuk a H'-hoz tartozó CF H- értéket 7. Amennyiben CF H > CF H, akkor az új H halmaz a H' Amennyiben nem, úgy kiszámoljuk a P = (ío) valószínűséget. Húzunk egy véletlen számot (R).P > R esetén az új H halmaz a H' lesz, különben nem változtatjuk meg //halmazt. 8. Megismételjük a 6.-8. lépéseket JV szer. 9. Csökkentjük a T „hőmérsékletet" és megismételjük az 5.-9. lépéseket, mindaddig amíg a cserék száma 0.5% alá nem csökken Az algoritmust különböző k értékek esetén alkalmazzuk. 4. Az optimalizálás módszerének bemutatása gyakorlati példával A bemutatott módszer alkalmazására példaként az 1. ábrán jelölt területre, a Rábavölgy síkvidéki területein és a Hanság déli részén (a Hansági-főcsatornától délre eső területe) lévő talajvízszint (és rétegvíz) észlelő kutak térbeni optimalizációját mutatjuk be (továbbiakban Rába-völgy). 1. ábra: A vizsgált terület 4.1. A vizsgált terület hidrológiai adatainak gyűjtése és feldolgozása A kijelölt területre vonatkozó, a VIZ1G és a VITUKI adattárában hozzáférhető hidrológiai adatok gyűjtése során 42 működő talajvízszint (és rétegvíz) észlelő kút adatát szereztük be. A 2. ábrán feltüntettük a különböző céllal telepített talajvízszint észlelő kutak elhelyezkedését, valamint az egyenletes pontosságú talajvíz felszín megszerkesztéséhez még esetleg telepítendő (javasolt) kutak elhelyezkedését. Részletesen: - Meglévő törzshálózati talajvízszint és - Üzemi talajvízszint észlelő kutak, - Távlati vízbázisok vízminőség észlelő kútjai, - Javasolt új kúthelyek. - Vízminőség észt. kuUk • - Falvstt új észlelőkutak 2. ábra: A vizsgált terület talajvízszín észlelő kutjai 4,2. A vizsgált terület geológiai adatainak gyűjtése és feldolgozása A kijelölt területre vonatkozó, a VÍZIG, VITUKI és MÁFI adattárában hozzáférhető geológiai adatokat beszereztük. A vizsgált terület gyakorlatilag a Belső-Kisalföld területének déli része, melyet változó vastagságú negyedkori szemcsés hordalékanyag tölt fel. Ez az anyag egységes víztest kialakulását eredményezi, melyben élénk vízmozgás válik lehetővé. Az egységes víztest térben és időben összefüggő vízszint kialakulását segíti elő. Az egy ponton észlelt vízszint aránylag nagy terület jellemzését teszi lehetővé. A vizsgált terület negyedkori medencéjének feltöltődése során a jó vízvezető homokos, kavicsos rétegeket kevésbé jó vízvezető agyagos, iszapos rétegek szakítják meg. Az így elválasztott jó vízvezető rétegek vízjárása egymástól eltérhet. Ezért a meglévő észlelöhálózat bővítése során törekedni kellene, az ún. többcsöves, egy adott pontban több réteg nyomásszintjét mérő kútcsoportok telepítésére. \> v .Sopron VizsEÍlt terüld
