Budapesti Műszaki eacutes Gazdasaacutegtudomaacutenyi Egyetem

Eacutepiacutetőmeacuternoumlki Kar

TDK Konferencia 2015

Viacutezgyűjtő-modellezeacutes gyakorlati alkalmazhatoacutesaacutegaacutenak

vizsgaacutelata a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacuten

Keacutesziacutetette

Nagy Eszter Doacutera

Konzulensek

Dr Bene Katalin

Torma Peacuteter

Tartalomjegyzeacutek 1 Bevezeteacutes 1

2 Teruumllet bemutataacutesa 2

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes 2

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg 3

23 Viacutezrajz eacuteghajlat 3

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes 4

3 Modellezeacutes 7

31 Modellező szoftver bemutataacutesa 7

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok 7

33 Kalibraacutelaacutes 15

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek 15

332 A modell parameacuteterezeacutese 17

333 Statisztikai vizsgaacutelat 26

34 Validaacutelaacutes 27

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata 29

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek 34

5 Irodalomjegyzeacutek 36

6 Melleacutekletek 38

1

1 Bevezeteacutes A kliacutemavaacuteltozaacutes koumlvetkezteacuteben egyre szeacutelsőseacutegesebb csapadeacutekesemeacutenyek terhelik a

viacutezgyűjtőket ezen szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek azonban modellezhetők Magyarorszaacutegon a kis eacutes

koumlzepes viacutezgyűjtők viacutezrajzi aacutellomaacutes ellaacutetottsaacutega koumlzepes Sok esetben azonban csak empirikus

moacutedszerek keruumllnek alkalmazaacutesra melyeknek haacutetraacutenya hogy igen pontatlan eacutes nagyban elteacuterő

eredmeacutenyeket adhatnak Ceacutelszerűbb fizikai-alapuacute modellek alkalmazaacutesa mivel ezekkel

pontosabb eredmeacutenyek eacuterhetők el Hazai viszonylatban azonban meglehetősen keveacutes

proacutebaacutelkozaacutes toumlrteacutent ilyen tiacutepusuacute modellek alkalmazhatoacutesaacutegaacutenak vizsgaacutelataacutera (Torma at al

2014) Osztott parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacutera nem aacutellt rendelkezeacutesemre elegendő adat iacutegy

oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam a dolgozat soraacuten

A viacutezgyűjtőmodellek felhasznaacutelhatoacutesaacutega igen sokreacutetű Elemezhető peacuteldaacuteul hogy mikeacutent

kezelhető egy olyan aacuterhullaacutem mely nagyobb viacutezhozammal tetőzik mint a tervezeacuteskor

figyelembe vett 1-os gyakorisaacuteguacute viacutezhozam illetve tetszőleges csapadeacutekesemeacuteny hataacutesaacutera

levonuloacute aacuterhullaacutem is modellezhető Joacutel vizsgaacutelhatoacutek az emberi beavatkozaacutesok hataacutesai is A

terepmodellen keresztuumll figyelembe vehető a mederszabaacutelyozaacutes a modell parameacuteterezeacutesekor

pedig az urbanizaacutecioacute az eroacutezioacute eacutesvagy a teruumllethasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesai is Komplex

modellrendszerben lehetőseacuteg nyiacutelhat nagyobb viacutezfolyaacutesok egydimenzioacutes modelljeacutehez bemenő

adatkeacutent felhasznaacutelni a viacutezgyűjtő-modellezeacutesből nyert adatokat modellezhető lehet a teljes

taacuterozoacuterendszer aacuterviacutezcsoumlkkentő hataacutesa a Zagyvaacuten

Dolgozatom taacutergyaacuteul a Tarjaacuten-patak illetve annak viacutezgyűjtője szolgaacutel Tavalyi TDK

dolgozatomban maacuter elkezdtem foglalkozni viacutezgyűjtő-modellezeacutessel melyhez determinisztikus

oumlsszevont parameacuteterű modellt hasznaacuteltam akaacuter csak ezen dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten Folytatva a

megelőző vizsgaacutelatokat a Tarjaacuten-patak kapcsaacuten ceacutelom a szoftver gyakorlati

alkalmazhatoacutesaacutegaacutera foacutekuszaacutelni feltaacuterni a hasznaacutelataacuteban rejlő lehetőseacutegeket

Az emliacutetett patak a rajta talaacutelhatoacute taacuterozoacuteval egyuumltt egy fontos aacuterviacutezveacutedelmi rendszer reacuteszeacutet

keacutepezi A Zagyva egyik melleacutekviacutezfolyaacutesakeacutent kulcsfontossaacuteguacute hogy a hirtelen levonuloacute

aacutervizeket meacuteg a fenti viacutezgyűjtőkoumln taacuterozoacutek segiacutetseacutegeacutevel visszatartsaacutek Ezzel a funkcioacuteval

kapcsolatban is felmeruumllhetnek olyan keacuterdeacutesek melyekre a viacutezgyűjtő-modellezeacutes segiacutetseacutegeacutevel

vaacutelaszt kaphatunk Vizsgaacutelhatoacute peacuteldaacuteul a taacuterozoacutek kihasznaacuteltsaacutega hataacutesa az alviacutezi viacutezhozamokra

vagy a viacutezgyűjtő viacutezmeacuterlegeacutenek alakulaacutesaacutera

2

2 Teruumllet bemutataacutesa

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes

A Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőteruumllete Magyarorszaacuteg eacuteszaki reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Budapesttől keletre

Kiterjedeacutese eacuteszak-deacuteli a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute majdnem teljes terjedelmeacutevel Salgoacutetarjaacuten ezen

kiacutevuumll az eacuteszaki reacuteszen Somoskőuacutejfalu a deacuteli reacuteszeacuten Baacutetonyterenye telepuumlleacutesek helyezkednek el

(1 aacutebra)

1 aacutebra A viacutezgyűjtő eacutes a rajta talaacutelhatoacute telepuumlleacutesek

Salgoacutetarjaacuten vaacuterosa jelenleg koumlzel 40 000 lakossal rendelkezik A szocializmus idejeacuteben jelentős

ipari teveacutekenyseacuteg folyt a vaacuterosban ennek megfelelően a patak szennyviacutezterheleacutese is igen nagy

volt

bdquoSalgoacutetarjaacuten ipari muacuteltja az 1800-as eacutevekig visszavezethető az aceacutelgyaacuter alakulaacutesaacuteig 1920-ban

aacutetadott Oumlbloumlsuumlveggyaacuter Siacutekuumlveggyaacuter eacutes Tűzhelygyaacuter valamint az SKUuml salakhaacutenyoacute Vasoumlntoumlde

keletkező ipari szennyvizeinek befogadoacuteja a Tarjaacuten-patak volt mely a terheleacutesektől rendkiacutevuumll

szennyezetteacute vaacutelt A taacuterozoacute feletti szakaszt ezekből az uumlzemekből naponta aacutetlagosan 1600 kg

szervesanyag 270 kg ammoacuteniumndashion 352 kg vas 1200 kg lebegőanyag eacutes 3800 kg soacutetartalom

terhelte A tavaszi hoacuteolvadaacutessal illetve csapadeacutekosabb időszakban a Tarjaacuten-patak detergens

tartalmaacutet tovaacutebb noumlvelte a SKUuml salakhaacutenyoacute (galvaacuteniszap vasas iszap) Csoacutekaacutes-eacuterbe beszivaacutergoacute

diffuacutez szennyezeacutese is Ennek koumlvetkezteacuteben a Tarjaacuten-patak bioloacutegiai diverzitaacutesa igen alacsony

voltrdquo (KDV-VIZIG 2013)

A rendszervaacuteltaacutes utaacuten az ipari teveacutekenyseacuteg erősen visszaesett ezzel a viacutezminőseacuteg is javult A

patakon 1979-ben megeacutepuumllt taacuterozoacute mindemellett tovaacutebbra is ellaacutetja uumllepiacutető funkcioacutejaacutet

Elsődleges rendelteteacutese termeacuteszetesen az aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes a maacutetraverebeacutelyi eacutes a

maconkai taacuterozoacutek mellett utoljaacutera eacutepuumllt meg a Zagyva-voumllgyi főművi taacuterozoacuterendszer reacuteszekeacutent

A taacuterozoacute egyeacutebiraacutenyuacute hasznosiacutetaacutesaacutera (horgaacuteszat) ugyan lenne igeacuteny azonban nem megengedett

a taacuterozoacuteban talaacutelhatoacute szennyviacuteziszap meacutergező hataacutesa miatt

3

A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Toacute-strandroacutel meglehetősen keveacutes informaacutecioacute lelhető fel

Reacutegebben strandfuumlrdőkeacutent ma maacuter horgaacutesztoacutekeacutent funkcionaacutel Aacutetlagmeacutelyseacutege 2 meacuteter koumlruumlli a

betonozott medenceacuteket maacutera erősen benőtte a noumlveacutenyzet a tavat sok helyen naacuted szegeacutelyezi (2

aacutebra)

2 aacutebra Toacute-strand reacutegen (rsquo60-as eacutevek) eacutes ma

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg

A viacutezgyűjtő dombvideacutekinek tekinthető eacuteszak felől a Karancs-Medves hataacuterolja melynek

alapkőzete vulkanikus eredetű Az oligoceacuten korszakban agyagmaacuterga eacutes homokkő keletkezett

tengeri uumlledeacutekkeacutent majd a mioceacuten korszakban mocsaras teruumlletek helyeacuten barnakőszeacuten joumltt leacutetre

a raacuterakoacutedott tengeri uumlledeacutek hataacutesaacutera Elsőkeacutent a Karancs keletkezett a vulkaacutenkitoumlreacutesek reacuteveacuten

Miacuteg a Karancs leginkaacutebb andezitből eacutes kuumlloumlnboumlző palaacutekboacutel aacutell a Medves alapkőzete jelentős

reacuteszt 2-9 millioacute eacuteves plioceacuten-pleisztoceacuten bazalt A teruumllet jellemző talajtiacutepusa a barna erdőtalaj

eacutes a fakoacute erdőtalaj az alsoacutebb reacuteszeken talaacutelhatoacute reacuteti talaj is Toumlbb helyen felsziacutenre keruumllt a

porhanyoacutes homokkő

A Karancs-Medves teruumlleteacuten 9696 ha-on a Salgoacutetarjaacuteni Erdeacuteszet folytat erdőgazdaacutelkodaacutest

Nyilvaacutentartaacutesuk szerint az erdeacuteszet 49-a gyertyaacutenosshytoumllgyes 38-a cseres-toumllgyes eacutes 13-a

buumlkkoumls kliacutemaacuteban fekszik Jellemző fafajai elsősorban a toumllgyek (29) a cser (26) az akaacutec

(17) a buumlkk (10) eacutes a gyertyaacuten (6) Az erdeacuteszet teruumlleteacuteből 4100 ha tartozik a Karancs-

Medves Taacutejveacutedelmi Koumlrzetbe melyből 818 ha fokozottan veacutedett Ezen a teruumlleten szaacutemos

veacutedett noumlveacuteny eacutes aacutellatfaj talaacutelhatoacute A veacutedett teruumlletből csak nagyon kis haacutenyad talaacutelhatoacute a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten

23 Viacutezrajz eacuteghajlat

A Tarjaacuten-patak befogadoacuteja a Zagyva jelentősebb melleacutekviacutezfolyaacutesai a Vizslaacutes- Csoacutekaacutesvoumllgyi

Felsőszaacutelaspusztai- Karancs- Baglyas- Salgoacute- Forgaacutecs- eacutes Vaskapu-patakok

Viacutezgyűjtőteruumllete 877 km2 ebből a taacuterozoacutehoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllet 713 km2

A patak eacutes viacutezgyűjtője a Koumlzeacutep Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (KDV-VIZIG) teruumlleteacuten

talaacutelhatoacute Az Igazgatoacutesaacuteg a taacuterozoacute felviacutezi viacutezaacutellaacutesaacutet 2008 oacuteta roumlgziacuteti napi rendszeresseacuteggel A

patakon emellett a 2+300 szelveacutenyben (egy kilomeacuteterrel a taacuterozoacute alatt) talaacutelhatoacute egy

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

Tartalomjegyzeacutek 1 Bevezeteacutes 1

2 Teruumllet bemutataacutesa 2

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes 2

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg 3

23 Viacutezrajz eacuteghajlat 3

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes 4

3 Modellezeacutes 7

31 Modellező szoftver bemutataacutesa 7

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok 7

33 Kalibraacutelaacutes 15

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek 15

332 A modell parameacuteterezeacutese 17

333 Statisztikai vizsgaacutelat 26

34 Validaacutelaacutes 27

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata 29

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek 34

5 Irodalomjegyzeacutek 36

6 Melleacutekletek 38

1

1 Bevezeteacutes A kliacutemavaacuteltozaacutes koumlvetkezteacuteben egyre szeacutelsőseacutegesebb csapadeacutekesemeacutenyek terhelik a

viacutezgyűjtőket ezen szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek azonban modellezhetők Magyarorszaacutegon a kis eacutes

koumlzepes viacutezgyűjtők viacutezrajzi aacutellomaacutes ellaacutetottsaacutega koumlzepes Sok esetben azonban csak empirikus

moacutedszerek keruumllnek alkalmazaacutesra melyeknek haacutetraacutenya hogy igen pontatlan eacutes nagyban elteacuterő

eredmeacutenyeket adhatnak Ceacutelszerűbb fizikai-alapuacute modellek alkalmazaacutesa mivel ezekkel

pontosabb eredmeacutenyek eacuterhetők el Hazai viszonylatban azonban meglehetősen keveacutes

proacutebaacutelkozaacutes toumlrteacutent ilyen tiacutepusuacute modellek alkalmazhatoacutesaacutegaacutenak vizsgaacutelataacutera (Torma at al

2014) Osztott parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacutera nem aacutellt rendelkezeacutesemre elegendő adat iacutegy

oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam a dolgozat soraacuten

A viacutezgyűjtőmodellek felhasznaacutelhatoacutesaacutega igen sokreacutetű Elemezhető peacuteldaacuteul hogy mikeacutent

kezelhető egy olyan aacuterhullaacutem mely nagyobb viacutezhozammal tetőzik mint a tervezeacuteskor

figyelembe vett 1-os gyakorisaacuteguacute viacutezhozam illetve tetszőleges csapadeacutekesemeacuteny hataacutesaacutera

levonuloacute aacuterhullaacutem is modellezhető Joacutel vizsgaacutelhatoacutek az emberi beavatkozaacutesok hataacutesai is A

terepmodellen keresztuumll figyelembe vehető a mederszabaacutelyozaacutes a modell parameacuteterezeacutesekor

pedig az urbanizaacutecioacute az eroacutezioacute eacutesvagy a teruumllethasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesai is Komplex

modellrendszerben lehetőseacuteg nyiacutelhat nagyobb viacutezfolyaacutesok egydimenzioacutes modelljeacutehez bemenő

adatkeacutent felhasznaacutelni a viacutezgyűjtő-modellezeacutesből nyert adatokat modellezhető lehet a teljes

taacuterozoacuterendszer aacuterviacutezcsoumlkkentő hataacutesa a Zagyvaacuten

Dolgozatom taacutergyaacuteul a Tarjaacuten-patak illetve annak viacutezgyűjtője szolgaacutel Tavalyi TDK

dolgozatomban maacuter elkezdtem foglalkozni viacutezgyűjtő-modellezeacutessel melyhez determinisztikus

oumlsszevont parameacuteterű modellt hasznaacuteltam akaacuter csak ezen dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten Folytatva a

megelőző vizsgaacutelatokat a Tarjaacuten-patak kapcsaacuten ceacutelom a szoftver gyakorlati

alkalmazhatoacutesaacutegaacutera foacutekuszaacutelni feltaacuterni a hasznaacutelataacuteban rejlő lehetőseacutegeket

Az emliacutetett patak a rajta talaacutelhatoacute taacuterozoacuteval egyuumltt egy fontos aacuterviacutezveacutedelmi rendszer reacuteszeacutet

keacutepezi A Zagyva egyik melleacutekviacutezfolyaacutesakeacutent kulcsfontossaacuteguacute hogy a hirtelen levonuloacute

aacutervizeket meacuteg a fenti viacutezgyűjtőkoumln taacuterozoacutek segiacutetseacutegeacutevel visszatartsaacutek Ezzel a funkcioacuteval

kapcsolatban is felmeruumllhetnek olyan keacuterdeacutesek melyekre a viacutezgyűjtő-modellezeacutes segiacutetseacutegeacutevel

vaacutelaszt kaphatunk Vizsgaacutelhatoacute peacuteldaacuteul a taacuterozoacutek kihasznaacuteltsaacutega hataacutesa az alviacutezi viacutezhozamokra

vagy a viacutezgyűjtő viacutezmeacuterlegeacutenek alakulaacutesaacutera

2

2 Teruumllet bemutataacutesa

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes

A Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőteruumllete Magyarorszaacuteg eacuteszaki reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Budapesttől keletre

Kiterjedeacutese eacuteszak-deacuteli a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute majdnem teljes terjedelmeacutevel Salgoacutetarjaacuten ezen

kiacutevuumll az eacuteszaki reacuteszen Somoskőuacutejfalu a deacuteli reacuteszeacuten Baacutetonyterenye telepuumlleacutesek helyezkednek el

(1 aacutebra)

1 aacutebra A viacutezgyűjtő eacutes a rajta talaacutelhatoacute telepuumlleacutesek

Salgoacutetarjaacuten vaacuterosa jelenleg koumlzel 40 000 lakossal rendelkezik A szocializmus idejeacuteben jelentős

ipari teveacutekenyseacuteg folyt a vaacuterosban ennek megfelelően a patak szennyviacutezterheleacutese is igen nagy

volt

bdquoSalgoacutetarjaacuten ipari muacuteltja az 1800-as eacutevekig visszavezethető az aceacutelgyaacuter alakulaacutesaacuteig 1920-ban

aacutetadott Oumlbloumlsuumlveggyaacuter Siacutekuumlveggyaacuter eacutes Tűzhelygyaacuter valamint az SKUuml salakhaacutenyoacute Vasoumlntoumlde

keletkező ipari szennyvizeinek befogadoacuteja a Tarjaacuten-patak volt mely a terheleacutesektől rendkiacutevuumll

szennyezetteacute vaacutelt A taacuterozoacute feletti szakaszt ezekből az uumlzemekből naponta aacutetlagosan 1600 kg

szervesanyag 270 kg ammoacuteniumndashion 352 kg vas 1200 kg lebegőanyag eacutes 3800 kg soacutetartalom

terhelte A tavaszi hoacuteolvadaacutessal illetve csapadeacutekosabb időszakban a Tarjaacuten-patak detergens

tartalmaacutet tovaacutebb noumlvelte a SKUuml salakhaacutenyoacute (galvaacuteniszap vasas iszap) Csoacutekaacutes-eacuterbe beszivaacutergoacute

diffuacutez szennyezeacutese is Ennek koumlvetkezteacuteben a Tarjaacuten-patak bioloacutegiai diverzitaacutesa igen alacsony

voltrdquo (KDV-VIZIG 2013)

A rendszervaacuteltaacutes utaacuten az ipari teveacutekenyseacuteg erősen visszaesett ezzel a viacutezminőseacuteg is javult A

patakon 1979-ben megeacutepuumllt taacuterozoacute mindemellett tovaacutebbra is ellaacutetja uumllepiacutető funkcioacutejaacutet

Elsődleges rendelteteacutese termeacuteszetesen az aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes a maacutetraverebeacutelyi eacutes a

maconkai taacuterozoacutek mellett utoljaacutera eacutepuumllt meg a Zagyva-voumllgyi főművi taacuterozoacuterendszer reacuteszekeacutent

A taacuterozoacute egyeacutebiraacutenyuacute hasznosiacutetaacutesaacutera (horgaacuteszat) ugyan lenne igeacuteny azonban nem megengedett

a taacuterozoacuteban talaacutelhatoacute szennyviacuteziszap meacutergező hataacutesa miatt

3

A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Toacute-strandroacutel meglehetősen keveacutes informaacutecioacute lelhető fel

Reacutegebben strandfuumlrdőkeacutent ma maacuter horgaacutesztoacutekeacutent funkcionaacutel Aacutetlagmeacutelyseacutege 2 meacuteter koumlruumlli a

betonozott medenceacuteket maacutera erősen benőtte a noumlveacutenyzet a tavat sok helyen naacuted szegeacutelyezi (2

aacutebra)

2 aacutebra Toacute-strand reacutegen (rsquo60-as eacutevek) eacutes ma

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg

A viacutezgyűjtő dombvideacutekinek tekinthető eacuteszak felől a Karancs-Medves hataacuterolja melynek

alapkőzete vulkanikus eredetű Az oligoceacuten korszakban agyagmaacuterga eacutes homokkő keletkezett

tengeri uumlledeacutekkeacutent majd a mioceacuten korszakban mocsaras teruumlletek helyeacuten barnakőszeacuten joumltt leacutetre

a raacuterakoacutedott tengeri uumlledeacutek hataacutesaacutera Elsőkeacutent a Karancs keletkezett a vulkaacutenkitoumlreacutesek reacuteveacuten

Miacuteg a Karancs leginkaacutebb andezitből eacutes kuumlloumlnboumlző palaacutekboacutel aacutell a Medves alapkőzete jelentős

reacuteszt 2-9 millioacute eacuteves plioceacuten-pleisztoceacuten bazalt A teruumllet jellemző talajtiacutepusa a barna erdőtalaj

eacutes a fakoacute erdőtalaj az alsoacutebb reacuteszeken talaacutelhatoacute reacuteti talaj is Toumlbb helyen felsziacutenre keruumllt a

porhanyoacutes homokkő

A Karancs-Medves teruumlleteacuten 9696 ha-on a Salgoacutetarjaacuteni Erdeacuteszet folytat erdőgazdaacutelkodaacutest

Nyilvaacutentartaacutesuk szerint az erdeacuteszet 49-a gyertyaacutenosshytoumllgyes 38-a cseres-toumllgyes eacutes 13-a

buumlkkoumls kliacutemaacuteban fekszik Jellemző fafajai elsősorban a toumllgyek (29) a cser (26) az akaacutec

(17) a buumlkk (10) eacutes a gyertyaacuten (6) Az erdeacuteszet teruumlleteacuteből 4100 ha tartozik a Karancs-

Medves Taacutejveacutedelmi Koumlrzetbe melyből 818 ha fokozottan veacutedett Ezen a teruumlleten szaacutemos

veacutedett noumlveacuteny eacutes aacutellatfaj talaacutelhatoacute A veacutedett teruumlletből csak nagyon kis haacutenyad talaacutelhatoacute a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten

23 Viacutezrajz eacuteghajlat

A Tarjaacuten-patak befogadoacuteja a Zagyva jelentősebb melleacutekviacutezfolyaacutesai a Vizslaacutes- Csoacutekaacutesvoumllgyi

Felsőszaacutelaspusztai- Karancs- Baglyas- Salgoacute- Forgaacutecs- eacutes Vaskapu-patakok

Viacutezgyűjtőteruumllete 877 km2 ebből a taacuterozoacutehoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllet 713 km2

A patak eacutes viacutezgyűjtője a Koumlzeacutep Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (KDV-VIZIG) teruumlleteacuten

talaacutelhatoacute Az Igazgatoacutesaacuteg a taacuterozoacute felviacutezi viacutezaacutellaacutesaacutet 2008 oacuteta roumlgziacuteti napi rendszeresseacuteggel A

patakon emellett a 2+300 szelveacutenyben (egy kilomeacuteterrel a taacuterozoacute alatt) talaacutelhatoacute egy

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

1

1 Bevezeteacutes A kliacutemavaacuteltozaacutes koumlvetkezteacuteben egyre szeacutelsőseacutegesebb csapadeacutekesemeacutenyek terhelik a

viacutezgyűjtőket ezen szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek azonban modellezhetők Magyarorszaacutegon a kis eacutes

koumlzepes viacutezgyűjtők viacutezrajzi aacutellomaacutes ellaacutetottsaacutega koumlzepes Sok esetben azonban csak empirikus

moacutedszerek keruumllnek alkalmazaacutesra melyeknek haacutetraacutenya hogy igen pontatlan eacutes nagyban elteacuterő

eredmeacutenyeket adhatnak Ceacutelszerűbb fizikai-alapuacute modellek alkalmazaacutesa mivel ezekkel

pontosabb eredmeacutenyek eacuterhetők el Hazai viszonylatban azonban meglehetősen keveacutes

proacutebaacutelkozaacutes toumlrteacutent ilyen tiacutepusuacute modellek alkalmazhatoacutesaacutegaacutenak vizsgaacutelataacutera (Torma at al

2014) Osztott parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacutera nem aacutellt rendelkezeacutesemre elegendő adat iacutegy

oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodell alkalmazhatoacutesaacutegaacutet vizsgaacuteltam a dolgozat soraacuten

A viacutezgyűjtőmodellek felhasznaacutelhatoacutesaacutega igen sokreacutetű Elemezhető peacuteldaacuteul hogy mikeacutent

kezelhető egy olyan aacuterhullaacutem mely nagyobb viacutezhozammal tetőzik mint a tervezeacuteskor

figyelembe vett 1-os gyakorisaacuteguacute viacutezhozam illetve tetszőleges csapadeacutekesemeacuteny hataacutesaacutera

levonuloacute aacuterhullaacutem is modellezhető Joacutel vizsgaacutelhatoacutek az emberi beavatkozaacutesok hataacutesai is A

terepmodellen keresztuumll figyelembe vehető a mederszabaacutelyozaacutes a modell parameacuteterezeacutesekor

pedig az urbanizaacutecioacute az eroacutezioacute eacutesvagy a teruumllethasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak hataacutesai is Komplex

modellrendszerben lehetőseacuteg nyiacutelhat nagyobb viacutezfolyaacutesok egydimenzioacutes modelljeacutehez bemenő

adatkeacutent felhasznaacutelni a viacutezgyűjtő-modellezeacutesből nyert adatokat modellezhető lehet a teljes

taacuterozoacuterendszer aacuterviacutezcsoumlkkentő hataacutesa a Zagyvaacuten

Dolgozatom taacutergyaacuteul a Tarjaacuten-patak illetve annak viacutezgyűjtője szolgaacutel Tavalyi TDK

dolgozatomban maacuter elkezdtem foglalkozni viacutezgyűjtő-modellezeacutessel melyhez determinisztikus

oumlsszevont parameacuteterű modellt hasznaacuteltam akaacuter csak ezen dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten Folytatva a

megelőző vizsgaacutelatokat a Tarjaacuten-patak kapcsaacuten ceacutelom a szoftver gyakorlati

alkalmazhatoacutesaacutegaacutera foacutekuszaacutelni feltaacuterni a hasznaacutelataacuteban rejlő lehetőseacutegeket

Az emliacutetett patak a rajta talaacutelhatoacute taacuterozoacuteval egyuumltt egy fontos aacuterviacutezveacutedelmi rendszer reacuteszeacutet

keacutepezi A Zagyva egyik melleacutekviacutezfolyaacutesakeacutent kulcsfontossaacuteguacute hogy a hirtelen levonuloacute

aacutervizeket meacuteg a fenti viacutezgyűjtőkoumln taacuterozoacutek segiacutetseacutegeacutevel visszatartsaacutek Ezzel a funkcioacuteval

kapcsolatban is felmeruumllhetnek olyan keacuterdeacutesek melyekre a viacutezgyűjtő-modellezeacutes segiacutetseacutegeacutevel

vaacutelaszt kaphatunk Vizsgaacutelhatoacute peacuteldaacuteul a taacuterozoacutek kihasznaacuteltsaacutega hataacutesa az alviacutezi viacutezhozamokra

vagy a viacutezgyűjtő viacutezmeacuterlegeacutenek alakulaacutesaacutera

2

2 Teruumllet bemutataacutesa

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes

A Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőteruumllete Magyarorszaacuteg eacuteszaki reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Budapesttől keletre

Kiterjedeacutese eacuteszak-deacuteli a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute majdnem teljes terjedelmeacutevel Salgoacutetarjaacuten ezen

kiacutevuumll az eacuteszaki reacuteszen Somoskőuacutejfalu a deacuteli reacuteszeacuten Baacutetonyterenye telepuumlleacutesek helyezkednek el

(1 aacutebra)

1 aacutebra A viacutezgyűjtő eacutes a rajta talaacutelhatoacute telepuumlleacutesek

Salgoacutetarjaacuten vaacuterosa jelenleg koumlzel 40 000 lakossal rendelkezik A szocializmus idejeacuteben jelentős

ipari teveacutekenyseacuteg folyt a vaacuterosban ennek megfelelően a patak szennyviacutezterheleacutese is igen nagy

volt

bdquoSalgoacutetarjaacuten ipari muacuteltja az 1800-as eacutevekig visszavezethető az aceacutelgyaacuter alakulaacutesaacuteig 1920-ban

aacutetadott Oumlbloumlsuumlveggyaacuter Siacutekuumlveggyaacuter eacutes Tűzhelygyaacuter valamint az SKUuml salakhaacutenyoacute Vasoumlntoumlde

keletkező ipari szennyvizeinek befogadoacuteja a Tarjaacuten-patak volt mely a terheleacutesektől rendkiacutevuumll

szennyezetteacute vaacutelt A taacuterozoacute feletti szakaszt ezekből az uumlzemekből naponta aacutetlagosan 1600 kg

szervesanyag 270 kg ammoacuteniumndashion 352 kg vas 1200 kg lebegőanyag eacutes 3800 kg soacutetartalom

terhelte A tavaszi hoacuteolvadaacutessal illetve csapadeacutekosabb időszakban a Tarjaacuten-patak detergens

tartalmaacutet tovaacutebb noumlvelte a SKUuml salakhaacutenyoacute (galvaacuteniszap vasas iszap) Csoacutekaacutes-eacuterbe beszivaacutergoacute

diffuacutez szennyezeacutese is Ennek koumlvetkezteacuteben a Tarjaacuten-patak bioloacutegiai diverzitaacutesa igen alacsony

voltrdquo (KDV-VIZIG 2013)

A rendszervaacuteltaacutes utaacuten az ipari teveacutekenyseacuteg erősen visszaesett ezzel a viacutezminőseacuteg is javult A

patakon 1979-ben megeacutepuumllt taacuterozoacute mindemellett tovaacutebbra is ellaacutetja uumllepiacutető funkcioacutejaacutet

Elsődleges rendelteteacutese termeacuteszetesen az aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes a maacutetraverebeacutelyi eacutes a

maconkai taacuterozoacutek mellett utoljaacutera eacutepuumllt meg a Zagyva-voumllgyi főművi taacuterozoacuterendszer reacuteszekeacutent

A taacuterozoacute egyeacutebiraacutenyuacute hasznosiacutetaacutesaacutera (horgaacuteszat) ugyan lenne igeacuteny azonban nem megengedett

a taacuterozoacuteban talaacutelhatoacute szennyviacuteziszap meacutergező hataacutesa miatt

3

A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Toacute-strandroacutel meglehetősen keveacutes informaacutecioacute lelhető fel

Reacutegebben strandfuumlrdőkeacutent ma maacuter horgaacutesztoacutekeacutent funkcionaacutel Aacutetlagmeacutelyseacutege 2 meacuteter koumlruumlli a

betonozott medenceacuteket maacutera erősen benőtte a noumlveacutenyzet a tavat sok helyen naacuted szegeacutelyezi (2

aacutebra)

2 aacutebra Toacute-strand reacutegen (rsquo60-as eacutevek) eacutes ma

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg

A viacutezgyűjtő dombvideacutekinek tekinthető eacuteszak felől a Karancs-Medves hataacuterolja melynek

alapkőzete vulkanikus eredetű Az oligoceacuten korszakban agyagmaacuterga eacutes homokkő keletkezett

tengeri uumlledeacutekkeacutent majd a mioceacuten korszakban mocsaras teruumlletek helyeacuten barnakőszeacuten joumltt leacutetre

a raacuterakoacutedott tengeri uumlledeacutek hataacutesaacutera Elsőkeacutent a Karancs keletkezett a vulkaacutenkitoumlreacutesek reacuteveacuten

Miacuteg a Karancs leginkaacutebb andezitből eacutes kuumlloumlnboumlző palaacutekboacutel aacutell a Medves alapkőzete jelentős

reacuteszt 2-9 millioacute eacuteves plioceacuten-pleisztoceacuten bazalt A teruumllet jellemző talajtiacutepusa a barna erdőtalaj

eacutes a fakoacute erdőtalaj az alsoacutebb reacuteszeken talaacutelhatoacute reacuteti talaj is Toumlbb helyen felsziacutenre keruumllt a

porhanyoacutes homokkő

A Karancs-Medves teruumlleteacuten 9696 ha-on a Salgoacutetarjaacuteni Erdeacuteszet folytat erdőgazdaacutelkodaacutest

Nyilvaacutentartaacutesuk szerint az erdeacuteszet 49-a gyertyaacutenosshytoumllgyes 38-a cseres-toumllgyes eacutes 13-a

buumlkkoumls kliacutemaacuteban fekszik Jellemző fafajai elsősorban a toumllgyek (29) a cser (26) az akaacutec

(17) a buumlkk (10) eacutes a gyertyaacuten (6) Az erdeacuteszet teruumlleteacuteből 4100 ha tartozik a Karancs-

Medves Taacutejveacutedelmi Koumlrzetbe melyből 818 ha fokozottan veacutedett Ezen a teruumlleten szaacutemos

veacutedett noumlveacuteny eacutes aacutellatfaj talaacutelhatoacute A veacutedett teruumlletből csak nagyon kis haacutenyad talaacutelhatoacute a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten

23 Viacutezrajz eacuteghajlat

A Tarjaacuten-patak befogadoacuteja a Zagyva jelentősebb melleacutekviacutezfolyaacutesai a Vizslaacutes- Csoacutekaacutesvoumllgyi

Felsőszaacutelaspusztai- Karancs- Baglyas- Salgoacute- Forgaacutecs- eacutes Vaskapu-patakok

Viacutezgyűjtőteruumllete 877 km2 ebből a taacuterozoacutehoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllet 713 km2

A patak eacutes viacutezgyűjtője a Koumlzeacutep Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (KDV-VIZIG) teruumlleteacuten

talaacutelhatoacute Az Igazgatoacutesaacuteg a taacuterozoacute felviacutezi viacutezaacutellaacutesaacutet 2008 oacuteta roumlgziacuteti napi rendszeresseacuteggel A

patakon emellett a 2+300 szelveacutenyben (egy kilomeacuteterrel a taacuterozoacute alatt) talaacutelhatoacute egy

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

2

2 Teruumllet bemutataacutesa

21 Toumlrteacutenelmi aacutettekinteacutes

A Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőteruumllete Magyarorszaacuteg eacuteszaki reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Budapesttől keletre

Kiterjedeacutese eacuteszak-deacuteli a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute majdnem teljes terjedelmeacutevel Salgoacutetarjaacuten ezen

kiacutevuumll az eacuteszaki reacuteszen Somoskőuacutejfalu a deacuteli reacuteszeacuten Baacutetonyterenye telepuumlleacutesek helyezkednek el

(1 aacutebra)

1 aacutebra A viacutezgyűjtő eacutes a rajta talaacutelhatoacute telepuumlleacutesek

Salgoacutetarjaacuten vaacuterosa jelenleg koumlzel 40 000 lakossal rendelkezik A szocializmus idejeacuteben jelentős

ipari teveacutekenyseacuteg folyt a vaacuterosban ennek megfelelően a patak szennyviacutezterheleacutese is igen nagy

volt

bdquoSalgoacutetarjaacuten ipari muacuteltja az 1800-as eacutevekig visszavezethető az aceacutelgyaacuter alakulaacutesaacuteig 1920-ban

aacutetadott Oumlbloumlsuumlveggyaacuter Siacutekuumlveggyaacuter eacutes Tűzhelygyaacuter valamint az SKUuml salakhaacutenyoacute Vasoumlntoumlde

keletkező ipari szennyvizeinek befogadoacuteja a Tarjaacuten-patak volt mely a terheleacutesektől rendkiacutevuumll

szennyezetteacute vaacutelt A taacuterozoacute feletti szakaszt ezekből az uumlzemekből naponta aacutetlagosan 1600 kg

szervesanyag 270 kg ammoacuteniumndashion 352 kg vas 1200 kg lebegőanyag eacutes 3800 kg soacutetartalom

terhelte A tavaszi hoacuteolvadaacutessal illetve csapadeacutekosabb időszakban a Tarjaacuten-patak detergens

tartalmaacutet tovaacutebb noumlvelte a SKUuml salakhaacutenyoacute (galvaacuteniszap vasas iszap) Csoacutekaacutes-eacuterbe beszivaacutergoacute

diffuacutez szennyezeacutese is Ennek koumlvetkezteacuteben a Tarjaacuten-patak bioloacutegiai diverzitaacutesa igen alacsony

voltrdquo (KDV-VIZIG 2013)

A rendszervaacuteltaacutes utaacuten az ipari teveacutekenyseacuteg erősen visszaesett ezzel a viacutezminőseacuteg is javult A

patakon 1979-ben megeacutepuumllt taacuterozoacute mindemellett tovaacutebbra is ellaacutetja uumllepiacutető funkcioacutejaacutet

Elsődleges rendelteteacutese termeacuteszetesen az aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes a maacutetraverebeacutelyi eacutes a

maconkai taacuterozoacutek mellett utoljaacutera eacutepuumllt meg a Zagyva-voumllgyi főművi taacuterozoacuterendszer reacuteszekeacutent

A taacuterozoacute egyeacutebiraacutenyuacute hasznosiacutetaacutesaacutera (horgaacuteszat) ugyan lenne igeacuteny azonban nem megengedett

a taacuterozoacuteban talaacutelhatoacute szennyviacuteziszap meacutergező hataacutesa miatt

3

A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Toacute-strandroacutel meglehetősen keveacutes informaacutecioacute lelhető fel

Reacutegebben strandfuumlrdőkeacutent ma maacuter horgaacutesztoacutekeacutent funkcionaacutel Aacutetlagmeacutelyseacutege 2 meacuteter koumlruumlli a

betonozott medenceacuteket maacutera erősen benőtte a noumlveacutenyzet a tavat sok helyen naacuted szegeacutelyezi (2

aacutebra)

2 aacutebra Toacute-strand reacutegen (rsquo60-as eacutevek) eacutes ma

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg

A viacutezgyűjtő dombvideacutekinek tekinthető eacuteszak felől a Karancs-Medves hataacuterolja melynek

alapkőzete vulkanikus eredetű Az oligoceacuten korszakban agyagmaacuterga eacutes homokkő keletkezett

tengeri uumlledeacutekkeacutent majd a mioceacuten korszakban mocsaras teruumlletek helyeacuten barnakőszeacuten joumltt leacutetre

a raacuterakoacutedott tengeri uumlledeacutek hataacutesaacutera Elsőkeacutent a Karancs keletkezett a vulkaacutenkitoumlreacutesek reacuteveacuten

Miacuteg a Karancs leginkaacutebb andezitből eacutes kuumlloumlnboumlző palaacutekboacutel aacutell a Medves alapkőzete jelentős

reacuteszt 2-9 millioacute eacuteves plioceacuten-pleisztoceacuten bazalt A teruumllet jellemző talajtiacutepusa a barna erdőtalaj

eacutes a fakoacute erdőtalaj az alsoacutebb reacuteszeken talaacutelhatoacute reacuteti talaj is Toumlbb helyen felsziacutenre keruumllt a

porhanyoacutes homokkő

A Karancs-Medves teruumlleteacuten 9696 ha-on a Salgoacutetarjaacuteni Erdeacuteszet folytat erdőgazdaacutelkodaacutest

Nyilvaacutentartaacutesuk szerint az erdeacuteszet 49-a gyertyaacutenosshytoumllgyes 38-a cseres-toumllgyes eacutes 13-a

buumlkkoumls kliacutemaacuteban fekszik Jellemző fafajai elsősorban a toumllgyek (29) a cser (26) az akaacutec

(17) a buumlkk (10) eacutes a gyertyaacuten (6) Az erdeacuteszet teruumlleteacuteből 4100 ha tartozik a Karancs-

Medves Taacutejveacutedelmi Koumlrzetbe melyből 818 ha fokozottan veacutedett Ezen a teruumlleten szaacutemos

veacutedett noumlveacuteny eacutes aacutellatfaj talaacutelhatoacute A veacutedett teruumlletből csak nagyon kis haacutenyad talaacutelhatoacute a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten

23 Viacutezrajz eacuteghajlat

A Tarjaacuten-patak befogadoacuteja a Zagyva jelentősebb melleacutekviacutezfolyaacutesai a Vizslaacutes- Csoacutekaacutesvoumllgyi

Felsőszaacutelaspusztai- Karancs- Baglyas- Salgoacute- Forgaacutecs- eacutes Vaskapu-patakok

Viacutezgyűjtőteruumllete 877 km2 ebből a taacuterozoacutehoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllet 713 km2

A patak eacutes viacutezgyűjtője a Koumlzeacutep Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (KDV-VIZIG) teruumlleteacuten

talaacutelhatoacute Az Igazgatoacutesaacuteg a taacuterozoacute felviacutezi viacutezaacutellaacutesaacutet 2008 oacuteta roumlgziacuteti napi rendszeresseacuteggel A

patakon emellett a 2+300 szelveacutenyben (egy kilomeacuteterrel a taacuterozoacute alatt) talaacutelhatoacute egy

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

3

A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten talaacutelhatoacute Toacute-strandroacutel meglehetősen keveacutes informaacutecioacute lelhető fel

Reacutegebben strandfuumlrdőkeacutent ma maacuter horgaacutesztoacutekeacutent funkcionaacutel Aacutetlagmeacutelyseacutege 2 meacuteter koumlruumlli a

betonozott medenceacuteket maacutera erősen benőtte a noumlveacutenyzet a tavat sok helyen naacuted szegeacutelyezi (2

aacutebra)

2 aacutebra Toacute-strand reacutegen (rsquo60-as eacutevek) eacutes ma

22 Geoloacutegia eacutelővilaacuteg

A viacutezgyűjtő dombvideacutekinek tekinthető eacuteszak felől a Karancs-Medves hataacuterolja melynek

alapkőzete vulkanikus eredetű Az oligoceacuten korszakban agyagmaacuterga eacutes homokkő keletkezett

tengeri uumlledeacutekkeacutent majd a mioceacuten korszakban mocsaras teruumlletek helyeacuten barnakőszeacuten joumltt leacutetre

a raacuterakoacutedott tengeri uumlledeacutek hataacutesaacutera Elsőkeacutent a Karancs keletkezett a vulkaacutenkitoumlreacutesek reacuteveacuten

Miacuteg a Karancs leginkaacutebb andezitből eacutes kuumlloumlnboumlző palaacutekboacutel aacutell a Medves alapkőzete jelentős

reacuteszt 2-9 millioacute eacuteves plioceacuten-pleisztoceacuten bazalt A teruumllet jellemző talajtiacutepusa a barna erdőtalaj

eacutes a fakoacute erdőtalaj az alsoacutebb reacuteszeken talaacutelhatoacute reacuteti talaj is Toumlbb helyen felsziacutenre keruumllt a

porhanyoacutes homokkő

A Karancs-Medves teruumlleteacuten 9696 ha-on a Salgoacutetarjaacuteni Erdeacuteszet folytat erdőgazdaacutelkodaacutest

Nyilvaacutentartaacutesuk szerint az erdeacuteszet 49-a gyertyaacutenosshytoumllgyes 38-a cseres-toumllgyes eacutes 13-a

buumlkkoumls kliacutemaacuteban fekszik Jellemző fafajai elsősorban a toumllgyek (29) a cser (26) az akaacutec

(17) a buumlkk (10) eacutes a gyertyaacuten (6) Az erdeacuteszet teruumlleteacuteből 4100 ha tartozik a Karancs-

Medves Taacutejveacutedelmi Koumlrzetbe melyből 818 ha fokozottan veacutedett Ezen a teruumlleten szaacutemos

veacutedett noumlveacuteny eacutes aacutellatfaj talaacutelhatoacute A veacutedett teruumlletből csak nagyon kis haacutenyad talaacutelhatoacute a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten

23 Viacutezrajz eacuteghajlat

A Tarjaacuten-patak befogadoacuteja a Zagyva jelentősebb melleacutekviacutezfolyaacutesai a Vizslaacutes- Csoacutekaacutesvoumllgyi

Felsőszaacutelaspusztai- Karancs- Baglyas- Salgoacute- Forgaacutecs- eacutes Vaskapu-patakok

Viacutezgyűjtőteruumllete 877 km2 ebből a taacuterozoacutehoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllet 713 km2

A patak eacutes viacutezgyűjtője a Koumlzeacutep Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (KDV-VIZIG) teruumlleteacuten

talaacutelhatoacute Az Igazgatoacutesaacuteg a taacuterozoacute felviacutezi viacutezaacutellaacutesaacutet 2008 oacuteta roumlgziacuteti napi rendszeresseacuteggel A

patakon emellett a 2+300 szelveacutenyben (egy kilomeacuteterrel a taacuterozoacute alatt) talaacutelhatoacute egy

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

4

meacuterőaacutellomaacutes ahol viacutezaacutellaacutest roumlgziacutetenek majd ebből Q-h goumlrbe segiacutetseacutegeacutevel szaacutemiacutetjaacutek a

viacutezhozam adatokat Ezen aacutellomaacuteshoz koumlzel talaacutelhatoacute egy csapadeacutekmeacuterő műszeruumlk is mely napi

sűrűseacuteggel roumlgziacuteti a csapadeacutekadatokat

3 aacutebra KDV-VIZIG meacuterőhelyei

Mivel az Igazgatoacutesaacuteg meacuterceacuteje a taacuterozoacute alatt talaacutelhatoacute befolyaacutesolatlan aacuterhullaacutemroacutel nem aacutell

rendelkezeacutesemre adat Ez a modell parameacuteterezeacutesekor haacutetraacutenyt jelent a tetőző viacutezhozamok

pontos nagysaacutega eacutes az aacuterhullaacutemok jellemző alakja nem ismert

A taacuterozoacute főbb műszaki adatai rendelkezeacutesemre aacutellnak az Igazgatoacutesaacuteg joacutevoltaacuteboacutel a reacuteszletes

adatokat az 1 szaacutemuacute melleacuteklet tartalmazza A taacuterozoacute teacuterfogata uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3 1-

os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3 A taacuterozoacute dombvideacuteki jellegű voumllgyzaacuteroacutegaacutetas taacuterozoacute foumlldtoumllteacutessel

A taacuterozoacuten talaacutelhatoacute egy egyesiacutetett műtaacutergy feneacutekleeresztő zsilippel eacutes koumlrbukoacuteval valamint

egy veacuteszaacuterapasztoacute is ennek teljesiacutetőkeacutepesseacutege 1-os gyakorisaacuteguacute aacuterviacutezszintneacutel 38 m3s A

paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg mintegy 119 em3eacutev Az alvizen kiengedett viacutezmennyiseacuteget

taacuteblaacutes zsilip segiacutetseacutegeacutevel szabaacutelyozzaacutek Az uumlzemrend a tartandoacute viacutezszinthez igazodik A taacuterozoacute

az elmuacutelt 30 eacutevben jelentősen feliszapoloacutedott a KDV-VIZIG aacuteltal veacutegzett mederfelmeacutereacutes

szerint koumlzel 100 000 m3 iszap halmozoacutedott fel

A teruumllet eacuteghajlata kontinentaacutelis Magyarorszaacutegon beluumll koumlzepesen csapadeacutekosnak szaacutemiacutet Az

Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat sok eacuteves csapadeacutekaacutetlaga a viacutezgyűjtőn 550-600 mm A

sokeacuteves aacutetlaghőmeacuterseacuteklet 1-2 degC-kal elmarad az orszaacutegos 10 degC-os aacutetlagtoacutel A napsuumlteacuteses oacuteraacutek

szaacutema 1859 az uralkodoacute szeacuteliraacuteny eacuteszak-keleti

24 Helysziacuteni bejaacuteraacutes

A helysziacutenen haacuterom alkalommal jaacutertunk aminek nagy haszna volt a modell parameacuteterezeacutese

soraacuten A meder alakjaacutet tekintve 8 fő szakaszt kuumlloumlniacutetettem el (4 aacutebra)

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

5

- A legfelső forraacutestoacutel a Strand-toacuteig tartoacute kb 2 km-es szakaszon a meder eacutes a viacutezhozamok

igen kicsik a meder burkolt trapeacutez alakuacute

- A Toacute-strand eacutes a salgoacutetarjaacuteni koacuterhaacutez koumlzoumltti 28 km-en a meder maacuter meacutelyebb szinteacuten

trapeacutez alakuacute eacutes enyheacuten benőtt

- A vaacuteros belsejeacuteben a koacuterhaacuteztoacutel kb 05 km hosszon teacuteglalap alakuacute mederben halad

tovaacutebb a viacutezfolyaacutes

- A koumlvetkező szakasz mintegy 08 km hosszuacute a felsziacuten alatt halad szinteacuten teacuteglalap alakuacute

- A meder egy benzinkuacutet utaacuten vaacutelik uacutejra nyitottaacute itt ismeacutet trapeacutez alakuacute Ez a szakasz 30

km hosszuacute a salgoacutetarjaacuteni Tesco-ig tart A meder benőttseacutege erősen vaacuteltozoacute ezen a

szakaszon

- A Tesco parkoloacuteja alatt 02 km hosszon egy ellipszis alakuacute hullaacutemcsőben keruumll

aacutetvezeteacutesre a patak vize

- A Tesco alatt a taacuterozoacuteig szabaacutelyos enyheacuten benőtt trapeacutezmeder talaacutelhatoacute

- A taacuterozoacute alatt a meder trapeacutez alakuacute joacutel karbantartott a torkolathoz koumlzeledve egyre

inkaacutebb benőtt

4 aacutebra Mederszakaszok a viacutezgyűjtőn

Az emliacutetett Strand-toacute aacutetfolyaacutesos rendszerű visszaduzzasztaacutest nem okoz a viacutezfolyaacuteson (ezt a

megaacutellapiacutetaacutest helyi lakosok is alaacutetaacutemasztottaacutek) A belvaacuterosi fedett szakaszok eseteacuteben akkoraacutek

a kialakiacutetott keresztmetszetek hogy ezek a szakaszok sem okoznak visszaduzzasztaacutest

A helysziacutenen a viacutezgyűjtő eacuteszaki reacuteszeacuten (a Tarjaacuteni Gyermektaacutebor teruumlleteacuten) kihelyezeacutesre keruumllt

egy billenő edeacutenyes csapadeacutekmeacuterő eacutes egy szeacutelmeacuterő műszer melyek oacuteraacutes adatsort roumlgziacutetenek

Ezek az adatok keacutesőbb roumlvid taacutevuacute eacutes hosszuacute taacutevuacute futtataacutesokhoz egyaraacutent felhasznaacutelhatoacuteak

lesznek A műszerek kihelyezeacutese az 5 aacutebraacuten laacutethatoacute

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

6

5 aacutebra Csapadeacutek eacutes szeacutelmeacuterő műszerek kihelyezeacutese

Az első bejaacuteraacutes soraacuten a teljes viacutezfolyaacutes menteacuten veacutegighaladtunk A viacutezgyűjtő felső reacuteszeacuten laacutethatoacute

volt a fent emliacutetett maacutelleacutekony homokkő alapreacuteteg Szemreveacuteteleztuumlk a taacuterozoacute egyesiacutetett

műtaacutergyaacutet eacutes a torkolatot is (6 aacutebra) A taacuterozoacute műtaacutergyaacuten megfigyelhetők betonhibaacutek valamint

az alviacutezi meder gabion burkolataacutenak hiaacutenyossaacutegai de koraacutehoz keacutepest a műtaacutergy joacute aacutellapotuacutenak

tekinthető A torkolatnaacutel a patak medre kőburkolattal biztosiacutetott

6 aacutebra Felső sor egyesiacutetett műtaacutergy felviacutezen eacutes alviacutezen alul balra torkolat alul jobbra

homokkő fal

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

7

3 Modellezeacutes

31 Modellező szoftver bemutataacutesa

A HEC-HMS (Hydrologic Engineering Centerrsquos Hydrologic Modeling System)

csapadeacuteklefolyaacutes folyamatok szimulaacutelaacutesaacutera kifejlesztett viacutezgyűjtő modellező szoftver amelyet

a HEC maacuter toumlbb mint 30 eacuteve fejleszt Ezek a fejleszteacutesek ugyanakkor baacuterki meacuteg a kuumllfoumlldiek

szaacutemaacutera is eleacuterhetőek ingyenesen eacutes legaacutelisan internetről letoumllthetőek

A HEC-HMS grafikus felhasznaacuteloacutei feluumlletet sajaacutet adatbaacutezis kezelőt valamint szoumlveges eacutes

aacutebraacutekkal illusztraacutelt eredmeacutenykijelzeacutest kiacutenaacutel a felhasznaacuteloacutek szaacutemaacutera Fa alakuacute viacutezgyűjtő

haacuteloacutezattal rendelkező viacutezgyűjtő teruumllet eseteacuten rengeteg hidroloacutegiai eacutes hidraulikai szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszer koumlzuumll vaacutelasztva szimulaacutelhatoacute a csapadeacutek-lefolyaacutes folyamata Ezen kiacutevuumll a program

segiacutetseacuteget nyuacutejt a foumlldhasznaacutelat vaacuteltozaacutesaacutenak urbanizaacutecioacute viacutezgyűjtőre gyakorolt hataacutesaacutenak

modellezeacuteseacutehez hidraulikai műtaacutergyak viacutezfolyaacutest befolyaacutesoloacute hataacutesainak vizsgaacutelataacutehoz

(eacutepiacutetendő műtaacutergyak meacuteretezeacuteseacutehez) aacuterhullaacutem szimulaacutecioacutehoz aacuterviacutez előrejelzeacuteshez (Szeacuteles

2011)

Ez a viacutezgyűjtőmodell determinisztikus tehaacutet nem rendelkezik veacuteletlenszerű elemekkel azonos

parameacuteterekkel minden futtataacutes azonos veacutegeredmeacutenyre vezet A modell emellett egyesiacutetett

parameacuteterű vagyis nem diszkreacutet elemekre osztva kezeli a viacutezgyűjtőt hanem egy-egy nagy

egyseacutegre (reacuteszviacutezgyűjtőre) szuumlkseacuteges csak definiaacutelni a parameacutetereket A szoftver aacuteltal

alkalmazott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek fizikai-alapuacuteak azaz nem tapasztalati moacutedszerekre eacutepiacutetenek

32 Modell feleacutepiacuteteacutese kiindulaacutesi adatok

A HMS modell fő reacuteszei a viacutezgyűjtőmodell a meteoroloacutegiai modell a futtataacutesi parameacuteterek eacutes

a bemeneti illetve ellenőrző adatsorok

Viacutezgyűjtőmodell

A viacutezgyűjtőmodellt az ArcGIS teacuterinformatikai szoftver segiacutetseacutegeacutevel aacutelliacutetottam elő Ehhez a

szoftverhez fejlesztett ki a HEC egy kiegeacutesziacutető szoftvert HEC-GeoHMS neacuteven mellyel

leacutepeacutesről-leacutepeacutesre koumlnnyedeacuten elveacutegezhető a viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes eacutes a HMS-hez szuumlkseacuteges

bemenő viacutezgyűjtőmodell előaacutelliacutetaacutesa Ehhez a baacuterki szaacutemaacutera hozzaacutefeacuterhető EU-DEM raszter

terepmodellt hasznaacuteltam Ennek cellameacuterete 25x25 m-es mely elegendően reacuteszletes a koumlzel 90

km2-es viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutesaacutehoz

A terepmodell előkeacutesziacuteteacuteseacutenek 9 fő leacutepeacutese van minden leacutepeacutesneacutel kuumlloumln reacuteteget hoz leacutetre a

program Elsőkeacutent a meacutelyedeacutesek feltoumllteacutese szuumlkseacuteges (Fill Sinks) Maacutesodik leacutepeacutesben a program

hozzaacuterendeli minden cellaacutehoz a legmeredekebb lejtő iraacutenyaacutet (Flow Direction) Koumlvetkező

leacutepeacutesben az adott cellaacutekhoz tartozoacute felviacutezi cellaacutek szaacutemaacutet hataacuterozza meg a program (Flow

Accumulation) Ezutaacuten meghataacuterozhatoacute a felhasznaacuteloacute aacuteltal megadott felviacutezi cellaszaacutem alapjaacuten

hogy mely cellaacutek szaacutemiacutetsanak medernek (Stream Definition) Koumlvetkező leacutepeacutesben a program

viacutezfolyaacutesszakaszokra osztja a mederkeacutent meghataacuterozott cellaacutekat (Stream Segmentation) 6

leacutepeacutesben a meghataacuterozott viacutezfolyaacutesszakaszokhoz lehataacuterolaacutesra keruumllnek a viacutezgyűjtők

(Catchment Grid Delination) Az utolsoacute előtti keacutet leacutepeacutesben teacuter aacutet a szoftver raszter formaacutetumroacutel

vektor formaacutetumra a reacuteszviacutezgyűjtők hataacutervonalainak eacutes a viacutezfolyaacutesszakaszoknak a

vektorizaacutelaacutesaacuteval (Catchment Polygon Processing Drainage Line Processing) Az utolsoacute leacutepeacutes

oumlsszesiacuteti a reacuteszviacutezgyűjtőket minden torkolatnaacutel enneacutel a leacutepeacutesneacutel uacutejabb reacuteteg maacuter nem joumln leacutetre

(Adjoint Catchmant Processing) A 7 aacutebraacuten laacutethatoacutek az egyes leacutepeacutesekneacutel leacutetrehozott reacutetegek

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

8

7 aacutebra Viacutezgyűjtő lehataacuterolaacutes leacutepeacutesei

A terepmodell előkeacutesziacuteteacutese utaacuten egy projekt leacutetrehozaacutesa szuumlkseacuteges melyhez a felhasznaacuteloacute

keacutezzel kijeloumllhet egy tetszőleges pontot Ez a pont esetemben a Tarjaacuten-patak eacutes a Zagyva

torkolataacutenaacutel talaacutelhatoacute A pont kijeloumlleacuteseacutevel uacutej reacutetegcsoportot hoz leacutetre a program a projekt

megadott neveacutevel Ezutaacuten maacuter csak a ponthoz tartozoacute viacutezgyűjtőteruumllettel dolgozhat a

felhasznaacuteloacute Ekkor van lehetőseacuteg a reacuteszviacutezgyűjtők eacutes viacutezfolyaacutesszakaszok

oumlsszevonaacutesaacuterafelbontaacutesaacutera A reacuteszviacutezgyűjtők leacutetrehozaacutesaacutenaacutel keacutet szempontot vettem

figyelembe Egyreacuteszt uumlgyeltem arra hogy teruumllethasznaacutelat szerint joacutel elkuumlloumlniacutethetőek legyenek

maacutesreacuteszt hogy a szaacutemuk ne legyen tuacutelzottan nagy ezzel is csoumlkkentve a szabad parameacuteterek

szaacutemaacutet Ezek alapjaacuten oumlsszesen 6 reacuteszviacutezgyűjtőt hoztam leacutetre melyekből 4 talaacutelhatoacute a

meacuterceszelveacuteny foumlloumltt Koumlvetkező faacutezis a kuumlloumlnboumlző karakterisztikaacutek leacutetrehozaacutesa

Meghataacuterozandoacute a viacutezfolyaacutesok hossza eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők eseacutese a reacuteszviacutezgyűjtők

leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonala koumlzeacuteppontja eacutes azok magassaacutega valamint a koumlzeacuteppontokhoz

tartozoacute leghosszabb lefolyaacutesi uacutetvonalak

Ezutaacuten koumlvetkezik a viacutezfolyaacutesok eacutes reacuteszviacutezgyűjtők automatikus elnevezeacutese valamint az adatok

ellenőrzeacutese eacutes konvertaacutelaacutesa HEC-HMS formaacutetumra sematikus aacutebra leacutetrehozaacutesa majd az

exportaacutelaacutes

A HMS-be valoacute importaacutelaacutes utaacuten az alaacutebbi vaacuteltoztataacutesokat eszkoumlzoumlltem a sematikus

viacutezgyűjtőmodellen Oumlsszehasonliacutetottam a topograacutefiai teacuterkeacutepről aacuteltalam digitalizaacutelt

mederhaacuteloacutezatot a GeoHMS aacuteltal meghataacuterozott mederhaacuteloacutezattal Oumlsszesseacutegeacuteben az egyezeacutes

kieleacutegiacutetőnek mondhatoacute azonban a Vizslaacutes-patak (W5 jelű viacutezgyűjtő) a meacuterceszelveacuteny előtt

torkollott a Tarjaacuten-patakba a GeoHMS lehataacuterolaacutesa szerint A topograacutefiai teacuterkeacutepen azonban joacutel

laacutethatoacute hogy a Vizslaacutes-patak medre szabaacutelyozaacutesra keruumllt iacutegy a meacuterceszelveacuteny alatt torkollik a

Tarjaacuten-patakba A sematikus modellt ennek megfelelően moacutedosiacutetottam A mederhaacuteloacutezatok

elteacutereacutese a 8 aacutebraacuten laacutethatoacute

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

9

8 aacutebra A megleacutevő eacutes a szaacutemiacutetott mederhaacuteloacutezat elteacutereacutesei

Emellett beeacutepiacutetettem a megfelelő helyre a taacuterozoacutet valamint a helysziacutenen tapasztaltak alapjaacuten

toumlbb reacuteszre osztottam a viacutezfolyaacutesszakaszokat A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell a 9 aacutebraacuten laacutethatoacute

9 aacutebra A veacutegleges viacutezgyűjtőmodell

Meteoroloacutegiai modell

Csapadeacutek

A modellfuttataacutesi parameacuteterek megadaacutesakor szuumlkseacuteges meghataacuterozni a futtataacutes kezdő eacutes zaacuteroacute

daacutetumaacutet illetve időpontjaacutet valamint a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcsőt Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb eacutevre

szuumlkseacuteges kalibraacutelni valamint validaacutelni a modellt illetve toumlrekedni arra hogy a kivaacutelasztott

eacutevek csapadeacutekosabb eacutes szaacuterazabb időszakokat is feloumlleljenek Vaacutelasztaacutesom kalibraacutelaacutesi

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

10

időszakra a 2008-2010-ig validaacutelaacutesra 2011-2013-ig tartoacute 3-3 eacutev A 10 aacutebraacuten laacutethatoacute az eacuteves

csapadeacutekoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel 2008-2013-ig A futtataacuteshoz elegendő a napi szaacutemiacutetaacutesi

leacutepcső tehaacutet a tovaacutebbiakban emliacutetett idősorok mindig napi bontaacutesuacutenak eacutertendők

10 aacutebra Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek alakulaacutesa a vaacutelasztott időszakban

A meteoroloacutegiai modellben megadhatoacute a meacutert csapadeacutekadatok beviteli moacutedja mely esetemben

a csapadeacutek idősor megadaacutesaacutet jelenti

Paacuterolgaacutes

Figyelembe vehető a paacuterolgaacutes eacutes a hoacuteolvadaacutes hataacutesa is Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes veacutegzeacutesekor ezek a

teacutenyezők nem elhanyagolandoacutek Paacuterolgaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a Priestley-Taylor moacutedszert

hasznaacuteltam mely a szoftverbe beeacutepiacutetett szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacutet

(PET) a szoftver szaacutemolja bemenő adatkeacutent csupaacuten a Priestley-Taylor parameacutetert (αPT) eacutes a

nettoacute sugaacuterzaacutes (Rn) adatsoraacutet szuumlkseacuteges megadni A potenciaacutelis evapo-transpiraacutecioacute

szaacutemiacutetaacutesaacutenak menete a koumlvetkező

119875119864119879 = prop119875119879∙∆

∆+120574∙

119877119899minus119866

119871 [mmnap] (1)

ahol

Δ [kPaoC] - teliacuteteacutesi paacuteranyomaacutes goumlrbeacutejeacutenek meredekseacutege

γ [kPaoC] - pszichrometrikus konstans

Rn [MJm2∙nap] - a noumlveacutenyzettel boriacutetott talajfesziacutenen rendelkezeacutesre aacutelloacute energia

G [MJm2∙nap] - talaj hővezető keacutepesseacutege melyet 0-nak felteacuteteleztem

L [MJm2∙mm] - paacuterolgaacuteshő a hőmeacuterseacuteklet ismereteacuteben szaacutemiacutethatoacute

αPT [-] - Priestley-Taylor parameacuteter pontosabb ismeretek hiaacutenyaacuteban az

irodalomban teliacutetett talajra ajaacutenlott eacuterteacuteket vettem fel αPT = 126

Az egyenlet egyes elemeinek szaacutemiacutetaacutesa a koumlvetkezőkeacuteppen toumlrteacutenik

2

3273

2717

3273

610804098

T

eT

T

[kPaoC] (2)

680

514

701

386 374427

0

100

200

300

400

500

600

700

800

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Eacuteves csapadeacutekoumlsszeg Eacuteves csapadeacutekoumlsszegek sokeacuteves aacutetlaga (OMSZ)

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

11

ahol

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

120574 =119862119875∙119875

120576∙120582= 0000665 ∙ 119875 [kPaoC] (3)

ahol

CP =0001013 [MJkg∙oC] - levegő fajhője aacutellandoacute nyomaacuteson

P [kPa] - leacutegkoumlri nyomaacutes

ε = 0065 [kPaoC] - a viacutezpaacutera eacutes a szaacuteraz levegő molekulaacuteris suacutelyaacutenak

haacutenyadosa

120582 = 245 [MJkg] - hőszaacutelliacutetaacutesi teacutenyező

119875 = 1013 ∙ (293minus00065∙119911

293)

526

[kPa] (4)

ahol

z [m] - a tengerszint feletti magassaacuteg

119871 = 119888119900119899119907(289 minus 0028 ∙ 119879) [MJm2∙mm] (5)

ahol

c119900119899119907 = 00864 [MJoacute∙W] - aacutetvaacuteltaacutesi faktor

T [oC] - levegő hőmeacuterseacuteklet

119877119899 = 119877119899119904 minus 119877119899119897 [MJm2∙nap] (6)

ahol

Rns [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute roumlvidhullaacutemuacute beeacuterkező sugaacuterzaacutes

Rnl [MJm2∙nap] - felsziacuteni nettoacute hosszuacutehullaacutemuacute sugaacuterzaacutesveszteseacuteg

sns RR 1 [MJm2∙nap] (7)

ahol

Rs [MJm2∙nap] - beeacuterkező napsugaacuterzaacutes

α [-] - albedo

119877119899119897 = 120590 ∙ 1198794 ∙ (034 minus 014 ∙ radic119890119886) ∙ (135 ∙119877119904

1198771199040minus 035) [MJm2∙nap] (8)

ahol

σ = 490310-9 [MJoK4∙m2∙nap] - Stefan-Boltzmann aacutellandoacute

T [oK] - napi hőmeacuterseacuteklet

ea [kPa] - aktuaacutelis paacuteranyomaacutes melyre 2008-2010-ig

rendelkezeacutesemre aacutellt meacutert adatsor (laacutesd lentebb) miacuteg a 2011-2013-ig tartoacute időszakra az előző

3 eacutev aacutetlagaacutet (70) vettem fel

Rs0 [MJm2∙nap] - uacuten tiszta eacutegbolt napsugaacuterzaacutes meghataacuterozaacutesa

aS RzR 5

0 102750 [MJm2∙nap] (9)

ahol

z [m] - tengerszint feletti magassaacuteg

Ra [MJm2∙nap] - extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutes

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

12

Meacutert adatok hiaacutenyaacuteban beeacuterkező globaacutel napsugaacuterzaacutes Rs szaacutemiacutetaacutesa (nN 60 nem borult

időszakot felteacuteteleztem)

aS RN

nR

50250 [MJm2∙nap] (10)

ahol

n [oacutera] - aktuaacutelis napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

N [oacutera] - lehetseacuteges napsuumlteacuteses oacuteraacutek szaacutema

Az Ra extraterresztriaacutelis globaacutelsugaacuterzaacutest a viacutezgyűjtőteruumllet geometriai koumlzeacuteppontjaacutenak globaacutel

koordinaacutetaacutei alapjaacuten szaacutemiacutetottam (Eacuteszaki szeacutelesseacuteg 48deg 06rsquo tengerszint feletti magassaacuteg 242

mBf)

A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutera a hőmeacuterseacuteklet index moacutedszer alkalmazhatoacute A hoacute felhalmozoacutedaacutesaacutenak

eacutes olvadaacutesaacutenak szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges a hoacuteolvadaacutesi teacutenyező szaacutemiacutetaacutesa az alaacutebbi keacuteplet

alapjaacuten

ba TTCM [mmnap] (11)

ahol

M [mmnap] - hoacuteolvadaacutes

C [mmoC∙nap] - hoacuteolvadaacutesi teacutenyező

Ta [oC] - leacuteghőmeacuterseacuteklet

Tb = 0 oC - alaphőmeacuterseacuteklet

A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutest a 11 aacutebra mutatja A havi csapadeacutek eacutes paacuterolgaacutes adatok a 12

aacutebraacuten laacutethatoacutek A 2011-es eacutes a 2012-es eacutevben laacutethatoacutean nagyobb a paacuterolgaacutes mint a csapadeacutek

ez a csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutegaacutenak koumlszoumlnhető (reacuteszletesen laacutesd lentebb)

11 aacutebra Modellezett paacuterolgaacutes 2008-2013-ig

0

1

2

3

4

5

6

7

20080101 20090101 20100101 20110101 20120101 20130101

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Daacutetum

Paacuterolgaacutes

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

13

12 aacutebra Havi csapadeacutek- eacutes paacuterolgaacutesoumlsszegek

Hoacuteolvadaacutes

A hoacuteolvadaacutes hataacutesa a teacuteli kora tavaszi időszakban felhalmozoacutedaacuteskeacutent illetve keacutesleltetett

lefolyaacuteskeacutent jelentkezik A hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesa a napi csapadeacutek- eacutes hőmeacuterseacuteklet adatokkal

toumlrteacutenik felteacutetelezve hogy 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklet eseteacuten a csapadeacutek hoacute formaacutejaacuteban hullik a

felsziacutenre Ez a csapadeacutek keacutesleltetve a hőmeacuterseacuteklet emelkedeacutese eseteacuten jaacuterul hozzaacute a

viacutezhozamhoz A hoacuteolvadaacutesi teacutenyező tipikus eacuterteacutekei 18 eacutes 37 mmdegC koumlzoumltt talaacutelhatoacutek

A hoacuteolvadaacutes pontosabb szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hoacute fajhőjeacutet is figyelembe vettem A hoacute hőmeacuterseacuteklete

hataacutessal van az olvadaacutesra eacutes az esőre Ez a hataacutes szaacutemiacutethatoacute A hoacute hőmeacuterseacuteklete meghataacuterozza

azt az energiaacutet mely a bdquohidegrdquo hoacutereacuteteg 0 degC-ra emeleacuteseacutehez szuumlkseacuteges A HMS modellben

előszoumlr a teacuteli hoacutenapokban a hoacutereacuteteg 0 degC alatti hőmeacuterseacuteklete van meghataacuterozva az eltelt napok

fuumlggveacutenyeacuteben majd a hoacute hőmeacuterseacutekleteacutenek fuumlggveacutenyeacuteben a hoacute felmelegiacuteteacuteseacutehez szuumlkseacuteges

energiamennyiseacuteg A hoacutereacuteteg kora tavaszi olvadaacutesakor vagy esőzeacuteskor előszoumlr ezt a hideg

hoacutereacuteteget kell felmelegiacuteteni 0 degC-ra mielőtt hoacuteolvadaacutes toumlrteacutenik (Koch 2015)

Bemenő adatsorok

A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges adatokat idősorkeacutent vagy eacuterteacutekpaacuterok (goumlrbeacutek) formaacutejaacuteban lehet

megadni Goumlrbekeacutent szuumlkseacuteges megadni a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet valamint a

hoacuteolvadaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges olvadaacutesi raacutetaacutet A taacuterozoacute mindkeacutet jelleggoumlrbeacuteje

rendelkezeacutesemre aacutellt azonban a viacutezaacutellaacutes-taacuterozott teacuterfogat oumlsszefuumlggeacutesből aktuaacutelisabb adatsorral

rendelkeztem ezeacutert ezt alkalmaztam a futtataacutesok soraacuten A programnak megadott keacutet goumlrbe a

13 aacutebraacuten laacutethatoacute

13 aacutebra Olvadaacutesi goumlrbe eacutes morfoloacutegiai goumlrbe a HMS-ben

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX I V IX

Csa

pad

eacutekP

aacutero

lgaacutes

[m

m]

HoacutenapHavi csapadeacutek Havi paacuterolgaacutes

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

14

Idősorok tekinteteacuteben nagyobb a modell adatigeacutenye A futtataacuteshoz szuumlkseacuteges idősorok

csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet viacutezhozam nettoacute sugaacuterzaacutes noumlveacutenyzet egyuumltthatoacute a

kalibraacutelaacuteshozigazolaacuteshoz szuumlkseacuteges idősor taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes A felhasznaacutelt csapadeacutek adatsor a

viacutezhozam illetve taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes adatsor a KDV-VIZIG meacuterőhelyeiről szaacutermaznak A

noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves alakulaacutesaacutet szakirodalomboacutel vettem aacutet (Rao at al 2011) Mivel

az Orszaacutegos Meteoroloacutegiai Szolgaacutelat meacuterőaacutellomaacutesai viszonylag messze talaacutelhatoacutek a

viacutezgyűjtőtől eacutes a teacuteriacuteteacutesmentesen kikeacuterhető adatok mennyiseacutege veacuteges a toumlbbi adatsort ingyenes

forraacutesokboacutel nyertem Első ilyen forraacutesom a CARPATCLIM projekt (httpwwwcarpatclim-

euorg) melynek kereteacuteben a kaacuterpaacutet-medencei orszaacutegok aacuteltal roumlgziacutetett adatokat gyűjtoumltteacutek

oumlssze homogenizaacuteltaacutek eacutes tetteacutek szeacuteles koumlrben eleacuterhetőveacute az egyes orszaacutegok reacutesztvevői Az

adatok időbeli felbontaacutesa napi teacuterbeli felbontaacutesa 01deg x 01deg (11 km x 11 km) A projekt 2010-

ig tartott a kalibraacutelaacutes 3 eacuteveacutere ebből a forraacutesboacutel szereztem be a hőmeacuterseacuteklet eacutes (a globaacutelsugaacuterzaacutes

szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges) relatiacutev paacuteratartalom adatokat Maacutesik forraacutesom az amerikai National

Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) szervezet melynek reacuteszeacutet keacutepezi a National

Climatic Data Center (NCDC) A NCDC a vilaacuteg minden taacutejaacuteroacutel gyűjt oumlssze meteoroloacutegiai

adatokat melyek a teacuterkeacutepes keresőjuumlkoumln keresztuumll ingyenesen lekeacuterhetők Mivel a viacutezgyűjtő

teruumlleteacuten nem talaacutelhatoacute meacuterőaacutellomaacutes ezeacutert kivaacutelasztottam haacuterom a viacutezgyűjtőt koumlrbevevő

meacuterőhelyet melyekről lekeacutertem a hőmeacuterseacutekletadatokat napi bontaacutesban A meacutert adatokat

mediaacuten moacutedszerrel aacutetlagoltam a viacutezgyűjtőre A meacuterőaacutellomaacutesok eacutes a suacutelyozaacuteskor figyelembe

vett teruumlletek a 14 aacutebraacuten laacutethatoacutek A gyűjtoumltt adatok forraacutesaacutet időtartamaacutet tartalmazza az 1

taacuteblaacutezat

14 aacutebra Meacuterőaacutellomaacutesokhoz tartozoacute teruumlletek a mediaacuten moacutedszer szerint

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

15

1 taacuteblaacutezat Oumlsszegyűjtoumltt adatok oumlsszefoglaloacute taacuteblaacutezata

Meacutert adat Forraacutes Időintervallum Egyseacuteg Megjegyzeacutes M

eteo

roloacute

gia

i

Csapadeacutek

KDV-VIZIG 2008-2013 Napi 2011 2012 hiaacutenyos

CARPATCLIM 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

NOAA 2008-2013 Napi Nem elegendően pontos

Hőmeacuterseacuteklet CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

NOAA 2011-2013 Napi -

Paacuteratartalom CARPATCLIM 2008-2010 Napi -

Viacutez

rajz

i Viacutezhozam (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Viacutezaacutellaacutes (alviacutez) KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

Taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes KDV-VIZIG 2008-2010 Napi -

33 Kalibraacutelaacutes

Viacutezgyűjtőmodellek eseteacuten alapvetően keacutet feacutele kalibraacutelaacutesi lehetőseacuteg leacutetezik Kalibraacutelhatoacute a

modell roumlvid időszakokra neacutehaacuteny napos vagy hetes esemeacutenyekre Maacutesik lehetőseacuteg a modell

hosszuacute taacutevuacute kalibraacutecioacuteja mely esetben toumlbb eacutevre kell megfelelnie a modellnek Mindkeacutet

futtataacutestiacutepushoz rendelkezeacutesre aacutellnak ajaacutenlott szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerek vagy akaacuter azok

kombinaacutecioacuteja Hosszuacute taacutevuacute futtataacutes eseteacuten toumlbb koumlruumllmeacuteny figyelembe veacutetele szuumlkseacuteges a

modell bemenő adatigeacutenye is nagyobb a kalibraacutelaacutes folyamata oumlsszetettebb A roumlvid taacutevuacute

futtataacutes rendkiacutevuumlli esemeacutenyek a hosszuacute taacutevuacute futtataacutes aacutetlagos időszakok modellezeacuteseacutere

alkalmasabb

331 Alkalmazott hidroloacutegiai elemek

A modell oumlsszesen 7 hidroloacutegiai elem figyelembeveacuteteleacutere ad lehetőseacuteget ezek koumlzuumll neacutehaacuteny

alkalmazaacutesa opcionaacutelis A kuumlloumlnboumlző elemekre toumlbb szaacutemiacutetaacutesi moacutedszer is alkalmazhatoacute Mivel

a szoftver amerikai fejleszteacutesű szuumlkseacuteges a moacutedszerek koumlruumlltekintő megvaacutelasztaacutesa az elteacuterő

eacuteghajlati eacutes domborzati viszonyok miatt A szoftver aacuteltal kiacutenaacutelt elemek a koumlvetkezők

- noumlveacutenyzet viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Canopy)

- talajfelsziacuten viacutezfelveacutetele paacuterologtataacutesa (Surface)

- alsoacutebb talajreacutetegekbe beszivaacutergoacute viacutezmennyiseacuteg veszteseacuteg (Loss)

- aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute (Transform)

- alaphozam (Baseflow)

- mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesa (Routing)

- meder szivaacutergaacutesi veszteseacutege (LossGain)

A fenti elemek koumlzuumll egyeduumll a meder szivaacutergaacutesi veszteseacutegeacutevel nem szaacutemoltam a toumlbbi elem

alkalmazaacutesaacutet szuumlkseacutegesnek talaacuteltam

A noumlveacutenyzet hataacutesaacutenak figyelembeveacutetele a transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesa miatt fontos hiszen hosszuacute

taacutevuacute futtataacutes eseteacuten jelentős a paacuterolgaacutes szerepe a viacutezgyűjtők viacutezhaacuteztartaacutesaacuteban Szaacutemiacutetaacutesi

moacutedszernek a dinamikus moacutedszert (Dynamic Canopy) alkalmaztam mivel ez az egyszerű

moacutedszerrel (Simple Canopy) ellenteacutetben figyelembe veszi a noumlveacutenyzet viacutezfelvevő-

keacutepesseacutegeacutenek alakulaacutesaacutet a hoacutenapok soraacuten A szaacutemiacutetaacutesi moacutedszerhez szuumlkseacuteges megadni a

noumlveacutenyzet kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] azt a csapadeacutekmennyiseacuteget melyet a noumlveacutenyzet keacutepes

felvenni [mm] illetve egy fuumlggveacutenyt amely megadja hogy mikeacutent vaacuteltozik a noumlveacutenyzet

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

16

egyuumltthatoacuteja havi szinten Ez az egyuumltthatoacute az evapo-transpiraacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges ez

alapjaacuten szaacutemiacutetja a program a noumlveacutenyzet talajboacutel felvett viacutezmennyiseacutegeacutet

A talajfelsziacuten paacuterologtataacutesaacutehoz szinteacuten a kezdeti teliacutetettseacuteg [] eacutes a talajfelsziacuten aacuteltal felfoghatoacute

csapadeacutekmennyiseacuteg [mm] megadaacutesa szuumlkseacuteges

A veszteseacutegek eacutes a talajban toumlrteacutenő szivaacutergaacutesok szaacutemiacutetaacutesaacutehoz a hosszuacute taacutevuacute futtataacuteshoz javasolt

SMA (Soil Moisture Accounting) moacutedszert hasznaacuteltam mely a HMS-ben az egyetlen lefolyaacutes

szaacutemiacutetaacutesi modell mely keacutet csapadeacutek esemeacuteny koumlzoumltt folyamatosan szaacutemiacutetja a talajban taacuterozott

viacutez mennyiseacutegeacutet a szimulaacutecioacute soraacuten Adott csapadeacutek hőmeacuterseacuteklet eacutes potenciaacutelis evapo-

transpiraacutecioacute eseteacuten a modell szaacutemiacutetja az uacuten veszteseacutegeket felsziacuteni lefolyaacutest taacuterozaacutest az alsoacutebb

reacutetegekbe toumlrteacutenő szivaacutergaacutest felsziacuten alatti lefolyaacutest elszivaacutergaacutest A csapadeacutek uacutetjaacutet a viacutezgyűjtőn

aacutet oumlt reacutetegre osztja intercepcioacute talajfelsziacuten taacuterozaacutes talaj taacuterozaacutes meacutelyebb talajreacutetegek taacuterozaacutesa

mely keacutet reacuteszre oszthatoacute Az SMA modellt a 15 aacutebra mutatja be A futtataacutesok soraacuten ez az elem

adja a legtoumlbb szabad parameacutetert Szuumlkseacuteges megadni minden reacuteteg kezdeti teliacutetettseacutegeacutet [] az

egyes reacutetegek taacuterozaacutesi kapacitaacutesaacutet [mm] a felső talajreacuteteg eseteacuten azt a talajvastagsaacutegot melyből

nem taacutevozhat evaporaacutecioacute formaacutejaacuteban a viacutez tehaacutet felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest keacutepez [mm] az

egyes reacutetegek koumlzoumltti szivaacutergaacutes sebesseacutegeacutet [mmoacutera] a viacutezgyűjtőn talaacutelhatoacute burkolt feluumlletek

araacutenyaacutet [] illetve a meacutelyebb reacutetegekre egy egyuumltthatoacutet mely a viacutez tovaacutebbszivaacutergaacutesaacutenak

keacutesleteteacuteseacutet hataacuterozza meg [oacute] A szabad parameacuteterek szaacutemaacutenak csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben keacutet

meacutelyreacuteteg helyett csak egyet vettem figyelembe

15 aacutebra Az SMA modell elemei (Koch 2015)

Aacuterhullaacutem-transzformaacutelaacuteshoz a Clark-feacutele transzformaacutecioacutes moacutedszert alkalmaztam mivel ehhez

a moacutedszerhez viszonylag keveacutes szabad parameacuteter tartozik Szuumlkseacuteges az egyes viacutezgyűjtők

oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutenek meghataacuterozaacutesa [oacutera] eacutes egy taacuterozaacutesi egyuumltthatoacute megadaacutesa [oacutera]

Alaphozam szaacutemiacutetaacutesaacutera a lineaacuteris taacuterozaacutesi rendszert hasznaacuteltam mely aacuteltalaacuteban a SMA-val

egyuumltt alkalmazott A lineaacuteris taacuterozoacute modellben a taacuterozaacutes időegyseacuteg alatti megvaacuteltozaacutesa (ΔSΔt)

megegyezik a beleacutepő (It) eacutes kileacutepő viacutezhozamok (Ot) kuumlloumlnbseacutegeacutevel

tt OIt

S

(12)

A taacuterozaacutes eacutes kifolyaacutes koumlzoumltt egyszerű lineaacuteris kapcsolat aacutell fenn

tt ORS (13)

Intercepcioacute

Evaporaacutecioacute

Felsziacuteni taacuterozaacutes

Talaj

Szivaacutergaacutes

Szivaacutergaacutes

Meacutelybeszivaacutergaacutes

Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Felsziacuteni lefolyaacutes Lefolyaacutes

Maacutesodik talajreacuteteg (GW2)

Csapadeacutek (eső hoacute)

Első talajreacuteteg (GW1) Flesziacuten alatti

hozzaacutefolyaacutes

Beszivaacutergaacutes

Transpiraacutecioacute

Talajfelsziacuten

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

17

A (13) egyenletet a (12) egyenletbe behelyettesiacutetve megkapjuk a lineaacuteris taacuterozaacutesi modellt

1 tBtAt QCICQ [m3s] (14)

ahol CA eacutes CB egyuumltthatoacutek melyek segiacutetseacutegeacutevel illetve a rendszerbe beeacuterkező pillanatnyi

viacutezhozam alapjaacuten a rendszert elhagyoacute viacutezhozam megaacutellapiacutethatoacute

tR

tCA

50 (15)

ahol

Δt [nap] shy a szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső ideje

R [shy] shy lineaacuteris taacuterozoacute egyuumltthatoacute

AB CC 1 (16)

Az alaphozam meghataacuterozaacutesaacutenaacutel szinteacuten keacutet talajreacuteteg adhatoacute meg a szabad parameacuteterek

csoumlkkenteacutese eacuterdekeacuteben azonban ez esetben is csak egy reacuteteget vettuumlnk figyelembe

A mederbeli lefolyaacutes hataacutesaacutet a MuskingumshyCunge moacutedszerrel vettem figyelembe melyhez a

mederszakaszok hidraulikai parameacutetereit szuumlkseacuteges megadni (hossz eseacutes keresztszelveacuteny

Manningshyfeacutele eacuterdesseacuteg)

332 A modell parameacuteterezeacutese

A veacutegleges modellben szerepel a taacuterozoacute is mint sematikus elem A taacuterozoacutet alapvetően haacuterom

kuumlloumlnboumlző moacutedon lehet megadni a programnak A legegyszerűbb moacuted hogy megadunk

bemenő parameacuteterkeacutent egy alviacutezi viacutezkibocsaacutetaacutes idősort A maacutesik moacutedszer soraacuten meg kell adni

a programnak a taacuterozoacute morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutejeacutet eacutes a reacuteszletes műtaacutergyparameacutetereket A

harmadik lehetőseacuteg egy haacutermas oumlsszefuumlggeacutes megadaacutesa a viacutezaacutellaacutes - teacuterfogat (vagy felsziacuten) -

kibocsaacutejtott viacutezhozam oumlsszefuumlggeacutesek bevitele Ez tulajdonkeacuteppen a morfoloacutegiai jelleggoumlrbeacutet

eacutes a teljesiacutetőkeacutepesseacutegi goumlrbeacutet takarja Egy kezdeti felteacutetelt is szuumlkseacuteges megadni a

programnak mely a kezdeti taacuterozott viacutezmennyiseacuteg a kezdeti viacutezaacutellaacutes a kezdeti kibocsaacutejtott

viacutezhozam vagy a befolyoacute eacutes kifolyoacute viacutezhozamok egyenlőveacute teacutetele A modell az alviacutezi

viacutezhozam idősoraacutet az alaacutebbi egyenlet alapjaacuten szaacutemolja

119868 minus 119876 =∆119878

∆119905 (17)

ahol

I [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Q [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel taacutevozoacute viacutezhozam

ΔS [em3] shy taacuterozott viacutezteacuterfogat

Δt [s] shy időleacutepeacutes

Fenti egyenlet implicit veacuteges-differenciaacutel formaacuteban n eacutes n+1 időpontokra

(119868119899+119868119899+1

2) minus (

119876119899+119876119899+1

2) = (

119878119899+1

∆119905minus

119878119899

∆119905) (18)

Ezt az egyenletet aacutetrendezve

(119868119899 + 119868119899+1) + (2lowast119878119899

∆119905minus 119876119899) = (

2lowast119878119899+1

∆119905+ 119876119899+1) (19)

Ebben az egyenletben Sn+1 eacutes Qn+1 ismeretlenek az egyenlet jobb oldalaacuten I eacuterteacuteke ismert

minden egyes időegyseacutegre valamint Qn eacutes Sn kezdőeacuterteacutekei is ismertek ezeacutert az egyenlet jobb

oldala kiszaacutemiacutethatoacute Ezt koumlvetően koumlvetkező idő leacutepeacutesben Sn+1 eacutes Qn+1 eacuterteacutekeit

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

18

behelyettesiacutetjuumlk a bal oldalra (ekkor a jobb oldal az n+2 időegyseacuteggel lesz egyenlő) majd a

szaacutemiacutetaacutest megismeacuteteljuumlk miacuteg az aacuterhullaacutem goumlrbe veacutegeacuteig nem eacuteruumlnk

Mivel a taacuterozoacute alviacutezen kibocsaacutejtott viacutezhozama zsilippel szabaacutelyozott eacutes a zsilip szabaacutelyozaacutesaacutera

nem aacutell rendelkezeacutesemre kellően konkreacutet uumlzemrend szuumlkseacuteges volt megadni a taacuterozoacute alviacutezen

meacutert viacutezhozamait bemenő adatkeacutent Iacutegy a morfoloacutegiai goumlrbe eacutes a kezdeti viacutezaacutellaacutes ismereteacuteben a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutet szaacutemiacutetani keacutepes a modell tehaacutet a kalibraacutelaacutest a taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera veacutegeztem

A szabad parameacuteterek minimalizaacutelaacutesa eacuterdekeacuteben a lehető legtoumlbb parameacutetert meghataacuteroztam

szaacutemiacutetaacutessal vagy felvettem a szakirodalomban fellelhető eacuterteacutekre A noumlveacutenyzet eacutes a talajfelsziacuten

teliacutetettseacutegeacutet zeacuterusnak tekintettem az ezek aacuteltal felfoghatoacute csapadeacutekmennyiseacuteget 5-5 mm-re

vettem fel A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak havi alakulaacutesaacutet a 16 aacutebra mutatja (Rao at al 2011)

16 aacutebra A noumlveacutenyzet egyuumltthatoacutejaacutenak eacuteves vaacuteltozaacutesa

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacutehoz szuumlkseacuteges oumlsszegyuumllekezeacutesi időket minden reacuteszviacutezgyűjtőre

meghataacuteroztam a viacutezgyűjtőn eacutes a mederben vett oumlsszegyuumllekezeacutesi idők oumlsszegekeacutent A

viacutezgyűjtők oumlsszegyuumllekezeacutesi idejeacutet (τvgy) a Wisnovszky-formula segiacutetseacutegeacutevel hataacuteroztam meg

120591119907119892119910 =1198712

radic119860lowast119878 (20)

ahol

L [km] shy a voumllgy hossza

S [-] shy a voumllgy aacutetlagos eseacutese

A [km2] shy a viacutezgyűjtő nagysaacutega

A viacutezgyűjtők ezen parameacuteterei a viacutezgyűjtő-lehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetaacutesra keruumlltek iacutegy az

ArcGIS-ből kinyerhettem azokat A mederbeli oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (τm) szaacutemiacutetaacutesaacutehoz hasonloacute

moacutedon rendelkezeacutesemre aacutellt az egyes viacutezgyűjtőkhoumlz tartozoacute medrek hossza a mederbeli

lefolyaacutes sebesseacutegeacutet pedig 05 ms-ra vettem fel (ez a taacuterozoacute alviacutezi meacuterceszelveacutenyeacuteben normaacutel

viacutezaacutellaacuteshoz tartozoacute sebesseacuteg) A szaacutemiacutetaacutest a 2 taacuteblaacutezat mutatja

0

02

04

06

08

1

12

1 3 5 7 9 11

Nouml

veacuten

yze

t eg

yuumltt

hat

oacuteja

[-]

Hoacutenap

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

19

2 taacuteblaacutezat Oumlsszegyuumllekezeacutesi idők szaacutemiacutetaacutesa

Viacutezgyűjtő Meder

L [km]

Viacutezgyűjtő

hossza

A [km2]

Viacutezgyűjtő

teruumllete

S [-]

Viacutezgyűjtő

eseacutese

τvgy [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a viacutezgyűjtőn

L [m]

Hossz

v [ms]

Aacuteramlaacutesi

sebesseacuteg

τm [oacutera]

Oumlsszegyuumllekezeacutesi

idő a mederben

τ

[oacutera]

W1 300 982 023 010 2384 050 132 142

W2 529 1819 047 016 5180 050 288 304

W3 806 3429 052 026 6477 050 360 385

W4 544 1008 060 020 4593 050 255 275

W5 484 959 059 017 5036 050 280 296

W6 361 575 039 015 2633 050 146 161

Az aacuterhullaacutem-transzformaacutecioacute szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges maacutesik parameacuteter (taacuterozaacutesi teacutenyező) a

koumlvetkező oumlsszefuumlggeacutes szerint szaacutemiacutethatoacute

119878119888 = 119888 lowast 119879119888 (21)

ahol

Sc [oacutera] shy taacuterozaacutesi teacutenyező (Storage Coefficient)

Tc [oacutera] shy oumlsszegyuumllekezeacutesi idő (Time of Concentration)

c [shy] shy araacutenyossaacutegi teacutenyező mely a teruumllethasznaacutelattoacutel fuumlgg Vaacuterosi koumlrnyezet

eseteacuten c=11-21 erdős teruumllet eseteacuten c=8-12 Mivel esetemben a viacutezgyűjtőkoumln mindkeacutet

teruumllethasznaacutelat megtalaacutelhatoacute de a vaacuterosi koumlrnyezet a dominaacutensabb ezt a teacutenyezőt c=3 eacuterteacutekre

vettem fel (Straub at al 2000)

A mederbeli lefolyaacutes keacutesleltető hataacutesaacutenak figyelembeveacuteteleacutehez szuumlkseacuteges parameacutetereket a

helysziacutenen laacutetottak eacutes a viacutezgyűjtőlehataacuterolaacutes soraacuten szaacutemiacutetottak alapjaacuten hataacuteroztam meg Ezen

eacuterteacutekek a 3 taacuteblaacutezatban laacutethatoacutek

3 taacuteblaacutezat Mederbeli lefolyaacutes szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteterek

Viacutezfolyaacutes-

szakasz

jele

Hossz

[m]

Eseacutes

[mm]

Manning-feacutele

eacuterdesseacuteg

[-]

Mederalak Szeacutelesseacuteg

[m]

Reacutezsűhajlaacutes

[xH1V]

Reach-1 2869 0006 003 Trapeacutez 10 05

Reach-2 472 0033 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-3 771 0009 002 Neacutegyzet 40 -

Reach-4 720 0004 003 Trapeacutez 30 05

Reach-5 2268 0005 003 Trapeacutez 30 05

Reach-6 195 0015 002 Neacutegyzet 30 -

Reach-7 3635 0004 003 Trapeacutez 25 15

Reach-8 2943 0006 003 Trapeacutez 25 15

Reach-9 1230 0005 003 Trapeacutez 25 15

Reach-10 2033 0001 003 Trapeacutez 25 15

A veszteseacuteg szaacutemiacutetaacutesaacutehoz szuumlkseacuteges parameacuteter a burkolt feluumlletek araacutenya Ennek az

araacutenyszaacutemnak a meghataacuterozaacutesaacutehoz lehataacuteroltam a lakott teruumlleteket topograacutefiai teacuterkeacutep alapjaacuten

(17 aacutebra) A lakott teruumlletek harmadaacutet tekintettem teljesen viacutezzaacuteroacutenak

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

20

17 aacutebra Lakott teruumlletek a viacutezgyűjtőn

Elsőkeacutent az első 3 eacutevre (2008-2010) kiacuteseacutereltem meg kalibraacutelni a modellt A taacuterozoacute modellezett

viacutezaacutellaacutesaacutet semmikeacutepp nem tudtam a megfelelő tartomaacutenyban tartani Hogy koumlzelebb keruumlljek a

probleacutema megoldaacutesaacutehoz szuumlkseacutegem volt a taacuterozoacuteba beeacuterkező viacutezhozamok vizsgaacutelataacutera A

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak morfoloacutegiai goumlrbeacutejeacutenek eacutes alviacutezi viacutezhozamaacutenak ismereteacuteben kiszaacutemiacutetottam

a taacuterozoacute folytonossaacutegi egyenleteacutenek (22) aacutetalakiacutetaacutesaacuteval a beeacuterkező viacutezhozam idősort

119860 lowast119889119867

119889119905= 119876119894 minus 119876119900 (22)

ahol

A [m2] shy a taacuterozoacute feluumllete az adott viacutezaacutellaacutesnaacutel

dH [m] shy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutenak egy szaacutemiacutetaacutesi leacutepcső alatt bekoumlvetkező vaacuteltozaacutesa

Qi [m3s] shy taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozam

Qo [m3s] shy taacuterozoacuteboacutel kifolyoacute viacutezhozam

A fenti keacutepletet aacutetalakiacutetva kifejezhető Qi

119876119894 =119889119881

119889119905+ 119876119900 (23)

A kapott viacutezhozam idősort kalibraacutelaacutesra alkalmasnak tekintem mivel a csapadeacutek idősorral

egyuumltt aacutebraacutezolva laacutethatoacutean reaacutelis eacuterteacutekeket mutat (18 aacutebra) Ennek koumlvetkezteacuteben a modellt a

taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera eacutes a bemenő viacutezhozam idősorra is kalibraacuteltam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20080101 20080220 20080410 20080530 20080719 20080907 20081027 20081216

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2008

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

21

18 aacutebra Csapadeacutek eacutes szaacutemiacutetott viacutezhozam adatok 2008-2010-ig

Ezutaacuten előaacutelliacutetottam az aacuteltalam eacutes a modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamgoumlrbeacutek integraacutelgoumlrbeacuteit (19

aacutebra) Ezen az aacutebraacuten a 2008-as eacutes 2009-es eacutevben joacutel megfigyelhető hogy a goumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

perioacutedikusan vaacuteltozik pozitiacutevboacutel negatiacutevba eacutes fordiacutetva Ezek a vaacuteltozaacutesok hoacutenapra pontosan

februaacuterban eacutes juacuteliusban koumlvetkeznek be tehaacutet feltehetően a tavaszi-nyaacuteri eacutes őszi-teacuteli

időszakokban maacuteshogy viselkedik a modell Ezt a kuumlloumlnbseacuteget veacutelhtőleg az alaphozam eacutes a

talajban taacuterozott viacutez mennyiseacutege okozza vagyis a modell erre a keacutet időszakra kuumlloumln

kalibraacutelhatoacute A modellt tehaacutet a tovaacutebbiakban keacutet feacuteleacutevre osztottam A kalibraacutelaacutest nem 3 eacutevre

hanem a 2008 februaacuter 1-juacutelius 31-ig eacutes augusztus 1-januaacuter 31-ig tartoacute időszakra veacutegeztem

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20090101 20090220 20090411 20090531 20090720 20090908 20091028 20091217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2009

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

00

100

200

300

400

500

600

700

8000

1

2

3

4

5

6

20100101 20100220 20100411 20100531 20100720 20100908 20101028 20101217

Csa

pad

eacutekm

agas

saacuteg [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

2010

Csapadeacutek idősor Taacuterozoacuteba beeacuterkező szaacutemiacutetott viacutezhozam

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

22

19 aacutebra Viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacutei eacutes azok kuumlloumlnbseacutege

Koumlvetkező vizsgaacutelat a paacuterolgaacutes eacuteves oumlsszegeinek oumlsszehasonliacutetaacutesa volt a Magyarorszaacuteg

teruumlleteacutere megaacutellapiacutetott aacutetlageacuterteacutekkel (Kovaacutecs 2011) A modell aacuteltal szaacutemiacutetott paacuterolgaacutes

mennyiseacutegeacutet mind a 6 eacutevre megvizsgaacuteltam A 20 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a modell aacuteltal szaacutemolt

paacuterolgaacutes az aacutetlag alatti vagy ahhoz koumlzeli A paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacuteshoz hasznaacutelt adatsorok

bizonytalansaacutega miatt az ilyen meacuterteacutekű elteacutereacutest elfogadhatoacutenak talaacuteltam

20 aacutebra Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek elteacutereacutese az aacutetlagtoacutel

Mivel a paacuterolgaacutes hosszuacutetaacutevon jelentős teacutenyező eacutes a teruumlleten talaacutelhatoacute taacuterozoacute meglehetősen

sekeacutely beeacutepiacutetettem a modellbe a taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet is A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutet havi oumlsszegenkeacutent

kell a modellnek megadni A taacuterozoacute aacutetlagos paacuterolgaacutesaacuteroacutel csak egy eacuteves aacutetlageacuterteacutek aacutellt

rendelkezeacutesemre mely 700 mm-re becsuumllte azt (KDV-VIZIG 2013) Ezt a 700 mm-es eacuteves

paacuterolgaacutest Magyarorszaacuteg teruumlleti havi aacutetlag eacuterteacutekei szerinti suacutelyozaacutesban osztottam fel a hoacutenapok

20080715 20090225 20090731 20100219

-2

0

2

4

6

8

10

12

20071224 20080422 20080820 20081218 20090417 20090815 20091213

V [

10

6m

3 ]

Daacutetum

Keacutezzel szaacutemiacutetott viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Modell aacuteltal szaacutemolt viacutezhozamok integraacutelgoumlrbeacuteje

Integraacutelgoumlrbeacutek kuumlloumlnbseacutege

455

547

429

516

463438

0

100

200

300

400

500

600

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Paacuter

olg

aacutes [

mm

]

Eacuteves paacuterolgaacutesoumlsszegek Eacuteves aacutetlagos paacuterolgaacutes

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

23

koumlzoumltt A kapott eacuterteacutekeket a 4 taacuteblaacutezat tartalmazza melyek nagysaacutegrendileg megegyeznek maacutes

sekeacutely tavak paacuterolgaacutesaacutenak eacuterteacutekeivel (Kiss 2014) A taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak ilyen moacutedon toumlrteacutenő

adaptaacutelaacutesa jelentős javulaacutest okozott a modell aacuteltal szaacutemiacutetott viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacuteban (21 aacutebra)

4 taacuteblaacutezat A taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesoumlsszegeinek szaacutemiacutetaacutesa

Hoacutenap I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Σ

Mo-i aacutetlag a

viacutezgyűjtő teruumlleteacuten 0 0 30 40 90 120 110 100 40 30 10 0 570

Szaacutezaleacutekos megoszlaacutes 00 00 53 70 158 211 193 175 70 53 18 00 100

Taacuterozoacute havi paacuterolgaacutesa 0 0 37 49 111 147 135 123 49 37 12 0 700

21 aacutebra Taacuterozoacute paacuterolgaacutesaacutenak viacutezaacutellaacutesra gyakorolt hataacutesa a modellben (2008 februaacuter 1-juacutelius

31)

4

45

5

55

6

65

20080131 20080225 20080321 20080415 20080510 20080604 20080629 20080724

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutessal Modellezett viacutezaacutellaacutes paacuterolgaacutes neacutelkuumll

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

24

Megvizsgaacuteltam tovaacutebbaacute 2008-2010-ig a taacuterozoacute feletti szelveacutenyig a neacutegy reacuteszviacutezgyűjtő

viacutezmeacuterlegeacutet Ebben a koumlzeliacutető viacutezmeacuterlegben a csapadeacutek a paacuterolgaacutes a felsziacuteni eacutes a felsziacuten alatti

lefolyaacutesok szerepelnek Az elemek mennyiseacutegeacutet millimeacuteterben kifejezve a 22 aacutebra mutatja Joacutel

laacutethatoacute hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy haacutenyadaacutet keacutepezi az oumlsszes lefolyaacutesnak Ebből is

adoacutedik a modell kalibraacutelaacutesaacutenak neheacutezseacutege mivel a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutest leacutenyegesen

nehezebb pontosan modellezni mint a felsziacuteni lefolyaacutest Az 5 taacuteblaacutezat a lefolyaacutesi haacutenyadok

eacuterteacutekeacutet mutatja csak a felsziacuteni lefolyaacutesok eacutes az oumlsszes lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel Itt is

megfigyelhető hogy a felsziacuten alatti lefolyaacutes nagy suacutellyal szerepel a felsziacuteni lefolyaacuteshoz keacutepest

mivel a lefolyaacutesi haacutenyad toumlbb mint keacutetszereseacutere nő a felsziacuten alatti lefolyaacutes figyelembeveacuteteleacutevel

A 2010-es eacutev első feleacuteben hullott a legjelentősebb csapadeacutekmennyiseacuteg tehaacutet ebben az eacutevben

joacuteval nagyobbnak kellene lennie a felsziacuteni lefolyaacutes eacuterteacutekeacutenek a felsziacuten alatti lefolyaacutes eacuterteacutekeacuteneacutel

A modell azonban alaacutebecsli a felsziacutenen lefolyoacute viacutezmennyiseacuteget

22 aacutebra A koumlzeliacutető viacutezmeacuterleg elemeinek alakulaacutesa 2008-2010-ig

5 taacuteblaacutezat Lefolyaacutesi haacutenyadok eacuterteacutekei 2008-2010-ig

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni lefolyaacutesboacutel

0095 0197 0174 0145 0139 0197

Lefolyaacutesi haacutenyad felsziacuteni eacutes felsziacuten alatti lefolyaacutesboacutel

0324 0533 0521 0543 0421 0720

A kalibraacutelt parameacutetereket az 6 taacuteblaacutezat tartalmazza A 23 aacutebraacuten laacutethatoacutek a meacutert eacutes modellezett

taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

20081 20082 20091 20092 20101 20102

Viacutez

meacuter

leg e

lem

[m

m]

Feacuteleacutev

Felsziacuteni lefolyaacutes Felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes Csapadeacutek Paacuterolgaacutes

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

25

6 taacuteblaacutezat Kalibraacutelt eacuterteacutekek (2008)

0201-07-31 0801-0131

ParameacuteterViacutezgyűjtő

jele W1 W2 W3 W4 W5 W6 W1 W2 W3 W4 W5 W6

Bes

zivaacuter

gaacutes

ves

ztes

eacuteg

Talaj kezdeti

teliacutetettseacutege [] 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Meacutelyebb talajreacuteteg

kezdeti teliacutetettseacutege

[]

1 1 1 5 5 5 1 1 1 5 5 5

Maximaacutelis

beszivaacutergaacutes a talajba

[mmoacute]

6 5 5 3 1 1 6 5 5 3 1 1

Talaj taacuterozaacutesi

kapacitaacutesa [mm] 250 500 200 200 200 200 250 500 200 200 200 200

Ebből felsziacutenalatti

hozzaacutefolyaacutes

keacutepződeacuteseacuteben reacuteszt

vesz [mm]

100 35 20 30 20 20 100 35 5 30 20 20

Szivaacutergaacutesi sebesseacuteg

a talaj eacutes a meacutelyebb

talajreacuteteg koumlzoumltt

[mmoacute]

001 001 013 001 001 001 001 005 0035 001 001 001

Meacutelyebb talajreacuteteg

taacuterozaacutesi kapacitaacutesa

[mm]

50 1000 1000 40 40 40 50 100 200 40 40 40

Meacutelyebb reacuteteg

taacuterozaacutesi teacutenyezője

[oacute]

24 24 20 10 24 24 24 24 20 10 24 24

Ala

phoza

m Talajreacuteteg kezdeti

alaphozama [m3s] 002 005 005 001 0001 0001 005 005 002 001 0001 0001

Talajreacuteteg taacuterozaacutesi

egyuumltthatoacuteja [oacute] 800 50 500 20 20 20 500 50 800 20 20 20

Taacuterozoacutek [db] 4 3 2 2 2 2 2 3 4 2 2 2

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

26

23 aacutebra Modellezet eacutes meacutert taacuterozoacuteviacutezaacutellaacutesok (2008)

333 Statisztikai vizsgaacutelat

A kalibraacutelaacutes soraacuten kapott eredmeacutenyek statisztikai kieacuterteacutekeleacuteseacutere haacuterom mutatoacutet vizsgaacuteltam

meg (Das et al 2008)

- korrelaacutecioacute (eacuterteacuteke 0-1 toumlkeacuteletes korrelaacutecioacute eseteacuten 1)

119870119874119877119877 =sum(119883minus119883aacute119905119897)lowast(119884minus119884aacute119905119897)

radicsum(119883minus119883aacute119905119897)2lowast(119884minus119884aacute119905119897)2 (24)

- Nash-Sutcliffe modellhateacutekonysaacutegi mutatoacute (NSME eacuterteacuteke (-infin)-1 toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes

eseteacuten 1)

119873119878119872119864 = 1 minussum(1198760minus119876119898)2

sum(1198760minus1198760aacute119905119897)2 (25)

A meacutert eacutes modellezett eacuterteacutek koumlzoumltti elteacutereacutes nagysaacutegaacutet jellemzi Zeacuterus eacutes annaacutel kisebb

eacuterteacutek eseteacuten a modell nem hateacutekony

- relatiacutev teacuterfogat hiba (PEV ndash Percentaged Error in Simulated Volume eacuterteacuteke 0-infin

toumlkeacuteletes koumlzeliacuteteacutes eseteacuten 0)

4

42

44

46

48

5

52

54

56

20080131 20080311 20080420 20080530 20080709

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080201-20080731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

6

20080731 20080909 20081019 20081128 20090107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20080801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

27

119875119864119881() = 100 lowast (1198810minus119881119898

1198810) (26)

A keacutet adatsor alatti teruumllet koumlzoumltti szaacutezaleacutekos elteacutereacutest mutatja

A korrelaacutecioacutet a viacutezaacutellaacutesok eacutes viacutezhozamok a NashshySutcliffe mutatoacutet eacutes a relatiacutev teacuterfogat hibaacutet

csak a viacutezhozamok kapcsolataacutenak jellemzeacuteseacutere hasznaacuteltam A kapott eacuterteacutekeket a 7 taacuteblaacutezat

mutatja

7 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a kalibraacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20081 20082 20081 20082 20081 20082 20081 20082

055 071 012 035 -1655 -398 066 066

A kapott eacuterteacutekek a kalibraacutecioacute sikeresseacutegeacutet igazoljaacutek A viacutezhozam idősor kapcsaacuten kapott eacuterteacutekek

azonban fenntartaacutessal kezelendők mivel nem meacutert hanem szaacutemiacutetott eacuterteacutekekkel toumlrteacutent a

modellezett eacuterteacutekek oumlsszehasonliacutetaacutesa A viacutezaacutellaacutes eacuterteacutekekkel kapcsolatban pedig fontos

figyelembe venni hogy a modell a viacutezaacutellaacutes szaacutemiacutetaacutesra igen eacuterzeacutekeny Egy meacutereacutesi hiba vagy

modellezeacutesi pontatlansaacuteg jelentős viacutezaacutellaacuteselteacutereacuteseket okozhat a veacutegeredmeacutenyben tehaacutet a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutesaacutenak feacutel meacuteteres szoacuteraacutesban toumlrteacutenő megkoumlzeliacuteteacutese a modellel maacuter igen joacute eredmeacutenynek

szaacutemiacutet ( A kapott statisztikai mutatoacutekat tehaacutet keveacutesbeacute szigoruacutean szuumlkseacuteges kezelni

34 Validaacutelaacutes

A validaacutelaacutes soraacuten sorra vettem a 2008 utaacuteni eacuteveket az 5 eacutevből veacutegső soron 3 eacutevet tudtam

eacuterdemben vizsgaacutelni A validaacutecioacute soraacuten ugyanazon statisztikai mutatoacutekat vizsgaacuteltam mint a

kalibraacutecioacute soraacuten

A 2009-es eacutev mutatta a legkieleacutegiacutetőbb egyezeacutest A keacutet modellezett időszak meacutert eacutes modellezett

viacutezaacutellaacutes idősorai a 24 aacutebraacuten laacutethatoacuteak

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090131 20090312 20090421 20090531 20090710

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090201-20090731

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

28

24 aacutebra Validaacutelaacutes a 2009-es eacutevre

A 2010-es eacutevben orszaacutegszerte rendkiacutevuumll nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hullott a Tarjaacuten-patak

viacutezgyűjtőjeacuten is vonult le villaacutem aacuterviacutez ebben az eacutevben Emellett a taacuterozoacute leacutetesiacuteteacutese oacuteta ez volt a

legcsapadeacutekosabb eacutev A modell erre az időszakra alaacutebecsli a lefolyaacutesra keruumllő viacutezhozamokat

A 25 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacuteba eacuterkező modellezett viacutezhozamok az eacutev jelentős reacuteszeacuteben joacute

egyezeacutest mutatnak az aacuteltalam szaacutemolt viacutezhozamokkal A modell joacutel laacutethatoacutean az egymaacutest

koumlvető nagy mennyiseacutegű csapadeacutek hataacutesaacutera keletkező villaacutem aacuterhullaacutemokat nem tudja

megfelelően reprezentaacutelni Ezen rendkiacutevuumlli esemeacutenyek modellezeacutese roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal

javasolt

25 aacutebra Validaacutelaacutes a 2010-es eacutevre

A 2011-es eacutes 2012-es eacutevre rendelkezeacutesre aacutelloacute csapadeacutekadatsor hiaacutenyossaacutega miatt ezen keacutet eacutevet

validaacutelaacutesra alkalmatlannak tekintem 2011-ben a csapadeacutekadatok koumlzel 20-a 2012-ben az

adatok 22-a hiaacutenyzik Az ingyenes forraacutesokboacutel nyerhető csapadeacutekadatsorok nem bizonyultak

hiaacutenypoacutetlaacutesra alkalmasnak A CARPATCLIM projekt eacutes a NOAA reacuteveacuten rendelkezeacutesre aacutelloacute

4

42

44

46

48

5

52

54

56

58

20090731 20090909 20091019 20091128 20100107

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

20090801-20090131

Meacutert viacutezaacutellaacutes Modellezett viacutezaacutellaacutes

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000

1

2

3

4

5

6

7

8

20100106 20100225 20100416 20100605 20100725 20100913 20101102 20101222

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

csapadeacutek Szaacutemolt viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny

29

adatok mindkeacutet esetben interpolaacutelt eacuterteacutekek a kapcsolat nem kieleacutegiacutető ezen interpolaacutelt eacuterteacutekek

eacutes a KDV-VIZIG aacuteltal meacutert eacuterteacutekek koumlzoumltt

A 2013-as eacutevben ugyan a csapadeacutekadatsor 17-a hiaacutenyzik de a modellezett viacutezhozamok

megfelelő alakulaacutesa miatt felteacutetelezhető hogy a hiaacutenyos intervallumok keveacutesbeacute csapadeacutekos

időszakokat fednek le (26 aacutebra)

26 aacutebra Validaacutelaacutes a 2013-as eacutevre

A kalibraacutelaacutes soraacuten vizsgaacutelt statisztikai parameacutetereket a validaacutelaacutes soraacuten is megvizsgaacuteltam A

viacutezaacutellaacutes adatsorokat csak a 2009-es eacutev eseteacuten vizsgaacuteltam emellett a 2009-es 2010-es eacutes 2013-

as eacutevekre a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamok idősoraacutet ellenőriztem A kapott eredmeacutenyeket a 8

taacuteblaacutezat tartalmazza A vizsgaacutelt mutatoacutek alapjaacuten a modellt validaacuteltnak tekintem

8 taacuteblaacutezat Statisztikai mutatoacutek a validaacutelt időszakokra

Viacutezaacutellaacutes Viacutezhozam

KORR NSME PEV KORR

20091 20092 20091 20092 20091 20092 20091 20092

038 067 019 005 2919 -3925 074 008

20101 20102 20101 20102 20101 20102

022 016 3910 3518 021 062

20131 20132 20131 20132 20131 20132

007 018 2851 1750 066 056

35 Gyakorlati alkalmazhatoacutesaacuteg vizsgaacutelata

A taacuterozoacute műkoumldteteacutese kapcsaacuten felmeruumllt zoumlldtaacuterozoacutekeacutent valoacute tovaacutebbi hasznosiacutetaacutes igeacutenye a

KDV-VIZIG reacuteszeacuteről Az igeacuteny felmeruumlleacuteseacutet indokolja hogy a viacutezfolyaacuteson meglehetősen

kicsiny aacuterhullaacutemok keletkeznek a taacuterozoacute kapacitaacutesa jelenleg kihasznaacutelatlan Emellett a taacuterozoacute

maacutesodlagos uumllepiacutető funkcioacutejaacutenak haacutetteacuterbe szorulaacutesaacuteval a taacuterozoacute uumlzemelteteacutese egyre

gazdasaacutegtalanabbaacute vaacutelik Tovaacutebbi maacutesodlagos funkcioacute betoumllteacutese pedig a felhalmozoacutedott

szennyviacuteziszap miatt nem lehetseacuteges Ennek a szennyviacuteziszapnak az eltaacutevoliacutetaacutesaacutera is

lehetőseacuteget adna a zoumlldtaacuterozoacutekeacutent toumlrteacutenő hasznosiacutetaacutes Ezt az igeacutenyt megvizsgaacutelandoacute a taacuterozoacute

00

100

200

300

400

500

600

700

800

900

10000000

0200

0400

0600

0800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

20121231 20130301 20130430 20130629 20130828 20131027 20131226

Csa

pad

eacutek [

mm

]

Viacutez

ho

zam

[m

3s

]

Daacutetum

Csapadeacutek Szaacutemiacutetott viacutezhozam Modellezett viacutezhozam

30

műtaacutergyaacutet kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterőjű aacutetereszekkel helyettesiacutetve vizsgaacutelom a viacutez tartoacutezkodaacutesi idejeacutet a

leghosszabb viacutezboriacutetott időszakot a maximaacutelis viacutezaacutellaacutest eacutes az alviacutezi viacutezhozamok főbb

hidroloacutegiai jellemzőit 2008-2009-ig tartoacute időszakban A műtaacutergy aacutetmeacuterőjeacutet 05 m-től

vaacuteltoztattam 025 m-enkeacutent a taacuterozoacute eredeti műtaacutergyaacutenak aacutetmeacuterőjeacuteig (ami 165 m) valamint

megkerestem azt az aacutetmeacuterőt decimeacuteteres pontossaacuteggal melyneacutel a taacuterozoacute maacuter tuacutelteliacutetődik (az eacutev

minden napja viacutezboriacutetott) A futtataacutesokat minden aacutetmeacuterő eseteacuten a reacutegi eacutes az uacutej (a feliszapoloacutedaacutes

hataacutesaacutet figyelembe vevő) morfoloacutegiai goumlrbeacutet is figyelembe veacuteve veacutegeztem

Elsőkeacutent meghataacuteroztam a KDV-VIZIG 2013-as mederfelmeacutereacuteseacuteből egy uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacutet

A 27 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy a taacuterozoacute feliszapoloacutedaacutesa jelentősen megvaacuteltoztatta a goumlrbe alakjaacutet

27 aacutebra A taacuterozoacute eredeti eacutes uacutej morfoloacutegiai goumlrbeacuteje

A modellbe beeacutepiacutetettem a műtaacutergyat az eredeti aacuteteresz parameacutetereit hasznaacutelva Az alkalmazott

parameacuteterek a koumlvetkezők

- hossz 430 m

- aacutetmeacuterő 05-075-10-125-165 m

- eseacutes 3 permil

- beleacutepeacutesi eacutes kileacutepeacutesi veszteseacutegteacutenyező 10

A futtataacutesok soraacuten kapott viacutezaacutellaacutesok a 28 aacutebraacuten laacutethatoacutek A jobb aacutetlaacutethatoacutesaacuteg eacuterdekeacuteben csak a

05-075-10 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz eseteacuten kapott eredmeacutenyeket aacutebraacutezoltam A 29 aacutebraacuten a

viacutezboriacutetott napok szaacutema laacutethatoacute az alkalmazott aacutetmeacuterők fuumlggveacutenyeacuteben A 30 aacutebra a maximaacutelis

viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesaacutet mutatja be a 31 aacutebraacuten pedig az aacutetlagos viacutezhozamok eredeti eacuterteacutektől valoacute

szaacutezaleacutekos elteacutereacutese laacutethatoacute A kapott eredmeacutenyeket taacuteblaacutezatos formaacuteban az 9 taacuteblaacutezat

tartalmazza

0

05

1

15

2

25

3

35

4

45

5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

A [e m2]

2013 1979

31

28 aacutebra Viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe

alkalmazaacutesa mellett

29 aacutebra Viacutezboriacutetott napok szaacutemaacutenak alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

1979

D=05 m D=075 m D=10 m

0

05

1

15

2

25

3

35

20080130 20080509 20080817 20081125 20090305 20090613 20090921 20091230

Viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Daacutetum

2013

D=05 m D=075 m D=10 m

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Viacutez

vo

riacuteto

tt n

apo

k s

zaacutem

a [d

b]

Aacutetmeacuterő [m]1979 2013

32

30 aacutebra Maximaacutelis viacutezaacutellaacutesok alakulaacutesa kuumlloumlnboumlző aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej

morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

31 aacutebra Koumlzepes viacutezhozamok alakulaacutesa az eredeti koumlzeacutepviacutezhozamhoz keacutepest kuumlloumlnboumlző

aacutetmeacuterők eseteacuten az eredeti eacutes az uacutej morfoloacutegiai goumlrbe alkalmazaacutesa mellett

0

05

1

15

2

25

3

35

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

Max

imum

viacutez

aacutellaacute

s [m

]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

90

92

94

96

98

100

102

104

106

108

110

0 02 04 06 08 1 12 14 16 18

KOuml

Q e

lteacuter

eacutese

[]

Aacutetmeacuterő [m]

1979 2013

33

9 taacuteblaacutezat A futtataacutesok jellemző eacuterteacutekei

D=03 m D=05 m D=075 m D=10 m D=125 m D=165 m Eredeti

1979

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 314 300 215 138 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 65 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 26 16 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 09 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0193 0193 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 109 107 105 -

2013

Viacutezboriacutetott napok [nap] 731 331 300 214 137 100 -

Leghosszabb viacutezboriacutetott

időszak [nap] 731 61 55 32 18 8 -

Hmax [m] - 29 20 07 05 04 561

LKQ [m3s] - 00 00 00 00 00 0030

LNQ [m3s] - 05 10 10 10 10 0949

KOumlQ [m3s] - 0190 0192 0192 0192 0192 0174

KOumlQ [] - 92 103 105 102 101 -

A kapott eacuterteacutekek azt mutatjaacutek hogy a morfoloacutegiai goumlrbe vaacuteltozaacutesa nem okoz szaacutemottevő

kuumlloumlnbseacuteget tehaacutet a taacuterozoacute esetleges kotraacutesaacutenak meacuterteacuteke nem befolyaacutesolja jelentősen a

kialakuloacute viacutezmeacutelyseacutegeket eacutes viacutezhozamokat Ez a taacuterozoacute meacutereteacutehez keacutepest kis levonuloacute

viacutezhozamoknak koumlszoumlnhető mivel azonban ezek nem meacuterteacutekadoacute viacutezhozamok a zoumlldtaacuterozoacute

leacutetesiacuteteacuteseacutenek hataacutesaacutenak vizsgaacutelata roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal is indokolt rendkiacutevuumlli esemeacutenyekre

Mivel a modell csak tizedes pontossaacuteggal keacutepes szaacutemiacutetani a viacutezhozamokat a legkisebb

viacutezhozamok eacuterteacuteke jelen esetben nem eacuterteacutekelhető A legnagyobb alviacutezi viacutezhozamok azeacutert nem

vesznek fel 10 m3s-naacutel nagyobb eacuterteacuteket mert a beeacuterkező viacutezhozamok maximuma sem

nagyobb enneacutel A futtataacutesok kimutattaacutek hogy 03 m aacutetmeacuterőjű aacuteteresz szuumlkseacuteges ahhoz hogy a

taacuterozoacute tuacutelteliacutetődjoumln tehaacutet enneacutel mindenkeacutepp nagyobb aacutetmeacuterő alkalmazaacutesa szuumlkseacuteges

A vizsgaacutelt eacuterteacutekek alapjaacuten 075 m aacutetmeacuterőjű csőaacuteteresz alkalmazaacutesaacutet javaslom mivel ez esetben

a kialakuloacute legmagasabb viacutezaacutellaacutes nem tuacutel magas tehaacutet a taacuterozoacute nagyobb aacuterhullaacutemokat is

koumlnnyedeacuten megfog A taacuterozoacute ebben az esetben koumlzel 40-ban van viacutez alatt eacutes a leghosszabb

tartoacutezkodaacutesi idő keacutet hoacutenap A 28 aacutebraacuten laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő alatt hirtelen megnő a

viacutezboriacutetott napok szaacutema a 29 aacutebraacuten pedig az laacutethatoacute hogy ezen aacutetmeacuterő felett meglehetősen

kicsiny viacutezaacutellaacutesok alakulnaacutenak ki tehaacutet a taacuterozoacute kapacitaacutesa erősen kihasznaacutelatlan lenne Hogy

az alviacutezi aacutetlagviacutezhozam ne noumlvekedjen tuacutelzottan eacutes ne alakuljanak ki nagyobb sebesseacutegek az

alviacutezi mederben ekkora aacutetmeacuterő hasznaacutelata ceacutelszerű(30 aacutebra) Ez az aacutetfolyaacutesi keresztmetszet a

jelenlegi aacuteteresz eseteacuteben hozzaacutevetőlegesen 043 m-es zsilipnyitaacutes eseteacuten joumlnne leacutetre

Tovaacutebbi vizsgaacutelatok szuumlkseacutegesek nagyviacutezi aacutellapotokra erre azonban csak roumlvidtaacutevuacute modell

felaacutelliacutetaacutesaacuteval van lehetőseacuteg Vizsgaacutelandoacute tovaacutebbaacute a taacuterozoacuteban felfogott viacutez viacutezminőseacutegi

szempontboacutel Nem megengedhető hogy a felfogott viacutez a tuacutelzott tartoacutezkodaacutesi idők miatt

esetlegesen toumlbblet taacutepanyagszennyezeacutest okozzon a viacutezfolyaacuteson

34

4 Oumlsszefoglalaacutes konkluacutezioacutek Dolgozatom soraacuten a HEC-HMS oumlsszevont parameacuteterű viacutezgyűjtőmodellt sikeresen kalibraacuteltam

eacutes validaacuteltam a Tarjaacuten-patak viacutezgyűjtőjeacutere valamint sikeres vizsgaacutelatokat veacutegeztem a

zoumlldtaacuterozoacute leacutetesiacuteteacuteseacutevel kapcsolatban A HEC-HMS modellt a dolgozatban foglaltak alapjaacuten

gyakorlati alkalmazaacutesra megfelelőnek talaacutelom Fontos azonban a modell koumlruumlltekintő

alkalmazaacutesa

A dolgozat keacutesziacuteteacutese soraacuten szerzett fontos tapasztalat hogy taacuterozoacute viacutezaacutellaacutesaacutera kalibraacutelni

probleacutemaacutes mivel a modell nagyon eacuterzeacutekeny a taacuterozoacute viacutezmeacuterlegeacutere Ahhoz hogy a taacuterozoacute

viacutezaacutellaacutes idősora mint meacutert ellenőrzeacutesi idősor felhasznaacutelhatoacute legyen a kalibraacutecioacutenaacutel szuumlkseacuteges

a nagy pontossaacuteguacute morfoloacutegiai goumlrbe ismerete mivel ilyen meacuteretű viacutezgyűjtő eseteacuteben a taacuterozoacute

jelentős szerepet vaacutellal a levonuloacute viacutezhozamok alakiacutetaacutesaacuteban Ehhez a taacuterozoacutek medreacutenek

rendszeres felmeacutereacutese lenne szuumlkseacuteges azonban ez hazai gyakorlatban nem jellemző Probleacutemaacutet

jelent tovaacutebbaacute hogy a taacuterozoacutek eseteacuteben legtoumlbbszoumlr csak az alvizen talaacutelhatoacute meacuterceszelveacuteny

iacutegy a taacuterozoacuteba eacuterkező viacutezhozamokat szaacutemiacutetaacutessal szuumlkseacuteges előaacutelliacutetani Ez a szaacutemiacutetaacutes is pontos

morfoloacutegiai goumlrbeacutet eacutes pontos meacutert idősorokat igeacutenyel Esetemben nem voltak toumlkeacuteletesek a

szaacutemiacutetott viacutezhozam eacuterteacutekek A kifolyoacute viacutezhozam idősor eacutes taacuterozoacute viacutezaacutellaacutes idősoraacuteboacutel

visszaszaacutemiacutetott befolyoacute viacutezhozamok toumlbbszoumlr is olyan nagy negatiacutev eacuterteacutekek lettek amelyek a

toacutepaacuterolgaacutes figyelembe veacuteteleacutevel sem vaacuteltottak előjelet Ilyen esetekben a hibaacutes meacutereacutesi adatokat

tartalmazoacute időszakokat eltaacutevoliacutetottam eacutes interpolaacutelaacutessal kellett kikuumlszoumlboumllnoumlm az adathiaacutenyt A

viacutezaacutellaacutesra toumlrteacutenő kalibraacutelaacutes probleacutemaacuteja hazai viszonyok eseteacuteben aacuteltalaacuteban fennaacutellhat ezeacutert

nem ajaacutenlott Elkeruumlleacutese pontos morfoloacutegiai goumlrbeacutek eacutes hosszuacute megbiacutezhatoacute idősorok

segiacutetseacutegeacutevel lehetseacuteges

Hosszuacutetaacutevon rendkiacutevuumll fontos eleme a viacutezgyűjtőmodellnek a paacuterolgaacutes az ennek szaacutemiacutetaacutesaacutehoz

szuumlkseacuteges adatok megfelelőseacutege jelentős lehet Emiatt javasolt kuumlloumlnboumlző paacuterolgaacutesszaacutemiacutetaacutesi

moacutedszerek oumlsszehasonliacutetoacute vizsgaacutelata a teruumlleti aacutetlaghoz valoacute viszonyiacutetaacutesa A vizsgaacutelt

időszakokban jelentős haacutenyadaacutet keacutepezte a lefolyaacutesnak a felsziacuten alatti hozzaacutefolyaacutes ennek

pontosabb modellezeacuteseacutehez illetve a viacutezgyűjtő viacutezhaacuteztartaacutesaacutenak reacuteszletesebb felteacuterkeacutepezeacuteseacutehez

talajviacutez kutak viacutezaacutellaacutesaacutenak vizsgaacutelata is javasolt

Oumlsszevont parameacuteterű modell alkalmazaacutesaacuteval ugyan csoumlkkenthető a szabad parameacuteterek

szaacutema azonban iacutegy is jelentős szaacutemuacute olyan parameacuteter kalibraacutelaacutesa szuumlkseacuteges amelyek az

oumlsszevont szemleacutelet miatt maacuter sokszor nem hordoznak magukban koumlzvetlen fizikai tartalmat

Emiatt is fontos hogy kellően joacute minőseacutegű hidrometeoroloacutegiai adatsorok eacutes terepmodell aacutelljon

rendelkezeacutesre a modell felaacutelliacutetaacutesaacutehoz araacutenyosiacutetaacutesaacutehoz eacutes a vizsgaacutelati futtataacutesok veacutegzeacuteseacutehez

Mivel a modell nagy szaacutemuacute szaacutemiacutetaacutesi lehetőseacuteget kiacutenaacutel eacutes ezek koumlzuumll meglehetősen keveacutes

adaptaacutelaacutesa toumlrteacutent meg magyarorszaacutegi viacutezgyűjtőkre ezek tovaacutebbi vizsgaacutelata fontos eacutes

szuumlkseacuteges A nagy mennyiseacutegű szabad parameacuteter miatt eacuterzeacutekenyseacutegvizsgaacutelat is javasolt erre

azonban jelen dolgozat soraacuten a bonyolult kalibraacutecioacutes folyamat miatt nem volt kapacitaacutesom

kiteacuterni

Ugyan a futtataacutesok veacutegzeacuteseacutet bonyoliacutetja azonban a kalibraacutelaacutes folyamataacutet segiacuteti a futtataacutes eacuteveinek

szakaszokra bontaacutesa A szeacutelsőseacuteges esemeacutenyek (villaacutemaacutervizek) modellezeacutese kifejezetten

roumlvidtaacutevuacute futtataacutessal javasolt mivel iacutegy sokkal reacuteszletesebb eacutes pontosabb eredmeacutenyek

kaphatoacutek

35

A teacutema folytataacutesakeacutent hasznosiacutetani tervezem a kihelyezett műszerek aacuteltal meacutert adatokat

roumlvidtaacutevuacute futtataacutesokban A modell lehetőseacuteget ad kuumlloumlnboumlző csapadeacutekesemeacutenyek generaacutelaacutesaacutera

mellyel fiktiacutev villaacutemaacutervizek is modellezhetők Ezek segiacutetseacutegeacutevel tovaacutebb elemezhető a taacuterozoacute

műkoumldteteacutese Lehetőseacuteg lenne tovaacutebbaacute a Zagyva taacuterozoacuterendszereacutenek viacutezgyűjtőmodellel toumlrteacutenő

vizsgaacutelataacutera is A modellel feltaacuterhatoacute lenne a jelenlegi uumlzemiraacutenyiacutetaacutes mellett a taacuterozoacutek egymaacutesra

hataacutesa eacutes az eredmeacutenyek fuumlggveacutenyeacuteben akaacuter egy hateacutekonyabb szabaacutelyrendszer felaacutelliacutetaacutesa is

Veacuteguumll a dolgozat utolsoacute szakaszaacuteban elveacutegezett vizsgaacutelattal igyekeztem raacutemutatni hogy egy

ilyen fizikai alapuacute modell gyakorlatban joacutel alkalmazhatoacute taacuterozoacute meacuteretezeacuteshez eacutes taacuterozoacute

viacutezgyűjtőn valoacute elhelyezeacuteseacutenek megaacutellapiacutetaacutesaacutehoz is

36

5 Irodalomjegyzeacutek Allen P G Pereira L S Smith M Raes D Wright J L (2005) FAO-56 Dual Crop

Coefficient Method for Estimating Evaporation from Soil and Application Extensions Journal

of Irrigation and Drainage Engineering

Balatonyi L Czigaacuteny S Pirkhoffer E (2010) Impact of canopy cover on hydrometeorological

parameters in a flash floodaffected watershed In Schweckendiek (szerk) Comprehensive

Flood Risk Management Research for Policy and Practice

Das T Baacuterdossy A Zehe E (2008) Comparsion of conceptual model performance using

different representations of spatial variability Journal of Hydrology 356 pp 106-118

Fischer M Trnka M Hlavinka P Orsaacuteg M Kučera J Žalud Z (2011) Identifying the FAO-

56 Crop Coefficient for High Density Poplar Plantation The Role of Interception in Estimation

of Evapotranspiration In Šiška B Hauptvogl M Eliašovaacute M (szerk) Bioclimate Source

and Limit of Social Development International Scientific Conference Slovakia

Flaming M Neary V (2004) Continuous Hydrologic Modeling Study with the Hydrologic

Modeling System Journal of Hydrologic Engineering 9(3)

Feldman A D (2000) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Technical Reference

Manual California

Hajnal G Koris K (2014) Hidroloacutegia I Fizikai hidroloacutegia BME Egyetemi jegyzet

Budapest

Keve G Hajnal G Bene K Torma P (2014) Extrapolating flood hazard potential of Eger

creek due to climate change In Toacuteth A Piskoacuteti-Kovaacutecs Zs (szerk) Sustainable Regional

Development Landscape Social Economic and Educational Challenges Conference

Proceedings Eger

Kiss M (2014) Physical interaction mechanisms at the littoral-pelagic interface of shallow

lakes BME PhD thesis Budapest

Koch R Bene K Hajnal G (2012) Hydrological Characterization of the Aggtelek Karst

Springs In Catchment processes in regional hydrology from experiment to modeling in

Carpathian drainage basins International Conference Sopron

Koch R (2015) Karsztforraacutesok hidroloacutegiai vizsgaacutelata Doktori eacutertekezeacutes SZE Győr

Kontur I Koris K Winter J (2003) Hidroloacutegiai szaacutemiacutetaacutesok Limnograacutef Budapest

Kovaacutecs Aacute D (2011) Toacute- eacutes teruumlleti paacuterolgaacutes becsleacuteseacutenek pontosiacutetaacutesa eacutes magyarorszaacutegi

alkalmazaacutesai Doktori eacutertekezeacutes BME Budapest

Koumlzeacutep-Duna-voumllgyi Viacutezuumlgyi Igazgatoacutesaacuteg (2013) A Tarjaacuten-pataki taacuterozoacute viacutez- eacutes iszapminőseacutegi

aacutellapotaacutenak felmeacutereacutese Budapest

Rao L Y Sun G Ford C R Vose J M (2011) Modeling Potential Evapotranspiration of

Two Forested Watersheds in the Southern Appalachians American Society of Agricultural and

Biological Engineers 54 (6) pp 2067-2078

Scharffenberg W A (2013) Hydrologic Modeling System HEC-HMS Userrsquos Manual

California

37

Sridhar V (2007) Evapotranspiration Estimation and Scaling Effects Over The Nebraska

Sandhills Great Plain Research 17 pp 35-45 University of Nebraska Lincoln

Straub T D Melching C S Kocher K E (2000) Equations for Estimating Clark Unit-

Hydrograph Parameters for Small Rural Watersheds in Illinois Water-Resources

Investigations Report 00ndash4184 Urabana Illinois

Szeacuteles B (2011) A Buumlkkoumls-patak viacutezgyűjtőjeacutenek aacutetfogoacute hidroloacutegiai vizsgaacutelata TDK dolgozat

BME Budapest

Szeacuteles B (2014) Application of a lumped model to the watershed of Poumlllau BSc thesis BME-

TU Graz Budapest

Torma P Szeacuteles B Hajnal G (2014) Applicability of different hydrological model concepts

on small Hungarian basins case study of Buumlkkoumls Creek Acta Silvatica et Lignaria Hungarica

10 (1) pp 77-90

38

6 Melleacutekletek 1 szaacutemuacute melleacuteklet Baacutetonyterenyei taacuterozoacute műszaki adatai

Taacuterozoacute teacuterfogata

- uumlzemviacutezszintneacutel 350 em3

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 1870 em3

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 2667 em3

Taacuterozoacute teruumllete

- uumlzemviacutezszintneacutel 17 ha

- 10-os aacuterviacutezszintneacutel 59 ha

- 1-os aacuterviacutezszintneacutel 72 ha

Taacuterozoacute teacuterfogati teljesiacutető keacutepesseacutege

- aacuterviacutezcsuacutecs-csoumlkkenteacutes 2317 em3

- szennyviacutezuumllepiacuteteacutes 350 em3

Taacuterozoacute alatti mederszakasz tervszerinti viacutezszaacutelliacutetoacute keacutepesseacutege NQ10= 8 m3sec

Jellemző viacutezhozamok

- Q1 = 38 m3sec

- Q10 = 21 m3sec

Az egyesiacutetett műtaacutergy főbb adatai

- az aacuterapasztoacute bukoacute keresztmetszeteacutenek meacuterete 964 964 m

- a bukoacuteeacutel hasznos hossza 32 m

- a bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- feneacutekleuumlriacutető 1 db taacuteblaacutes zsilip

A feneacutekleuumlriacutető legnagyobb viacutezszaacutelliacutetaacutesa csuacutecsuumlzemi viacutezszint mellett 185 m3sec

Paacuterolgaacutesi eacutes szivaacutergaacutesi veszteseacuteg 119 em3eacutev (700 mmeacutev)

Veacuteszaacuterapasztoacute

- koronaeacutel hossza 12 m

- bukoacuteeacutel magassaacutega 20323 mBf

- teljesiacutetőkeacutepesseacutege Q1 = 38 m3sec

Viacutezmeacuterce 0 pontjaacutenak abszoluacutet magassaacutega 19462 mBf

Normaacutel aacutellapotnak nevezzuumlk azt a taacuterozoacute aacutellapotot amikor a taacuterozoacute viacutezszintje az uumlzemviacutezszint

olyan adott koumlrnyezeteacuteben van amely viacutezszint mellett a taacuterozoacute keacutepes kieleacutegiacuteteni a jaacuteruleacutekos

hasznosiacutetaacutesi ceacutelt Amennyiben a Tarjaacuten-pataki ill Maconkai taacuterozoacute viacutezszintje a normaacutel aacutellapot

viacutezaacutellaacutestartomaacutenya alaacute illetve foumlleacute esik uacutegy a taacuterozoacute rendkiacutevuumlli kisviacutezi illetve nagyviacutezi

aacutellapotba keruumll

Normaacutel aacutellapotban a viacutezaacutellaacutestartomaacuteny a taacuterozoacuteban 470 - 540 cm a tartandoacute viacutezszint 520 cm

Ekkor a taacuterozoacuteban leacutevő viacutez teacuterfogata 330 em3 Rendkiacutevuumlli nagyviacutezi aacutellapotban 541-920 cm a

viacutezaacutellaacutestartomaacuteny