Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)
6. szám - Bárdossy András–Molnár Zoltán: Nagymaros vízállás és vízhozam idősorainak statisztikai vizsgálata
333 Nagymaros vízmércéje vízállás és vízhozam idősorainak statisztikai vizsgálata Bárdossy András Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau, D-70550. Stuttgart, PfafTenwaldring 61. Molnár Zoltán Budapesti Műszaki Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111, Budapest, Műegyetem rkp. 3. Kivonat: A Szentendrei és a Csepel szigeten Budapest (és a környező települések) vízellátásának biztosítása érdekében vizet termelnek ki, amely jelentősen befolyásolja a két sziget felszín alatti víztartóinak vízháztartását A két sziget felszín alatti vízháztartásának vizsgálatára készülő 3D nem-permanens talajvíz modell peremfeltételének meghatározása érdekében a szerzők megvizsgálták a Duna vízállása és vízhozama időbeni alakulását A számítási eredményeket tartalmazó táblázatokból leolvasható a vízhozamok és a vízállások ellenkező irányú változása. Míg a minimális vízállások csökkenő tendenciát mutatnak, a minimális vízhozamoknál az emelkedés mértéke jelentós, pl. az 1 %-os valószínűségű esetben több mint 150 m 3/s. Azt, hogy ez milyen hatással van a talajvízháztartásra és ivóvizlermelésre, külön modellszámításokkal kell megvizsgálni. Kulcsszavak: felszíni víz, hidrológiai staüsztika. A Szentendrei és a Csepel szigeten Budapest (és a környező települések) vízellátásának biztosítása érdekében napi mintegy 600 000 - 900 000 m 3 felszín alatti vizet termelnek ki A vízkitermelés jelentősen befolyásolja a két sziget felszín alatti víztartóinak vízháztartását. A Duna vízjárása befolyásolja a Szentenderei-sziget és a Csepel sziget felszín alatti vizeinek vízjárását, ezzel együtt a vízháztartást, ezért fontos a Duna vízállásának és vízhozamának időbeni változási folyamatát megismerni. Annak érdekében, hogy a Duna vízjárásának talajvízre gyakorolt hatása megfelelő pontossággal számszerűsíthető legyen, nagyszámú helyszíni vizsgálat és értékelés mellett egy talajvízmozgást leíró numerikus modellre is szükség van. Egy ilyen modellben peremfeltételként szerepel a Duna vízállása. A készülő 3D nem-permanens talajvíz modell peremfeltételének meghatározása érdekében megvizsgáltuk a Duna vízállása és vízhozama időbeni alakulását. A Duna vízjárása részben emberi beavatkozások, részben természetes okok miatt az elmúlt évtizedekben megváltozott. Jelen munka célja ezen változások számszerűsítése. 1. Adatok előkészítése és statisztikai vizsgálata Mielőtt az adatok elemzését megkezdenénk, egyszerű statisztikai vizsgálatokkal az esetleg hibás adatokat kell kiszűrni. A munka célja az alacsony vízállások vizsgálata, ezért az idősorokat az árvizek hatásától megtisztítva, mint homogén idősort is lehet vizsgálni. Ennek érdekében a következőkben az árvízi hatásoktól megtisztított idősorokat vizsgáljuk. Az árvizek hatását legegyszerűbben a következő eljárással lehet kiküszöbölni: 1. A vízszint idősorból kiválasztjuk a lokális minimumokat. Ezzel a lépéssel elhagyjuk az árvízi csúcsokat, az emelkedő és csökkenő időszakok vízállásait. 2. Ezen lokális minimumok közül csak azokat tartjuk meg amelyek az megelőző és azt követő 5 napon belül abszolút minimumok. így elkerülhetők az egymást rövid időn belül követő árhullámok köztes minimumai. 3. Az így megmaradt vízállasok között lineáris interpolációval számítjuk ki bármely időpont alapvízállását. Az 1. ábrán bemutatjuk az antropogén hatásoktól leginkább mentes vízjárásúnak tekinthető vízmérce, Nagymaros állomás alap vízjárását (az árvizek hatásától megtisztított vízhozam idősort). A ábrán látható a vízjárás napi adatokból számított évenkénti átlaga, a vízhozam éves szórása és az évenként előforduló legkisebb vízhozam. Az 1. ábrái végignézve úgy tűnik, hogy az árhullámoktól megtisztított alap vízhozamok minimuma és átlaga is kevésbé változékony, de átlagosan magasabban helyezkedik el az 1970 utáni időszakban. 1. ábra. A zavartalannak tekinthető nagymarosi vízmérce alap vízjárása (árhullámok nélküli) Az 1. táblázat mutatja a mért vízállás és az alapvízállás egyszerű statisztikai jellemzőit 4 vizsgált állomás (Rajka, Dunaremete, Komárom és Nagymaros) adatai alapján. (A Duna vízjárását, ill. annak változását szélesebb körben vizsgáltuk, jelen tanulmányunkban csak a Nagymaros vízmérce állomás adataival végzett vizsgálatok eredményeit mutatjuk be A táblázatban lévő adatokat 1960 és 1999 időszak közötti napi adatokból számítottuk ki 1. táblázat Az alapvízállások statisztikai adatai Vízállás Alap vízállás Átlag Szórás Átlag Szórás Rajka 122,97 0,35 122,87 0,34 Dunaremete 113,91 0,52 113,80 0,39 Komárom 106,17 1,06 105,92 0,92 Nagymaros 100,88 1,04 100,66 0,88 A táblázat adataiból látható, hogy az alapvízállások átlaga és szórása alacsonyabb, mint az eredeti adatokból számított átlagok és szórások, ami az árvizek hatásának megszüntetésével várható volt. 2. Eves ciklusok A Duna természetes vízjárása nem teljesen véletlenszerű. Annak érdekében, hogy a szabályos ismétlődést kiküszöböljük, első lépésben az egyes vízállás idősorok C(d) éves ciklusát kellett meghatározni Ehhez az év minden egyes napjára a mért vízállások súlyozott átlagát kell kiszámítani C,(d) XWw^y) . J-1 1>(',.<*) J=l (1)
