Hidrológiai tájékoztató, 2004
DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Balogh Edina: A Tisza-völgy árvízi kockázatainak gazdasági hatásai
1.3. Az elöntés esetén előálló öblözeti károk számítása Egy elöntési esemény következtében egy adott ingatlan, ill. földhasználat által elszenvedett veszteség mértéke függ az elöntés jellemzőitől: az elöntési mélységtől, az elöntés tartósságától, a víz sebességétől, a lerakott hordalék mennyiségétől. Települések esetében az árvíz által okozott kár döntő eleme az elöntési mélység, a mezőgazdasági károk esetében azonban az elsődleges meghatározó az elöntés bekövetkeztének hónapja és az elöntés tartóssága (az elöntési mélységnek ez esetben nincs jelentős hatása a károk mértékére). A települési ill. mezőgazdasági kármutatók kidolgozásának módszere ezért szükségszerűen különböző. Mivel a települési árvízkár mértéke döntően az elöntési mélységtől függ, a települési veszteségek meghatározásának alapját az ún. elöntési mélység-kár görbék képezik. Ezen mélység-kár összefüggések, a városi területekre, különböző épületosztályokra és épületbeli vagyontárgyakra vonatkozó adatok valamint a területhasználati információk ismeretében meghatározhatóak a különböző elöntési mélységekhez tartozó települési károk. Jelen vizsgálat - az elöntési mélységek ismeretének hiányában - átlagos öblözeti károkkal (egy adott öblözetre az egyes mélység-osztályközök feltételezésével meghatározott öblözeti kárértékek átlagával) kalkulál. A mezőgazdasági kár mértéke egy adott terményfajta tekintetében az elöntés tartósságától és előfordulásának hónapjától függ. E tényezők ún. veszteségfüggvényekkel vehetők figyelembe, melyek megadják egy adott növényi kultúra hozam veszteségének %-os értékét az árvíz éven belüli időpontja függvényében, adott elöntési időtartamra (5, 10, ill. 15 napos vízborítás esetére). Az egyes árvízi öblözetek mezőgazdasági veszteségei ezen hektáronkénti kárártékek, valamint az öblözeti mezőgazdasági terület alapján számíthatók. Jelen vizsgálat - a vízborítási időtartamok ismerete hiányában - átlagos öblözeti károkkal (5, 10 ill. 15 napos vízborítás feltételezésével meghatározott öblözeti kárértékek átlagaival) számol. Az elöntés feltételezett időpontja a veszteségek szempontjából mértékadó május hónap. Ha tehát egy adott öblözetben töltésmeghágással járó árvízi katasztrófa történik, akkor az árvízi öblözetben a kár átlagos mértékének megfelelő aktuális kár-érték jelentkezésével számolunk - figyelmen kívül hagyva az átszakadt töltésszakasz hosszúságától, a gátszakadás lokalizálásának idejétől befolyásolt elöntési magasságok, vagy a gátszakadás időpontjának károkat befolyásoló hatását. 1.4. Az alvízi vízszintcsökkentő hatás számítása hidrodinamikai modellel A már említett Saint-Venant modell lehetővé teszi a gátszakadás alvízi szakaszokra gyakorolt vízszintcsökkentő hatásának figyelembevételét. A módszer a következő: A modell segítségével töltésszakadásokat szimulálunk a folyószakasz mentén. Végighaladva a vizsgált folyószakaszon, minden árvízi öblözet kritikus pontján, 40 m hosszúságú töltésszakadást feltételezünk. A töltésszakadás helyén oldal peremként (a bukóképlettel) figyelembe véve az elfolyást számítjuk az alvízi szakaszokon jelentkező vízszint csökkentések mértékét. A számítások nempermanens viszonyok mellett történnek, de csak a maximális vízszintcsökkenés mértékét tároljuk. A számításokat a 2000. év hidrológiai eseményeire végezzük el. Nyilvánvaló, hogy az alvízi vízszint csökkentés mértéke függ a töltésszakadás időpontjában kialakuló vízhozamoktól is, amelyet figyelembe kell vennünk. A gátszakadási helynek és a szakadási időpontban kialakuló vízhozamoknak az együttes hatását mátrixban tárolhatjuk. A AZ mátrix AZ, ; k eleme azt fejezi ki, hogy az i-edik öblözetben, j-edik vízhozamtartományban ((jl)dQ<Q<j dQ) történő árvízi katasztrófa a k-adik öblözet kritikus pontján milyen mértékű árhullám tetőzési vízszint csökkenést okozna. (A vésztározások hatásának figyelembevétele hasonlóképpen történik.) 1.5. A 100 év alatt várható károk számítása MonteCarlo szimulációval A tervezési horizontra (100 év) kiteijedő Monte-Carlo szimulációt szervezünk a fentebb meghatározott vízszint túllépési eloszlások, transzformációs kapcsolatok és a vízszint csökkentési mátrix ismeretében. A Monte-Carlo szimulációban felhasználjuk azt az információt, hogy a 70 éves elemzett mérési időtartamban 116 árhullám átlagos előfordulása várható. Ennek megfelelően a százéves periódust 164 árhullám reprezentálja. A Monte-Carlo szimulációban a tervezési időhorizontig terjedő, egymást követő időlépésekben véletlenszerűen kisorsolunk egy értéket a referencia szelvény (esetünkben: Vásárosnamény) vízszint túllépések eloszlásából, majd a 2. táblázat regressziós együtthatói segítségével számítjuk az öblözetek kritikus szelvényeiben a túllépési magasságokat. A felvíz felől lefelé haladva az egyes öblözetekben ismert gátkorona magasságok alapján eldöntjük, hogy az adott öblözetben történik-e töltésszakadás (azaz a számított vízszint 50 cm-rel meghaladja-e a gátkorona magasságát). A gátszakadások esetén előálló (Saint-Venant egyenletből számított) vízszintcsökkentésekkel ezután lefelé haladva korrigáljuk a túllépési magasságokat, majd meghatározzuk azon öblözeteket, ahol az adott MonteCarlo szimulációban káresemény történik. Végül összegezzük az adott időlépésben kialakuló árhullámhoz tartozó, folyószakaszra eső károkat. Újabb árhullámok generálásával a fenti számítást a tervezési horizontig terjedő minden időlépésre végrehajtjuk, majd meghatározzuk és tároljuk a 100 éves összegzett kárt. A fenti procedúrát mindegyik forgatókönyvre ötezer Monte-Carlo szimulációban megismételjük. 2. Eredmények Az 5000 Monte-Carlo szimuláció a károk empirikus valószínűségi sűrűségfüggvényét eredményezte. A számított károk szempontjából a 2m-es töltéskorona szintemelés eredményezi a legkisebb összegzett értékeket. Az átlagos százéves kár ebben a forgatókönyvben 12,07 milliárd Ft. Némileg nagyobb kockázatra számíthatunk a vésztározók és lm-es töltésemelést feltételező 7
