Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 2. szám
Kozma Zsolt: A síkvidéki hidrológia és a belvíz vizsgálata folyamatalapú modellezéssel: kihívások és lehetőségek 31 hasznosítsa ezt az egyre inkább hozzáférhető információt. Végül fontos fejleményt jelent a veszélyeztetettséggel kapcsolatban a Földmérési, Távérzékelési és Földhivatali Főosztály (volt FÖMI) munkatársai által szerkesztett, interneten is elérhető térkép (URL3). Ez a 1998-2016 közti időszak űrfelvételeiből levezetett relatív belvízgyakoriságot adja meg országos lefedettséggel, 10 m-es felbontásban. A veszélyeztetettségi térkép egyetlen hidrológiai szempontú hátrányát az jelenti, hogy csak a agrártámogatásra jogosult területekre ad információt. Célhoz igazodó modellépítés Alapvetés, hogy a modellépítés teljes folyamatát a felhasználás céljához kell igazítani. Ez a belviz vizsgálatakor is érvényes, amit a hazai IHM alkalmazási példák is alátámasztanak. Az elemzések célja lehet egy-egy részfolyamat - pl. csak az elöntés, csak a lefolyás, csak a talajvíz változásának - leírása vagy az összetett jelenség átfogó elemzése is. A Szegedi Tudományegyetem (SzTE) kutatói egy 290 km2-es dél-alföldi vízgyűjtő példáján érzékenységvizsgálattal elemezték a kapcsolt MIKE SHE/MIKE 11 modell alkalmazhatóságát lefolyás-becslésre (Právetz és társai 2015). A Fehértó-Majsai főcsatorna tíz éves mért és számított lefolyó vízhozamainak összevetése alapján a modelleredményeket havi (R2 = 0.50) és éves (R2 = 0.94) öszszegzésben vízgazdálkodási szempontból elfogadhatónak ítélték. Ugyanakkor ennél részletesebb időbeli léptéken már jelentős hibáról számolnak be. Ez különösen a 2006- os és 2010-es belvizes években jelentkezett, amit részben azzal magyaráztak, hogy adathiány miatt a belvíz elvezetés hatását nem lehetett beépíteni a modellbe. Mivel nem volt célja az elemzésnek, az elöntött területek vagy a felszín alatti viszonyok becslésére a szerzők nem tértek ki. Egy következő tanulmányban a SzTE és a Pécsi Egyetem munkatársai kifejezetten azt vizsgálták, hogy az űrfelvételekkel meghatározott elöntések tér- és időbeli változásai mennyire adhatók vissza MIKE SHE modellel (van Leeuwen és társai 2016). Ehhez egy 39 km2-es dél-alföldi területen egy 1 hónapos belvízhullám lefutását elemezték 25 méteres felbontású műholdképek és modellbeli cellaméret mellett. Az elöntés térképek kiértékelését térinformatikai pontosságvizsgálattal végezték (Congalton 1991) A modellel 75% fölötti teljes pontosságot/egyezést sikerült elérniük. A tanulmány megállapítja, hogy a modellszámítások érzékenyek a talajtulajdonságokra, emellett a csatornahálózat hatása is számottevő. Ugyanakkor adatok hiányában sem talajvízre, sem a csatornák vízhozamára nem végeztek ellenőrzést. A Kiskunsági Nemzeti Park megbízásából a VITUKI Hungary Kft. Kunpeszér térségében szintén a MIKE SHE- vel vizsgálta azt, hogy a helyi belvízelvezető csatornák vízvisszatartás miatti elzárása hogyan hat a térség talajvíz viszonyaira és az elöntések kialakulására (VITUKI 2017). A 13 km2-es vízgyűjtőn egyaránt találhatóak védett természeti értékek és művelt földek is. A területre felépített 25 méter felbontású modellt egy talajvíz monitoring kút mért idősorára kalibrálták-validálták (4-4 hónapra). Ezek után több vízrendezési és meteorológiai helyzetre (eltérő meghaladási valószínűségű éves csapadékösszegekkel jellemzett évekre) elvégzett egy év időtartamú szimulációk alapján határozták meg az összesen 6,5 km-nyi lecsapoló csatornahálózat hatásterületét. A közölt eredmények idősorosán, térképek, különbségtérképek formájában szemléltetik a hidrológiai viszonyok tér- és időbeli változását, valamint a forgatókönyvek közti eltéréseket. A mintegy 500 km2-es Szamos-Kraszna Közi belvízvédelmi rendszerre elvégzett saját elemzéseinknek alapvetően két fő célja volt: (1) a mintaterület veszélyeztetettségi és kockázattérképeinek elkészítése, és (2) területhasználati-vízkormányzási-éghajlati forgatókönyvek hidrológiai és kockázatalapú elemzése. A kettős célkitűzés feltételezte, hogy a WR-IHM-lel levégzett szimulációk a belvíz hidrológiájának összes fontos elemét kielégítő pontossággal és több évtizedes időléptéken képesek legyenek leírni. Ezért a mintaterületre kidolgozott modell kalibrációját öt mérési adatcsoport segítségével végeztük el. Ezek: (i) a Szamos és a Kraszna mért vízállásai (R2: 1999- 2000 évekre 0,98, ill. 0,96), (ii) a szivattyúzott vízmennyiség (R2: 1999, 2000 és 2010 belvizes évekre összegezve 0,72), (iii) a mintaterületen található 5 talajvízkút észlelései (R2: 1993-2000 évekre 0,7 és 0,92 között), (iv) a Vámosorosziban található párolgásmérő kád 2000-re vonatkozó mért evaporációja (R2: 0,82), (v) a műholdfelvételek alapján becsült vízborítás összegzett területe és térbeli eloszlása. Ezek közült a dolgozatban részletesen csak az utolsó pontra térek ki. A többi mérési részfolyamat esetén a több évet lefedő kalibráció szintén kielégítőnek tekinthető - zárójelben az egyes adatcsoportokra vonatkozó mért és számított idősorok közti meghatározottsági együttható (R2) értékek vannak feltüntetve. Ezek az eredmények alátámasztják a integrált modell alkalmasságát veszélytérképezésre, alternatíva elemzésre (Kozma és társai 2013). Elöntés és veszélytérképek értékelése A 2. ábra és 3. ábra egy 1999-es és egy 2000-es belvizes időszak távérzékelt (FÖMI 2010) és szimulált elöntéseit mutatja be. A számított eredmények alapvetően jól visszaadják a mért térképek mintázatát, térbeli sajátosságait (foltok mérete, területi elhelyezkedése stb.), de alaposabb összevetéssel számos helyen eltérés adódik. Ugyanakkor pontos, cellaalapú egybeesés az észlelés és a modell között nem is volt várható, hiszen a mért adatokat és a számítás pontosságát is több bizonytalanság terheli. A mért és számított térbeli eloszlások számszerű öszszehasonlítására több térinformatikai megoldás is adódik. A legkézenfekvőbb, egyben „legszigorúbb” a cellánkénti összevetés (a cellaméretet az észlelés felbontása szabja meg, jelen esetben 20 m). Cellaszintű értékelés során a mért és számított vízborítások szempontjából összesen négy eset lehetséges: kétfajta egyezés (mindkét módszer szerint van/nincs elöntés) és kétfajta eltérés (egyik módszer szerint van elöntés, másik módszer szerint nincs). A kétfajta egyezés összegzett részaránya megfelel a fentebb
