Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

1. szám - Balogh Edina–Bogárdi István–Koncsos László: Árvízi szükségtározók feltöltése optimális ütemezése

46 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2012. 92. ÉVF. 1. SZ. Összehasonlításként az alábbi nem-optimális stratégia hatását vizsgáltuk: az árhullám tetőzésének időpontjától kezdődően maximális kapacitással történő vízkieresztés, a tározó teljes feltöltődéséig (10. ábra). A tározók hatékonysága ezzel a stratégiával drasztikusan csökken: a Hanyi-Tiszasülyi tározó 14 %-os, a Nagykörűi tározó 4 %-os, együttes működtetésük pedig csak 15 %-os kockázatcsökkenést eredményezne (6. táblázat). Megvizsgáltunk egy az optimálishoz közelítő, 5 napos előnyitást és a tározó teljes feltöltődéséig maximális kapacitású vízkivételt megvalósító stratégiát is. A tározók hatékonysága ebben az esetben megközelíti az optimális stratégiával elérhető eredményeket: a Hanyi-Tiszasülyi tározó 27 %-os, a Nagykörűi tározó 14 %-os, együttes működtetésük pedig 42 %-os kockázatcsökkenést eredményez. 6. táblázat: Optimális és nem-optimális tá 10. ábra: A vizsgált nem-optimális stratégia (Hanyi-Tíszasülyi tározó) )zás hatékonyságának összehasonlítása Működtetett tározó(k) Kockázat tározás nélkül Tározás Működtetett tározó(k) Kockázat tározás nélkül optimális stratégiával nem-optimális stratégiával Működtetett tározó(k) Kockázat tározás nélkül Kockázat Tározás hatása Kockázat Tározás hatása Működtetett tározó(k) [millió Ft] [millió Ft] [millió Ft] % [millió Ft] [millió Ft] % Hanyi-Tiszasülyi 691909,5 486765 205144,5 30 595948 95961,5 14 Nagykörűi 691909,5 579442 112467,5 16 661811 30098,5 4 Hanyi-Tiszasülyi + Nagykörűi 691909,5 385986 305923,5 44 587472 104437,5 15 A vízszintalapú célfüggvény (7) alkalmazásával kapott eredmények a Hanyi-Tiszasülyi ill. a Nagykörűi tározóra vonatkozóan a 11., ill. 12. ábrán láthatók. A kockázatalapú optimalizációhoz hasonlóan ezek az eredmények is jelentős, akár 10 napos nyitási időelőny szükségességét mutatják. 11. ábra: Optimális vízkivételi stratégia és a minta árhullám. (Hanyi-Tiszasülyi tározó, vízszintalapú célfüggvény) 12. ábra: Optimális vízkivételi stratégia és a minta árhullám. (Nagykörűi tározó, vízszintalapú célfüggvény) 5. Következtetések A mintaterületi alkalmazásban a két eltérő célfüggvény hasonló eredményre vezetett, mivel a töltésszakaszok védőképesség-eloszlása igen hasonló és az esetleges árvízkárok várható alakulása sem tér el jelentősen a 4 vizsgált szakasz esetén. Altalános esetben a két célfüggvénnyel számított optimalizációs eredmények szükségszerűen eltérőek. Az optimális vízkivételi ütemezés lényege mindkét közép-tiszai tározónál a jelentős, mintegy 10 napos nyitási időelőny az árhullámcsúcshoz képest. A vízkieresztésnek így nagyrészt az árhullám felszálló ágára kell koncentrálódnia. Egy nem-optimális, de a gyakorlatban előforduló vízkieresztési ütemezést (az árhullámcsúcsnál, maximális kapacitással történő nyitás) vizsgálva megállapíthatjuk, hogy a tározók hatékonysága jelentősen kisebb az optimális ütemezés alkalmazásához képest. Míg optimális ütemezés esetén a két tározó együttes működtetésével 44 %-os kockázatcsökkenést érhetünk el, a nem-optimális ütemezés esetén ennek mértéke mindössze 15 %. Mindez felhívja a figyelmet arra, hogy a tározók hatékony működéséhez elengedhetetlen a megfelelő nyitási időelőny biztosítása. A számszerű eredmények a vizsgált hipotetikus árhullám esetén érvényesek. A kidolgozott módszertan alapján töltésezett folyó mentén létesített szükségtározó optimális feltöltési ütemezésének kockázat-alapú meghatározása tetszőleges előrejelzett árhullám esetén az alábbi lépésekben valósítható meg: 1. Az érintett töltésszakaszok védőképesség-eloszlásának meghatározása; 2. Az érintett szakaszok esetleges tönkremeneteléhez tartozó elöntési kárfüggvények meghatározása; 3. A kockázatalapú célfüggvény definiálása a (21)-(23) általános formuláknak megfelelően 4. Az optimalizáció korlátozó feltételének definiálása az (5) formulának megfelelően; 5. Az adott folyószakaszra kalibrált és validált egydimenziós hidrodinamikai modellbe ágyazott optimalizációs algoritmus alkalmazásával az optimalizáció lépései: 6. Az egydimenziós modellel az érkező árhullám vízhozam görbéje, mint felső peremfeltétel függvényében az egyes töltésszakaszok kritikus pontjaihoz tartozó szelvényekben a tetőző vízszint meghatározása a tározó figyelembe vétele nélkül;