Víztükör, 1998 (38. évfolyam, 1-5. szám)
1998 / 3. szám
A Tisza-Körösvölgy Együttműködő Vízgazdálkodási Rendszer üzemviteli szoftver tesztelésének tapasztalatai Az Alföld folyóinak szabályozása és töltésezése nyomán a Tisza-Körös-völgyben nagy területek szabadultak fel a mezőgazdasági hasznosítás számára, ugyanakkor viszont az év nagy részében vízpótlásra szoruló területekké váltak. Ezért épült ki az a bonyolult vízpótlási rendszer, mely a Tiszából, a Tis/.alóki és a Kiskörei vízlépcsők bögéjéből kiágazó vízszétosztó-vízátvezető rendszeren keresztül, egyrészt elegendő vizet ad a Hajdúság, a Hortobágy és a Nagykunság felszíni vízigényeinek kielégítéséhez, másrészt ezentúl általában 30 m’/s körüli, de szükség esetén ennél több vizet is képes átadni a Berettyó, a Hortobágy-Berettyó, és a Körösök vízhiányának enyhítésére. A Körös-vidék szélsőséges vízjárású folyóin az árhullámok gyors levonulása után hamar beáll a kisvízi állapot, amikor a vízfelhasználási igény tartósan meghaladja a folyók hasznosítható természetes vízkészletét. A rendszerben a kis vízhozamok miatt sokszor nehézkes a vízkészletek követése. Ez részben abból is adódik, hogy az egyes vízhozam-nyilvántartó szelvények és segédmércéik párban vizsgálhatók, de rendszer-kiterjedésben nincsenek összehangolva úgy az egyidejűség, mint a folyamatok követése tekintetében. Régóta tudjuk, hogy a rendszer kezelése szempontjából alapvető eszköz lehet egy modell, mely a fő folyamatok figyelembevételével egységes módon, egymással összehangolt vízhozamokat és vízszinteket határoz meg a rendszer különböző csomópontjaira. A kiépített vízpótló rendszer operatív üzemirányításának támogatására már több segédlet, ill. számítógépi program készült, de rutinszerűen alkalmazható, az üzemirányítást hatékonyan támogató megoldás korábban még nem született. Az OVF megbízására a Tisza-Körösvölgy Együttműködő Vízgazdálkodási Rendszer (TIKEVIR) üzemirányítást támogató számítógépes programot - a szükséges előzetes feltárási munkák alapján - a THESIS Kft. készítette el, a szoftver üzemeltetésében érdekelt vízügyi igazgatósági szakértők közreműködésével. A program alapvető feladata, hogy segítséget nyújtson a mértékadó, vagy az annál is kedvezőtlenebb adottságú kisvizes időszakokban a vízszétosztó rendszer áramlási jellemzőinek és a vízminőségi paramétereknek a meghatározására és a lehetséges beavatkozások megtervezésére. A rendszer két modellen, a hidrodinamikain és a transzportmodellen alapszik. A modellek számára szükséges alapinformációk rendszeradatokból (áramlási állapot, vízhozamok, vízszintek, szennyező anyag koncentráció stb.), közvetett és közvetlen beavatkozási lehetőségek ismeretéből, a vízigények (vízmennyiség, vízszintek) és a rendelkezésre álló vízkészletek jellemzőiből állnak. A számítás idealizált kisvízi, ún. „kezdeti feltétel” állapotból indul és a számítás különböző időlépcsőkben és jelenség-időtartamokban történhet. A futtatás során lehetséges a különböző időpontokban a szelvények hidraulikai állapotának rögzítése, s így „eredmény hossz-szelvények” állíthatók elő. A rendszer ötféle vezérlés típust ismer (hidrológiai, vagy vízkormányzási határfeltételek, vízbevezetések, vízkivételek, szennyeződések alapján). A számítás eredményeként egy adott vízfolyás hossz-szelvényének alakulásáról, vagy az érkező szennyező hullámok levonulásáról, időbeli alakulásáról, egy-egy kiválasztott szelvény vízállása, vízhozama és szenynyeződés koncentrációja változásáról kapható információ. A szoftver átvétele után a három érintett vízügyi igazgatóság szakemberei megkezdték annak tesztelését. A tesztelés során nyert főbb tapasztalatok, fejlesztési igények a következők szerint foglalhatók össze. A Windows környezetben futó felhasználói program kezelése egyszerű és gyors, tehát alkalmazhatósága a célnak megfelelő. A TIKEVIR program egyik fő erénye, hogy a megvalósult, átadott állapotban logikailag teljes körűen futtatható, tehát használata, tesztelése nem jár állandó hibakereséssel, újraindítással. Már néhány futtatás után megállapítható volt, hogy a TIKEVIR program használata minőségi előrelépést jelenthet, egyúttal azonban minőségi követelményeket is támaszt. Az első, legfontosabb követelmény a modell és a valóság összhangba hozása. Ebhez kezdetben olyan időszakokat kell modelleznünk, amikor kisvizes időszak volt, de kevés volt a vízkivétel és vízbevezetés, majd sorra beléptek a vízhasználatok és a vízigények szerint változott a vízpótlás nagysága is. Körültekintően vizsgálni kell az alap paraméter-rendszert és az esetleg szükségessé váló korrekciókat el kell végezni. A modell operatív használatához, a tényleges döntés-előkészítéshez minden kisvízi periódusban folyamatosan követni kell a vízrendszer változásait, hogy az aktuális helyzetnek közel megfelelő paraméterek álljanak rendelkezésre az egyes alternatívák elemzéséhez akkor, amikor tényleges döntés-előkészítésre lesz szükség. A második fontos követelmény az, hogy az operatív használathoz várhatóan változtatni kell az adatforgalmi renden, úgy az átadandó adatok körét, mint új elemek beléptetését tekintve is. A rendszer működéséhez ugyanis jelenleg a modellezni kívánt időszak végéig becsült vagy előrejelzett vízszint ill. vízhozam adatokra van szükség. így például a TIVÍZIG és a KÖTIVÍZIG által végzett számítások eredményéből származhat egy továbbadott vízhozam idősor, melyet a Körös-vidéken lezajló folyamatok modellezésénél bemenő adatként használhatunk. Ennek megvalósítása a vízügyi igazgatóságok és a program szerzőinek együttműködése keretében, a program működésének átgondolásával, átszervezésével lehetséges. Ehhez a gondolathoz tartozik az az igény, hogy a már egyszer számítógépi adathordozón lévő adatokat ne kelljen újra beütni, hanem csak át kelljen venni. Az ehhez szükséges átviteli rendszer programozását a szerzők vállalták. A kiszolgáló hátteret a most bevezetés alatt álló vízrajzi adattovábbító rendszertől, az Operatív Hidrológia Modultól (OHM) várjuk. A vízrendszer alapvetően igény oldalról meghatározott, lehetséges, hogy általános esetben a vízleadási igényre támaszkodva éppen a Tiszából kiveendő vízmennyiség is lehet egy döntés-előkészítő vizsgálat tárgya. A harmadik fontos követelmény, hogy az operatív használathoz várhatóan át kell gondolni és újra kell szabályozni a vízkivételek és vízbevezetések adatszolgáltatási, engedélyezési rendjét, mivel a jelenleg ismert, a vízjogi engedélyben, vízkészlethasználati nyilvántartásban szereplő bontások a tényleges vízhasználatok követéséhez nem elegendőek, ahhoz túl általánosak. Ezért a vízszétosztás szabályozása jelenleg nem lehet kellően operatív. A modell matematikai struktúrájából következően a megadott határfeltételekkel minden lehetséges esetben eredményt kell adnia. A határfeltételek megadása és felhasználási módja azonban a tesztelt programban esetenként túl erős kötöttség. A vízrendszer alsó határszelvényében, Kunszent-mártonban például akár vízszintet, akár vízhozamot adnánk meg, a határfeltétellel döntően meghatározzuk a Békésszentandrási Duzzasztómű alatti szakaszra vonatkozó eredményt. A program szerzőivel együttműködve más megoldást kell keresni, amely az elképzelés szerint egy esésfüggő vízhozam-meghatározás bevitele lenne, de lehet, hogy még ez is kevés ahhoz, hogy a modell a valóságban ténylegesen lezajló folyamatokhoz közelítsen. Itt kapcsolódik a modellhez egy másik jelentős, régen megoldandó téma, a vízszintek, vízhozamok előrejelzésének kérdése a kis esésű duzzasztott folyószakaszokra, amelynek alapos vizsgálatával közelebb juthatunk a valósághű határfeltételek meghatározási módjának kiválasztásához. Gyakorlatilag folyamatos kis- és középvízi előrejelzés készítéséről van szó, amelyre pl. a Dunán már vannak bíztató példák, de a mi bonyolult vízrendszerünkhöz hasonlóra azonban még nincsenek eredmények és tapasztalatok. Megjegyzendő, hogy a Nagykunsági öntözőrendszer esetében végzett, különböző üzemállapotra vonatkozó számítások és a valós adatok összehasonlítása azt mutatja, hogy a programmal jól előrejelezhetők a tervezett beavatkozások hatásai, eredményei. Különösen igaz ez a téli szintről történő feltöltés időszakára, valamint a június végéig történő üzemelési időszakra. Július, augusztus hónapokra már gondot jelent a vizinövényzet szaporodása, a bögéző műtárgyaknál és a vízkivételi műveknél való összegyülekezése, torlódása, amely csökkenti az átfolyási keresztszelvényt. Ezt a „speciális” üzemállapotot a programmal nem lehet modellezni, lekövetni. De a szoftvernek ez nem is volt feladata. A vízrendszerben észlelt, mért adatok természetszerűen nem azonos időpillanatra vonatkoznak, ezért a modellezett periódusok elején az időpontoknál mindenképpen korrigálnunk kell, hogy a kezdeti feltételeket megadhassuk. Ugyanez a helyzet a feltételezett záró időpontra vonatkozóan is. A továbbiakban azonban a modell által összhangba hozott rendszerből származó, 36
