A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIX. Országos Vándorgyűlése (Nyíregyháza, 2022. július 6-8.)
5. szekció - Hidrológia, hidrogeológia, hidraulika, numerikus modellezés - 7. Fekete Árpád - Keve Gábor (NKE): A villámárvíz kockázatának becslése sztochasztikus modellel
folyó esetén mekkora vízhozam értékeket eredményez kategóriánként. Mivel a viNámárvizek keletkezésében a csapadék játssza a döntő szerepet, ezért indokolt inkább a P(nedves) átmenet-valószínűségi mátrixot és invariáns eloszlását számolni egy adott vízfolyás esetében. A számítás megerősítette, hogy dombvidéki folyó esetén nedves peremfeltétel mellett igen nagy a valószínűsége, hogy a vízhozam magas értéket érjen el, ezáltal megnőjön a villámárvíz kockázata. ÖSSZEFOGLALÁS, KÖVETKEZTETÉSEK Magyar nyelvű szakirodalomban még nem szerepelt adott folyó árvíz (vagy villámárvíz) kockázatának elemzése kétváltozós Markov-láncokkal. Kutatásunkban egy magyarországi esettanulmány (Bükkösdi-víz) kapcsán alkalmaztuk e módszert. Választásunk egyrészt azért esett erre a vízfolyásra, mert a vízgyűjtő területén az egyre inkább szélsőségesebbé váló időjárás következményeként gyakran fordult elő (legutóbb 1999, 2005, 2010, 2014, 2015, 2016 években) rövid ideig tartó, heves eső. Ezek a szélsőséges meteorológiai események villámárvizet okoztak. Az előre nehezen megjósolható, gyors lefolyású árvizek jelentős helyi vízkárokat okoztak a vízgyűjtő lakott, illetve mezőgazdasági művelésű területein egyaránt. Másrészt erre a vízfolyásra rendelkezésre álltak egyidejűleg a csapadék és a vízhozam adatok. Először a vízhozam és csapadék adatokat kategorizálni kellett, melyben a K-közép algoritmust is célszerű alkalmazni. Hangsúlyozzuk, hogy viszonylag rövid (50 napos) adatsort vettünk alapul, hogy számításainkat számítógép használata nélkül is be tudjuk mutatni, elsődleges célunk a módszer demonstrálása volt. Több évre vonatkozó hosszabb adatsorokkal pontosabb képet kaphatunk egy adott folyó vízhozam előre jelzésére a csapadék ismeretében. A Markov-láncok alapvető fogalmainak ismeretében, illetve a kétváltozós Markov-lánc felhasználásával kiszámítottuk a választott időszak csapadék és vízhozam adataira (már kategorizált) támaszkodva az átmenet-valószínűségi mátrixokat száraz és nedves peremfeltételek esetén. Vizsgálatainkban a nedves peremfeltétel volt érdekes, ez az alapja egy megnövekedett vízhozamnak, illetőleg villámárvíznek. A számításainkból kiderült, hogy a Bükkösdi-víz esetében nedves feltétel mellett hosszú távra igen nagy annak a valószínűsége, hogy a vízhozam a legfelső kategóriába kerüljön, azaz akár villámárvíz kockázat kialakuljon. Erre a kockázatra korábban más szakemberek (Balatonyi 2016) is felhívták a figyelmet. A Baranya-csatornán hasonló a helyzet ezért egy 1,9 milliárd forintos beruházás keretében 2019-re elkészült a tervezett 28 hektáros, 1 280 000 m3 térfogatú záportározó. A létesítmény megépítésének célja elsősorban a tavaszi árvízveszély csökkentése volt a víz visszatartásával, illetve az érkező vízhozam csökkentésével. Ez a tározó négyezer embert védhet meg a jövőben a felhőszakadások idején. Az ismertetett módszerünknek vannak korlátai. A villámárvizek gyakran pár óra alatt képesek pusztítást végezni. Mivel nagyon nagy vízhozamok viszonylag rövid ideig tartanak (max. pár óra), célszerűbb volna a vizsgálatokat elvégezni a napi bontáson felül szűkebb bontásban is. Ez azonban a megnövekedett adatmennyiség miatt már kézi számítást nem tesz lehetővé, a bemutatott módszert programozni kell és számítógéppel kiszámolni az átmenet-valószínűségeket. (Másrészt részletes vízhozam és csapadék adatsornak kell egyidejűleg rendelkezésre állni.) Patrice Yapo végzett hasonló számításokat az oklahomai Bird Creek vízfolyás példáján (Yapo 1993). A bemutatott sztochasztikus módszerrel további kutatásokban más dombvidéki vízfolyásokra is érdemes lenne meghatározni a villámárvíz kockázatot, ha rendelkezésre állnak az adott területre vonatkozó csapadék és vízhozam adatok. Nagyobb síkvidéki folyók esetén ez a modell az árvíz prognózisában már problémás, bonyolultabb, magasabb rendű Markov-láncokat kell alkalmazni (Yapo 1993), de érdemes lenne ezt is egyszer magyar nyelvű szakirodalomban megismertetni.
