Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
3. szám - Hajnal Géza–Kovács Ákos: A vízmérleg összetevőinek számítása városi környezetben
49 A vízmérleg összetevőinek számítása városi környezetben Hajnal Géza BME, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111. Budapest. Műegyetem rakpart 3. - hajnal@vit.bme.hu Kovács Ákos BME, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111. Budapest. Műegyetem rakpart 3. - kovacs@vit.bme.hu Kivonat: A budai Várhegy területére korábban kidolgoztunk egy vízmérleg-számítási módszert (Hajnal 2003), amelynek lényege, hogy a beszivárgást nem csak a területre hulló csapadékból, hanem a közmüvek veszteségeiből is számoljuk. A módszert más, üregekkel tagolt magyar városokra is alkalmaztuk (Hajnal et al. 2007). Az urbanizációs hatásokat figyelembe vevő vízmérlegszámításnál azonban nagy eltérést tapasztaltunk az egyes komponensek pontosságánál: míg a csapadék és a vízbetáplálás értékeit napi mérések alapján nyerjük, addig a párolgást és a lefolyást a mérnöki gyakorlatban elfogadott „nagyvonalú" becsléssel határozzuk meg. Korábbi cikkünkben (Hajnal - Kovács 2008) azt vizsgáltuk, hogy utóbbi két paraméter pontosabb számításával, hogyan módosul a vízmérleg a budai Várban, jelen publikációban más területekre is bemutatjuk a számításokat, vízmérleg, párolgás, lefolyás, beszivárgás, közmüveszteség. Kulcsszavak: Bevezetés A klasszikus hidrológiai vízmérleg a csapadék (C), a párolgás (P), a lefolyás (L), a beszivárgás (B) és a tározódás (AK) egyensúlyát tételezi fel, az alábbi egyszerű egyenlettel kifejezve: C=P+L+B±AK (1) Ez az egyenlet alapvetően megfelel például a víz földi körforgásának leírására, vagy földrészekre készített vízmérlegeknél. Ám minél kisebb léptékben vizsgáljuk a folyamatokat - kisebb régiókra, vagy településekre - annál több módosító paramétert kell alkalmaznunk. A mérnöki gyakorlatban a méretezéshez (csatornarendszerek), kárelhárításhoz (pincevizesedések, lejtőmozgások) kívánjuk meghatározni a vízmérleg egy-egy komponensét. A korábbiakban sikerült kimutatnunk, hogy urbanizált területeken alapvetően a közmüvek veszteségei határozzák meg a beszivárgást (Hajnal 2005), az alapegyenlet B tagja sok, egymással részben összefüggő elemtől függ. Egyesített rendszerű vízelvezetés esetén B = B c+ B cs l + B cs 2+ Bw+ (B t a) (2) ahol B c - a csapadékból, B c si - a csatornába jutó csapadékhányadból, B cs 2 - a csatornába jutó szennyvízhányadból, B w - a vízvezetékből, B t a - a táv-hővezetékből származó beszivárgás. (Utóbbi általában elhanyagolható.) C Bcsap /. ábra. A vízmérleg egyszerű vázlata városi környezetben (szerk: Antalóczy D.) Az 1. ábra szemlélteti a közmüvek veszteségeit is. A B c a csapadékból közvetlenül beszivárgó vízmennyiség. B c = C - P - L (3) A B w a vezetéki vízből keletkező beszivárgás, amelynek mennyiségét, ha nem mérik, a betáplálás 10 százalékának szokás felvenni. Az A a területi tényező, mivel az általunk vizsgált vízgyűjtők általában nem egyeznek meg a betáplálási területekkel. (Pécsi vizsgálatainknál nem területarányosan, hanem vezetékhossz arányban határoztuk meg a betáplálás veszteségeit.) B W=AV/10 (4) A B C S) a csapadék, a B cs 2 a szennyvíz eredetű csatorna veszteséget jelenti. B cs l = 0,9L/10 (5) B cs 2=(AV-Bvv)/10 = 0,9 AV/10 (6) A továbbiakban megvizsgáljuk a párolgás és a lefolyás szerepét a vízmérleg meghatározásában. Párolgás Korábbi számításainkban az egyszerű mértezési eljárásoknál használt ökölszabályt alkalmaztuk, és azzal a feltételezéssel éltünk, hogy a párolgás egyharmada a csapadéknak P = 1/3 C (7) Városi területekre nem álltak rendelkezésünkre párolgási adatok, de az országos léptékű feldolgozások és egy-egy konkrét terület vizsgálata (Maucha 1988) nagyságrendi eltérést mutatott. Eszerint a párolgás a csapadék 60-70 %-a, P = 2/3 C (8) vagyis az általunk becsült érték kétszerese. Hosszú ideig a párolgást a kádpárolgási adatokból számították, többféle módszerrel. A kádpárolgás mérésének hibái, illetve az észlelőhálózat sajnálatos leépítése, valamint az adatokhoz való hozzáférés indokolatlanul magas költsége is nehézzé teszi ennek a módszernek az alkalmazását. Számításainkat Morton WREVAP modelljének (Morton 1983) segítségével végeztük el. (A hazai gyakorlatban Szilágyi J. kezdte alkalmazni a Morton-modellt). Ehhez a párolgásbecslési eljáráshoz a következő meteorológiai adatokat használtuk fel: harmatponti hőmérséklet, léghőmérséklet és átlagos napi napfénytartam minden hónapra órában megadva, ezen kívül szükség volt két állandó paraméter megadásához is, így a terület földrajzi szélességére és tengerszint feletti magasságára. Morton bevezetett egy T c* felszín közeli egyensúlyi hőmérsékletet, mely iterálással határozható meg, így a potenciális párolgás Te* hőmérsékleten egy Dalton típusú képlettel számította.a nedves környezeti párolgás szá-
