Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
3. szám - Fekete Zsófia: A székesfehérvári Sós-tó rekonstrukciót megelőző üledék-szennyezettségi vizsgálata
^EKCTj^^^sagadéMefol^j^ 19 Az egységárhullám számításának három leggyakrabban használt módszere a következő: az itt alkalmazott klasszikus eljárás, az S-görbe módszer és a momentumok módszere. A klasszikus módszerrel az alkalmazott Dt idejű, az S-görbe módszerrel tetszőleges időtartamú, a momentumok módszerével pedig pillanatnyi egység-árhullámok állíthatók elő. Az árhullámképek szeparálása: Az idősorokból készített grafikonokon először az árhullámképek szeparálását kellett elvégezni. Ennek lényege egy adott árhullámban a felszíni, közel felszíni, illetve felszín alatti hozzáfolyások elhatárolása. Jelen esetben az árhullámokat két részre bontottam, a közel felszíni hozzáfolyást nem különítettem el, ez benne foglaltatik a felszín alatti hozzáfolyásban. Az árhullám szeparálásának módja több tényezőtől függ, de elsősorban a talaj vízáteresztő képessége befolyásolja. Mivel a vizsgált vízgyűjtőn közepesen vízáteresztő talajok vannak, az árhullám szeparálását a következő módszerrel végeztem: az árhullám jellegzetes pontjai közül azt a kettőt kötöttem össze, melyek az árhullám kezdetét (B), illetve a felszínközeli lefolyás végét (G) jelölik. Az árhullámkép többi jellegzetes pontjai az alábbiak: az árhullámot kiváltó csapadék kezdete (A), az áradó ág inflexiós pontja (C), az árhullám csúcsa (D), az apadó ág inflexiós pontja (E) és a közvetlen felszíni lefolyás vége (F). 14. ábra Az árhullám kezdetét általában könnyű megtalálni, mert a vízhozam ettől a ponttól kezdve növekedik meredeken. Ezzel szemben a felszín-közeli lefolyás végét jelző pont kijelölése sok esetben bizonytalan. Néhány esetben ez egy jól kivehető töréspont az árhullám apadó ágában, de van, mikor nincs ilyen jellegzetes helye. Az árhullámok szeparálásánál figyelembe vettem az adott árhullám egyedi sajátosságait, például - ahol arra szükség volt - a megelőző csapadékokból és árhullámokból származó hozzáfolyásokat. A lefolyásképzö csapadék meghatározása: Az árhullámok felszíni lefolyási hányadának meghatározása után számítható a lefolyásképző, vagy hatékony csapadék, illetve a lefolyási hányad. A lefolyásra kerülő vízréteg-vastagság úgy számítható, ha a szeparált árhullámból kiszámolt lefolyt térfogatot elosztjuk a vízgyűjtő terület nagyságával. A lefolyásképző csapadék meghatározását a F-index módszerrel végeztem. Ennek lényege, hogy a csapadék idősor ábráját kettéosztom egy olyan vonallal, amely felett a megmaradó rész megegyezik a már kiszámolt lefolyásra kerülő vízréteg-vastagsággal. így meghatározható a lefolyás-képző csapadék az egyes időintervallumokra. Az egységárliullám-képek előállítása: Az egységárhullám-képck számításánál a klasszikus, azaz a göngyölítéses módszert alkalmaztam. A módszer lényege a linearitás és a szuperpozíció elvének érvényessége, hiszen így a csapadék részekre bontható, és az ebből keletkező árhullámok összegezhetők. A számításokhoz szükség van az előzőleg már előállított összetartozó lefolyás-képző csapadékintenzitás i(t) és felszíni lefolyás Q(t) idősorra, melyeket azonos Dt időegységekként adunk meg. Ezt az időegységet jelen esetben, tekintetbe véve a vízgyűjtő méretét és az árhullámok időtartamát, hat órának vettem fel. Az i,, i 2, ... intenzitások Dt ideig tartanak, így ezek négyszög-impulzusként kezelhetők. Ha az i,*Dt, mm dimenziójú hatékony csapadékot h rgycl, az u(t,Dt) egységárhullámkép ordinátáit pedig u,, u 2, ... stb.-vel jelöjük, az alábbi egyenletrendszer írható fel: Qi =u 1*h l Q 2 = u|*h 2 + u 2*h, Q3 = U|*h 3 + u 2*h 2 + u 3*h : stb. Ezen egyenletrendszerből az egységárhullám-kép ordinátái számíthatók. A klasszikus, azaz a göngyölítéses módszer alkalmazása során előfordulhat, hogy a csapadék-intenzitás idősor változékony, és azt a lefolyás nem követi, így az egységárhullám-kép irreális, vagy akár negatív értékeket vesz fel. A módszer akkor ad normális eredményt, ha az első csapadékintenzitás érték (h,) jóval nagyobb a többinél. A tanulmányban használt adatsoroknál ezt a problémát úgy küszöböltem ki, hogy bizonyos esetekben néhány csapadék-intenzitás értéket összevontam. A több csúcsos árhullám-képeket szétválasztottam, és külön dolgoztam fel. Az egységárhullámok számítását táblázatos formában végeztem. A felszíni lefolyás és az egységárhullám oszlopok alatti összegzések egyfajta ellenőrzésre adnak lehetőséget. Az egységárhullám ordináták összegét [m 3/s] az alkalmazott időintervallummal [s] megszorozva az 1 [mm] * A [km 2] térfogatot kapjuk. Az egységárhullám-kép számítás mátrixos módszere: Több csúcsos árhullámoknál az egységárhullám-kép göngyölítéses módszerrel való származtatása sokkal több bizonytalanságot tartalmaz, mint egy csúcsos árhullámok esetében. A közvetlen lefolyás idősor hibáinak minimalizálására pl. a legkisebb négyzetek módszere alkalmazható. Az egyenletrendszer mátrixos formája a következő: 0 hi hi hu hu -1 0 hu 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 1-2 . . /II 0 0 0 w - l . . A: A. 0 0 0 . 0 0 A« hu -1 0 . 0 0 0 hu Ut L/2 Ui MvQ< Q* Q> Q« q m. 1 Q"
