Hidrológiai tájékoztató, 2012

DIPLOMAMUNKA PÁLYÁZATOK - Kiss Melinda: Hidrológiai modell paraméter-kalibrálásához szükséges adatmennyiség meghatározása a mérési idősorok információ-tartalma alapján

mennyire általános érvényűek. Ehhez egy egyszerű, koncentráltparaméterű csapadék-lefolyás modellt, a HYMOD-ot alkalmaztam. Négy különböző éghajlati adottságú vízgyűjtő területet vizsgáltam. A kalibrálást az 1950-59 évek alapján végeztem. Mivel az idősoroknak ez az első 10 éves intervalluma játszott szerepet a modellparaméterek megválasztásában, így az első 10 év alatt előforduló szokatlan események számának és az összes szokatlan esemény számának hányadosával képzett arányszám megadja a választott modellparaméterek alkalmazhatóságát más időszakokban vagy más vízgyűjtőn. Minél nagyobb ez a 0 és 1 közötti arányszám, annál jobbnak feltételezzük a modellparaméterek átvihetőségét. Az arányszám, amit a Halmozott határgörbe segítségével határoztam meg, a négy vízgyűjtő esetében rendre 0,549; 0,467; 0,519 és 0,571 volt, tehát az 1. és 4. vízgyűjtő esetében jobb paraméterátvihetőséget és így jobb modelleredményeket vártunk. Az 1. táblázat a modell jóságát szemlélteti az 1950-59 közötti kalibrációs és az ezt követő négy validációs időszakban. A modell jóságát a Nash-Sutcliffe tényezővel jellemeztem. Ez a számított és észlelt vízhozam-idősor közötti eltérést számszerűsíti. Minél közelebb van a tényező az egyhez, annál pontosabb a modelleredmény. A várakozásnak megfelelően az 1. és 4. vízgyűjtő esetén a Nash-Sutcliffe tényező kismértékben nagyobb a validációs időszakokban, mint a másik két vízgyűjtőnél, ami a modellparaméterek jobb átvihetőségét bizonyítja. 1. táblázat: Modelleredmények (NS tényező) Kalibráció Validáció 195059 196069 197079 198089 199099 Vgyi 0.6943 0.6124 0.6785 0.7139 0.7286 Vgy2 0.6538 0.5533 0.7138 0.7421 0.7046 Vgy3 0.6755 0.6116 0.7110 0.7334 0.7848 Vgy4 0.6681 0.6452 0.7610 0.8234 0.7697 További cél volt az azonos mérőhelyen észlelt csapadék* és vízhozam-idősorok információtartalmának összehasonlítása. Az eredmények a két hidrológiai jellemző között egyértelmű kapcsolatot mutatnak, tehát egy, a csapadékadatokban észlelhető szokatlan esemény felfedezhető a mért vízhozam idősorokban is. Ez a kapcsolat segítheti a csapadék-lefolyás modellezés hatékonyságát a kevés mérőponttal rendelkező területeken, mivel a szokatlan csapadékesemények ismeretében meg lehet becsülni a vízhozam-mérési idősor szükséges hoszszát ahhoz, hogy megfelelően pontos modelleredményt kapjunk. Összefoglalás Munkámban a hidrológiai modellek paraméterkalibrálásához szükséges mérési idősorok információtartamát vizsgáltam. Az eredmények alapján elmondható, hogy mérési idősorok hidrológiai változékonysága területfüggő, ugyanis a Halmozott határgörbék alakja és a szokatlan események összege területi különbségeket mutatott. Azokban az esetekben, amikor a szokatlan események száma egy adott idő után hirtelen lecsökkent és a görbe ellaposodott, elmondható, hogy ezen időpont után az idősor további információtartama elhanyagolható. Tehát ha a hidrológiai modell kalibrálásánál az idősor információban szegény utolsó részét már nem vesszük figyelembe, közel azonos modelleredményt kaphatunk, mint a teljes adatsor felhasználásával. Egy koncentráltparaméterő csapadék-lefolyás modell, a HYMOD alkalmazásával bemutatásra került, hogy hogyan függnek a modelleredmények a paraméterkalibrálásra használt mérési idősorok hidrológiai változékonyságától. Az eredmények alapján a Halmozott határgörbéből számítható arányszámból egyértelműen következtetni lehet a modell paraméterek átvihetőségére és ennek következményeként a modelleredmények jóságára. Következtetésként elmondható, hogy a modelleredmények kiemelkedőek jók azokon a területeken, ahol a mért adatsorok a kalibráláshoz figyelembe vett időszakot követően már nem sok további hidrológiai információt tartalmaznak. Köszönetnyilvánítás Köszönetemet szeretném kifejezni konzulenseimnek dr. Bárdossy Andrásnak és dr. Józsa Jánosnak a diplomadolgozat elkészítésében nyújtott segítségükért. IRODALOM Singh S. K.

, Robust parameter estimation of hydrological model in gauged and ungauged basin, 2010, PhD thesis, Heft-198, University of Stullgart

, Germany. Tukey, J., 1975. Mathematics and picturing data. 1975 International 17 Congress of Mathematics. Vol. 2. pp. 523-531. 25