Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 2. szám
27 A síkvidéki hidrológia és a belvíz vizsgálata folyamatalapú modellezéssel: kihívások és lehetőségek Kozma Zsolt Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék 1111 Budapest, Műegyetem rkp, 3. (kozma.zsolt@epito.bme.hu) Kivonat A síkvidéki vízgyűjtőkön végbemenő hidrológiai folyamatok, így a belvíz számszerűsítése a mérési, térinformatikai és szimulációs eszköztár fejlődése ellenére a mai napig kihívást jelent. A dolgozatban szakirodalmi áttekintést nyújtok a jelenség soktényezős hidrológiai leírásáról, az adatellátottság helyzetéről és az elérhető matematikai modellekről. A folyamatalapú szimulációs eljárásokkal kapcsolatban kitérek a szóba jövő modellek korlátáira, a modellépítés és a kalibráció nehézségeire, külföldi tapasztalatokra. Hazai alkalmazási példákkal szemléltetem, hogy az elemzések célja (például az elöntést, a lefolyást, a talajvízszinteket, vagy egyidejűleg mindkettőt akarjuk-e leírni), illetve tér- és időléptéke hogyan befolyásolja az eredmények alakulását. A Szamos-Kraszna Közi belvízvédelmi rendszer példáján keresztül összevetem a különböző módszerekkel (terepi szemrevételezéssel, szintézistérképezéssel, hidrológiai modellezéssel) készült veszélyeztetettségi térképeket. Végül a belvíz kár- és kockázat szempontú megítélésével kapcsolatban röviden kitérek az ökoszisztéma szolgáltatások jelentőségére. Kulcsszavak Belvíz, hidrológiai modellezés, kalibráció, elöntés és veszélyeztetettségi térkép, Szamos-Kraszna Köz, ökoszisztéma szolgáltatások Process based modelling of lowland hydrology and excess water: challenges and opportunities Abstract Despite the recent development of observational, GIS and simulation tools, the quantitative description of lowland catchments and the phenomenon of excess water is still a challenging task. This paper provides a literature overview about the hydrological description of excess water, the relevant mathematical models and data availability. The advantages and limitations of some process-based simulation algorithms is discussed as well as the general experience and most important difficulties of practical model building and calibration. I refer to pilot applications from the Hungarian Great Plain to illustrate the significance of research goals, choice of methods and spatio-temporal scales as these have a great influence on the expected results. Excess water hazard maps are compared for the Szamos-Kraszna Interfluve in order to give an overview about the different available mapping methods (field survey, regression kriging, hydrologic modelling). Finally, the importance of ecosystem services is briefly discussed: the quantification and mapping of different provisioning and regulating services can foster the reduction of losses and risks caused by water shortage and surplus. Keywords Excess water, hydrologic modelling, calibration, inundation and hazard maps, Szamos-Kraszna Interfluve, ecosystem services BEVEZETÉS A hazai síkvidéki vízgyűjtők különleges szélsősége a belvíz. Jelentőségét visszatérő terepi tapasztalatok, számos adat és tanulmány igazolja (Pálfai 2004, Bíró 2016), okait, hatásmechanizmusát, befolyásoló tényezőit és bekövetkezésének valószínűségét a hazai szakirodalom részletesen tárgyalja, kiforrott módon térképezi (Rakonczai és társai 2011, Szatmári és van Leeuwen 2013, Pásztor és társai 2015). A szélsőség sokrétű környezeti és gazdasági következményei szintén jól ismertek, ugyanakkor azok precíz számszerűsítése a korlátos adatellátottság miatt a mai napig kihívást jelent (Pinke és társai 2018). Ez különösen igaz a károk - ideértve a mezőgazdasági és infrastrukturális károk mellett a védekezés állandó és eseti költségeit is - statisztikai jellemzésére és az erre alapuló kockázattérképezésre. A helyzetet a kárszámítás terén tovább árnyalja a belvíz kapcsolódása az aszályhoz. A térben és időben gyakran átfedő két hidrológiai szélsőség, a "sok víz-kevés víz" problémakör összehangolt kezelése hosszú ideje a hazai területi vízgazdálkodás egyik megoldandó feladata. Ezen a téren a műszaki-technológiai fejlődés mellett a Víz Keretirányelv (EU VKI) által elvárt, és az Országos Vízgyűjtő-gazdálkodási Tervben (OVF 2015) előírt preventív, integrált szemlélet gyakorlatba ültetése jelenthet elmozdulást (vízvisszatartás, nem kizárólag vízügyi megoldások, ágazati kapcsolódások stb.). A belvíz értelmezésében alapvető személetváltást eredményezhet a különféle ökoszisztéma szolgáltatások (ÖSz) figyelembevétele (Kovács és társai 2011, Szöllősi-Nagy 2018). A síkvidéki vízgyűjtők hidrológiai modellezése a gyakorlati területi vízgazdálkodás és az elméleti megközelítésű határterületi kutatások számára is értékes információkkal szolgálhat. A dolgozatban az idevágó hazai és nemzetközi irodalom mellett a Szamos-Kraszna Közre végzett elemzéseink néhány eredményét, tanulságát mutatom be. MÓDSZERTANI ÁTTEKINTÉS Javuló technikai háttér A belvíz hidrológiai és kockázatalapú vizsgálata az elmúlt időszakban jelentős módszertani előrelépésen ment keresztül. Ennek hátterében négy kulcsfontosságú terület fejlődése áll: (1) automata hidrometeorológiai monitoring, (2) távérzékelés, (3) térinformatikai megoldások és adatbázisok, valamint (4) hidrológiai folyamatok matematikai szimulációjának technikai háttere. Az (l)-(3) területek eredményeiről általánosságban a következőket érdemes kiemelni: a monitoring hálózat fejlesztése a különböző módszertannal elvégzett regressziós és vízmérleg számításokhoz, továbbá az előrejelzéshez szolgáltat folyamatosan javuló tér- és időbeli részletességű alapadatokat (Fiala és
