Benyhe Balázs. Alsó-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság

Átírás

1 Hidrológiai modellezés a Fehértó-majsaifőcsatorna vízgyűjtőjén Benyhe Balázs Alsó-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság

2 Bevezetés Aszályok a Kárpát-medencében: növekvő gyakoriság növekvő intenzitás Kevés objektíven meghatározott adat Adatszolgáltatási kötelezettség lehetőségek: mérőállomások($$$) Hidrológiai modellezés Pai index

3 Célok Hidrológiai modellek tesztelése Budyko HEC-HMS MIKE SHE Kérdések: 1.A rendelkezésre álló adatok alapján hogyan becsülik a modellek a felszíni lefolyást? Mennyire pontosak a modellek? Melyik modell eredménye szolgáltatja a legjobb adatokat? 2. Mekkora a vizsgált vízgyűjtőről lefolyó víz mennyisége? Mennyi a párolgási és beszivárgási veszteség? 3. Milyen következtetéseket vonhatunk le a modellek működésére vonatkozóan?

4 Módszerek Térben osztatlan BUDYKO Empirikus modell Hidrológiai modell Fizikai törvényeken alapul Statisztikai, matematikai összefüggéseken alapul (regresszió stb.) Térben osztott BUDYKO Konceptuális (fizikai) modell HEC-HMS MIKE SHE

5 Vizsgált vízgyűjtő Fehértó-majsai-főcsatorna

6 BUDYKO modell R = P*exp[-B*(36400*T*P )] Térben osztott változat B=α/Rmean összegyülekezés kalibrációs paraméter T R éves középhőmérséklet éves csapadékösszeg

7 Budyko model α paraméter Ajánlott kalibrációs értékek (Keve-Nováky 2009) Lefolyás mértéke leírás α Nagyon gyenge Cella messze esik csatornától, erdő 2.9 gyenge Szántó, csatorna nélkül 2.8 közepes Szántó, csatorna van a cellában 2.7 jó Jelentős méretű csatorna van a cellában 2.5 Nagyon jó Több csatorna van 2.4 kiváló Beépített terület csatornákkal 2.3

8 Budyko modell Kétféle idősor alapján végzett vizsgálatok: 1.Éves idősor 2.Tíz éves (dekád) idősor Keve-Nováky (2009) ajánlásával év csapadék [mm] Közép hőm. [ C] , , , , , , , , ,9 α 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 2,7 dekád Csapadék [mm] Közép hőm. [ C] , , , , ,2 α 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 2,4 Átlagolt átlag értékek kisebb hiba Pontosabb vagy bizonytalanabb???

9 BUDYKO modell Eredmények A térben osztott és osztatlan modellváltozatok eredményei közötti eltérések

10 BUDYKO modell Eredmények Pontosság

11 BUDYKO modell Következtetések Erősség: Egyszerű (csak éves hőmérséklet és csapadék adat szükséges) A kalibráció gyors és egyszerű (regressziós vizsgálatokkal) Nagyobb léptékben a modell elfogadható eredményt ad Gyengeség: Nem alkalmas a tározott (vízkészletet módosító) mennyiségek megállapítására Az éves idősorok alapján számított lefolyás értékei pontatlanok Nincs összefüggés a csapadék intenzitása és a modell pontossága között A térbeliséget a modellező definiálja (az α paraméter változtatásával) Megállapítás: A lefolyás számítása nem lehetésges pusztán csapadék és hőmérséklet adatsorok alapján A felszín alatti tározás és vízmozgás szerepe feltehetően jelentősebb részfolyamat

12 HEC-HMS modell térbeliség: részvízgyűjtők dendrikus vízhálózat terepmodell???

13 HEC-HMS modell Eredmények Modell #1: Fizikai modell Modell #2: Félig-empirikus modell vízhálózat csapadék hőmérséklet evapotranspiráció párolgás lefolyási hányad Problémák: nincs felszín alatti vízmozgás nincs topográfia (lefolyás?) tározás Clark Unit Hydrograph újraszámítása csökkentett csapadék csökkentett lefolyás

14 HEC-HMS modell - Eredmények Fizikai modell

15 HEC-HMS modell - Eredmények Félig-empirikus változat

16 HEC-HMS modell - Eredmények Félig-empirikus változat

17 HEC-HMS modell - Eredmények Félig-empirikus változat

18 HEC-HMS modell - Eredmények Félig-empirikus változat

19 HEC-HMS modell - Eredmények Félig-empirikus változat

20 HEC-HMS modell Következtetések Az empirikus modellváltozat a csapadékos időszakokra értékelhető eredményt szolgáltat (de a pontosság csak a tendenciák kimutatására alkalmas) A pontosság nagymértékben csökken a száraz időszakok során A felszín alatti tározási és vízmozgási viszonyok legalább annyira jelentős részfolyamatok mint a csapadék időbeni eloszlása

21 MIKE SHE modell No other tool or combination of tools can match MIKE SHE in terms of seamless integration of all the important processes of the hydrologic cycle at catchment scale. ( Integrált hidrológiai modell Opcionális részfolyamat kezelési lehetőség (ismeretlen, vagy hibás adatok kizárhatóak) Dinamikus visszacsatolás a részfolyamatok egymásra hatása nyomon követhető és kalibrálható (pl. talajvíz és csatorna vízszint kapcsolata)

22 MIKE SHE modell

23 MIKE SHE modell

24 MIKE SHE modell

25 MIKE SHE modell - Eredmények

26

27

28 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!