Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
1. szám - Pregun Csaba: Felszíni vízfolyások digitális hidrológiai modellezésének alkalmazása a vízminősítésben
I'KhGUN CS.: Felszíni vízf olyások digitális hidrológiai modellez ésének alkalmazása a vizminösitésben 13 p - a folyadék sűrűsége [kg/m 1] r) - dinamikai viszkozitás (Pa*s), a gyakorlatban 1 cP (centiPoise) = 1 mPa*s) (Re kn t= 580 nyitott felszínű vízfolyásokra, a gyakorlatban általában 500-as értékkel számolunk. Az összefüggés akkor igaz, ha az értékeket CGS mértékegységekben adjuk meg. SI mértékegységek esetében a kritikus érték 3 nagyságrenddel nő) Jelentősége: Ha Re< Re^,, az áramlás lamináris, ha Re > Re kn t, az áramlás turbulens. Lamináris áramlás: az áramló közegben fellépő súrlódási erők nagyobbak a tehetetlenségi erőknél. Turbulens áramlás: a tehetetlenségi erők nagyobbak a súrlódási erőknél. 4. táblázat: A vízfolyások tipizálása a Froude-szám c hőmérséklet 4. ábra: A dinamikai viszkozitás (mPa*s )és a hőmérséklet (°C) összefüggése a Reynolds-szám alapján (Forrás: Dévai et al. 2003.) Folyástípus Froude-szám (Fr) Aramlás-típus Reynolds-szám (Re) Rohanó Fr> 1. Áramló Fr < 1 erős turbulens Re> 2000 Áramló Fr < 1 gyenge turbulens Re: 580-2000 közötti Áramló Fr < 1 lamináris Re: < 580 2.4. A vízminősítés A Berettyó folyó bal partján (66.172 fkm) létesített automatikus vízminőség-mérő monitorállomás a Tiszántúli Környezetvédelmi, Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség tulajdonában és kezelésében üzemel. Adatait referenciaként használtam fel az általam végzett mérések kiértékelésében (MSZ 12749:1993). A mért vízminőségi jellemzők: A hőmérséklet, pH (hídrogén-ion aktivitás), vezetőképesség, oldott oxigéntartalom, zavarosság, TOC (összes szerves széntartalom), az ammónia, zöldalga, kékalga, kovaalga, barázdás-moszat és klorofíll-a tartalom, valamint a toxicitás. 2.5. Az adatok kiértékelése A nagyszámú, egymással sztochasztikusan erősen összefüggő hidrológiai változó közül azokat választottam ki, amelyek leginkább szerepet játszhatnak az adott vízfolyás hidroökológiai jellegének kialakításában. Ezek a változók redundáns információkat hordoznak, és szükségünk van rájuk a különböző hidrológiai számítások során. Ezért szükséges, hogy ezt a sokváltozós adatállományt egymással korrelálatlan, az analízis kezdetén még ismeretlen, kisszámú faktorváltozó (főkomponens) lineáris kombinációjával jellemezzük, amelyek megmagyarázzák az eredeti változók szórásának túlnyomó részét. A faktor- (főkomponens) analízist az SPSS 12.0 statisztikai programmal végeztem el. Az analízis során a következő kérdésekre kerestem a választ: - Hogyan csökkenthető a hidrológiai és vízminőségi állapotot magyarázó faktorok száma számottevő információveszteség nélkül? - Hogyan fejezik ki a kapott, immár korrelálatlan faktorok (főkomponensek) az eredeti változók által reprezentált hidrológiai és környezeti állapotot? - A faktorok milyen összefüggésben állnak az eredeti változókkal? - Hogyan rendezik csoportokba a faktorok a hidrológiai és vízminőségi állapotjelzőket? - Hogyan lehet ezek alapján a változóinkat csoportosítani? - Az egyes faktorok a vízfolyás milyen attribútumaiként azonosíthatóak? 3. Eredmények és értékelésük 3.1. A hidrológiai-hidraulikai elemzések eredményei A Berettyó a VKI II. melléklete alapján síkvidéki, meszes hidrogeokémiai jellegű, közepes-finom mederanyagú, közepes vízgyüjtőjü (100-1000 km 2) kis folyó (18. típus). A folyószabályozások miatt erősen szabályozott felszíni víztérnek minősül. A kémhatása állandóan az enyhén lúgos tartományban marad, toxicitása sem éri el a jelentős mértéket. A Berettyó vízjárása ingadozó és szélsőséges. Az országhatárnál a legkisebb vízhozam 1.53 ill. 3.16 m 3/s volt a 2002-2003. ill. 2004-2005 hidrológiai évben, a legnagyobb vízhozam 42.20 ill. 80.15 nrVs, a közepes vízhozam 7.32 ill. 12.27 m 3/s volt. A középső szakaszon a legkisebb vízhozam 1.66 ill. 3.16 m 3/s, a legnagyobb 50.10 ill. 73.98 m 3/s, az átlagos vízhozam 8.81 ill. 18.61 m 3/s volt. Az alsó szakaszon a legkisebb vízhozam 4.22 ill. 6.59 m 3/s, a legnagyobb vízhozam 100.50 ill. 96.00 m 3/s, a közepes vízhozam 15.14 ill. 25.23 m 3/s volt. A legkisebb és legnagyobb vízhozamok közötti különbség tehát 20 - 25-szörös is lehet (5-8. táblázat). 11.1. 12.21. 2.0. 3.31. fl. 20. 7. O. 8 28. 10.17 5. ábra: A Berettyó Pocsajnál mért vízhozam-idősorai a 2002-2003-as hidrológiai évben (nov. 1 - okt. 31.) Az éves vízhozam-idősorokból (5-6. ábra) látszik, hogy a kialakuló, egymást követő árhullámok szélsőségesek, és viszonylag rövid ideig tartanak.
