A DDVIZIG Vízügyi Információs Rendszer (DDVIR) Árvízszámítási modul bemutatása

Átírás

1 A DDVIZIG Vízügyi Információs Rendszer (DDVIR) Árvízszámítási modul bemutatása Készítettek: Pál Irina Horváth Gábor

2 Tartalomjegyzék Bevezetés A Dél-dunántúli Vízügyi Információs rendszer főbb moduljai, elemei Árvízszámítási modul Alkalmazott számítási módszer Az "árvízszámítási segédlet" aktualizálása Árvízszámitási modszer alkalmazása a DDVIR-be Összefoglalás.11 Mellékletek

3 A DDVIZIG Vízügyi Információs Rendszer (DDVIR) Árvízszámítási modul bemutatása Bevezetés Pál Irina Horváth Gábor Dél-dunántúli Vízügyi Igazgatóság Az igazgatóságunkon már a es években szakmai igényként megfogalmazódott egy a vízgazdálkodásban dolgozók számára az operatív feladatokat segítő, döntéseket támogató, térinformatikai alapokon nyugvó információs rendszer kidolgozása. A szakágazataink, üzemeltetési egységeink megfogalmazták igényeiket a rendszerrel szemben. A DDVIR rendszer megvalósítására a KEOP-2.2.2/B/2F/ projekt keretében volt lehetőségünk évben. Az ekkor elkészült rendszer elsősorban a vízgazdálkodásivízkészlet gazdálkodási és üzemeltetési feladatokat segítő modulokkal rendelkezett. A néhány éves használati tapasztalatok és további igények során a kidolgozott rendszeren folyamatos finomítások és fejlesztések történtek. Az elmúlt év legnagyobb fejlesztése az árvízi modul kidolgozása volt. A már létező modulok: 1. A "Dél-dunántúli Vízügyi Információs Rendszer" főbb moduljai, elemei: Karbantartási modul. A vízfolyásokon a szakágazatok irányítása alatt dolgozó szakaszmérnökségek számára készített modulban a tervezett és megvalósított karbantartási, fenntartási munkálatokra vonatkozó adatok, adatbázisok és térképi nyilvántartások kerülnek tárolásra. Archívum modul Ebben a modulban képek, videók, hanganyagok, térképek, dokumentumok, stb.. időrendi sorrendben kerülnek tárolásra az igazgatóság területén történt vízzel kapcsolatos eseményekről. Prezentáció Segítséget add különböző előadások, tanulmányok, bemutatók készítéséhez. Lekérdezések menü lehetőséget ad az adatbázisban a gyors és különböző szempontú keresésekre. Vízkészlet-gazdálkodási modul. A domborzat alapján meghatározza a vízfolyás bármely pontjára a vízgyűjtő területét és a rendelkezésre álló készleteket, a vízhasználatok figyelembevételével. A modul alkalmas a vízfolyások vízgazdálkodási hosszszelvényének megjelenítése. Webkamera modul. A modul alkalmas a Dráva, Duna folyók jellemző szelvényeiben telepített kamerák által sugárzott folyószakaszok képeinek megjelenítésére. A kamerák képei alapján információkhoz juthatunk a jégzajlás, lebegő szennyeződések megfigyelése, a jég- vagy szennyezettséggel való fedettség százalékos arányának becslésére. 3

4 Publikációs modul. Nagyméretű LCD képernyőkön - a Vízügyi Információs Központban (igazgatóság bejárata és ügyeleti szoba), előre beállított tartalmak, prezentációk folyamatosan frissülő bemutatása válik lehetővé (pld. vízállás adatok, webkamerák képei, árvízi adatok, képek, térképek ). Mint a bevezetőben olvasható volt az elmúlt években a folyamatos gondozás mellett fejlesztések is történtek. Ezen fejlesztések közül a legnagyobb és legjelentősebb a tavaly elkészült árvízi számítás modul volt. A dolgozat e modul elméleti számítási alapjait és a felépítését mutatja be. 2. Árvízszámítási modul 2.1. Alkalmazott számítási módszer A mértékadó vízhozamok számításához az OVF Árvízszámítási segédlet a hazai hegy-és dombvidéki kisvízgyűjtők árvízhozamainak meghatározásához című 2001-ben kiadott segédletét használtuk fel. Az árvízszámítási segédlet hidrológiailag feltáratlan magyarországi hegy-és dombvidéki kisvízgyűjtők vízfolyásain a különböző előfordulási árvízhozamok meghatározására használható. A módszer a km 2 vízgyűjtőterületen használható. Nem alkalmazható a segédlet a teljesen sík, vagy belvízi öblözet jellegű területekre, kis esésű mesterséges csatornákra, vagy belvízcsatornákra. A segédlet 6 jól elkülönülő lefolyási régióra osztja fel a magyarországi hegy-és dombvidéki területeket. A számításoknak az alapja a p = 5%-os előfordulási valószínűségű, q 5% (m 3 /s km 2 ) fajlagos árvízhozam. A q 5% ismeretében a p (%)-os előfordulási valószínűségű árvízhozam az alábbi képlettel számítható: Qp% = a i* q 5%* A A lefolyási viszonyok elemzéséhez a vízgyűjtők geográfiai és fedettségi adatai, valamint egyéb, a lefolyás jellegét befolyásoló paraméterek szükségesek Az árvízszámítási segédlet. aktualizálása A fejlesztés hidrológiai alapja, mint az előző fejezetben olvasható az OVF által 2001-ben kiadott módszertan volt. Az előzőekben jeleztük, hogy a módszer a dombvidéki vízgyűjtőkre készült. Igazgatóságunk területe két hegy és dombvidéki régiókra osztható fel, a középdunántúli és a dél-dunántúli területekre. Az akkor elkészített anyag a korábbi, a vízgyűjtőkön lévő vízrajzi állomások adatait használta fel a fajlagos lefolyás becslésére. Igazgatóságunkon ezt az elméletet folytatva, a rendelkezésünkre álló újabb 15 évnyi adatsorral, a fent leírt metodika alapján meghatároztuk a két régióra jellemző vízhozamokat. 4

5 Az ország dombvidéki területeinek régiós lehatárolását az alábbi ábra mutatja: A dél-dunántúli régióban 24 állomáson, a közép-dunántúli régióban 18 vízrajzi állomáson a Műszaki Hidrológia programcsomaggal, hidrológiai statisztikai módszerekkel újra számoltunk p = 1, 3, 5, 10, 20, 33, 50 %-os előfordulási valószínűségű árvízhozamokat. Az aktualizálás menetét egy konkrét állomás adatsorainak elemzésén, feldolgozásán keresztül mutatjuk be. A Karasica szederkényi vízrajzi állomás 65 év hosszúságú vízhozam adatsorán a szokásost homogenitás, függetlenségi, trendvizsgálat után a vízhozamok előfordulási valószínűségét határoztuk meg. 5

6 6

7 A régiókban található állomások eredményei az 1-2 mellékletekben láthatóak: Dél-dunántúli régió 1. Melléklet Táblázat Közép-dunántúli régió 2. Melléklet Táblázat A friss számítások alapján újra meghatároztuk a p (-) valószínűségi szorzókat. A szakágazat részéről felmerült további igényeként az a 33 és a 50 valószínűségű értékek meghatározása is. Valószínűségi szorzó a 1 a 3 a 10 a 20 a 33 a es adatok Közép-dunántúli régió Dél-dunántúli régió Ezt követően újra megszerkesztésre kerültek az említett régiók fajlagos árvízhozam q 5% = f (A) függvényei. 7

8 A két régió függvényeit az alábbi ábrák mutatják: Dél-dunántúli régió. Közép-dunántúli régió. 8

9 2.3. Árvízszámitási módszer alkalmazása a DDVIR-be. A program első lépése a vízkészlet-számítási modullal analóg módon működik. A vizsgálandó vízfolyás kiválasztása után az adott patakszelvény 0,1 kilométer pontosságú megadása történik. Ekkor a program lehatárolja az adott szelvény felett a vízgyűjtő nagyságát. Vízgyűjtők lehatárolása a digitális domborzati modell 10 * 10 méteres terepmodell rácshálója alapján történik. A modul a vízhálózat bármely 100 méterenkénti szelvényére képes a terepmodell felhasználásával vízgyűjtő lehatárolást készíteni program segítségével. A következő lépés: a lehatárolt vízgyűjtő jellemző paramétereinek maghatározása (Alapadatok fül). A program a megadott függvények segítségével számolja a vízgyűjtő jellemző paramétereit, pl. hossz, szélesség, ezek aránya, geodéziai jellemzői, mellékágak hossza, vízfolyás sűrűség. Szintén megadja az adatbázisából a tavakkal kapcsolatos jellemzőket. A művelési ágak fül megnyomása esetén a program a CORINE felszínborítási adatbázis adatai alapján legyűjti az adott vízgyűjtőn nyilvántartott művelési ágak, területhasználatok nagyságát km 2 mértékegységben. Ezek az adatok a vízgyűjtő jellemzőinek megismeréséhez adnak információkat, amik a későbbiek során a kapott függvény érték elfogadását, vagy felül bírálatát segíthetik. 9

10 A két menüpontban megadott, a vízgyűjtőt jellemző pataméterek, adatok más célokra is felhasználhatóak pl. vízgyűjtő feltáráshoz, a VKI jelentéshez, Az utolsó lépes: A kiválasztott vízfolyás, és megadott szelvényszámban meghatározott vízgyűjtő alapadatok ismeretében a fajlagos árvízhozam függvény fül lenyomásakor legördülő menüből kell jelölni a kívánt p = 1, 3, 5, 10, 20, 33, 50 %-os előfordulási valószínűségű függvényt. Ekkor a program automatikusan kiszámolja a megadott vízgyűjtőre a p% i értéket. Ez a grafikonon a kék függőleges (vízgyűjtő nagyság) és a sárga egyenes ( p% valószínűség) metszéspontja. P1%-os előfordulási függvény 10

11 P50% -os előfordulási függvény Abban az esetben, ha az automatikusan kiszámított eredmény gyanúsnak tűnik, lehetőség van alkalmazni kézi módszert is. A függőleges vízgyűjtő nagyága vonal mentén tetszőleges pontot lehet kijelölni, azt a pontot ahol megítélésünk szerint a fajlagos lefolyás értéke leginkább hasonló lehet a már feltárt, állomással rendelkező vízgyűjtőével. Összefoglalás Az árvízszámító modell gyors műszaki becsléssel segíti a napi operatív munkát a vízügyi munkákban. A program tesztelése most történik. Előfordulnak még futatási és számítási hibák is. Megjegyezzük azonban, minden esetben a későbbiek során is fontos a paraméterek ellenőrzése. A gondolkodó, a vízgyűjtőt ismerő mérnök a programból nem hagyható ki. A vizsgált szelvény adatait célszerű a régióban hasonló adottságokkal rendelékező vízrajzi állomás adataival összevetni, esetlegesen kézi számításokkal történő korrigálás is indokolt lehet. A program mankó a vízügyi szakember számára, aki eldönti, hogy ezen gyorsan előállítható adatok ismeretében indokolnak tart-e további számításokat, vagy elfogadja modell által adott értékeket. Pécs, június 6. 11

12 MELLÉKLET 12

13 1.Melléklet Vízfolyás A NQ1% NQ3% NQ5% q 5% ) NQ10% NQ20% NQ33% NQ50% vízmérce km2 (m3/s km2 1 Hodácsi patak, Magyaregregy Ecseny-Diósi Somodor Orfűi patak, Orfű Völgységi, Magyaregregy Orfűi patak, Kovácsszénája Deseda, Somogyaszaló Csele patak, Mohács Surján patak, Szentbalázs Hábi csatorna, Csikostöttös Bükkösdi víz, Szentlőrinc Karasica, Kátoly Víiiányi-Pogány, Villány Karasica, Szederkény Taranyi Rinya, Háromfa Kis-Koppány, Ádand Nagy-Koppány, Törökkoppány Dombó, Somogyudvárhely Egyesült-Gyöngyös, Ketújfalu Baranya csatorna, Csikóstöttös Kapos folyó, Fészerlak Karasica, Villány Pécsi víz, Kémes Babócsai Rinya, Babócsa Fekete víz, Kémes

14 2.Melléklet Vízfolyás A NQ1% NQ3% NQ5% q 5% (m 3 /s km 2 ) NQ10% NQ20% NQ33% NQ50% vízmérce km2 1 Kőrőshegyi Séd, Kőröshegy Köröshegyi Séd Balatonföldvár Jamai p. Balatonboglár Büdösgáti, Szólád Tetves p. Visz Burnót p. Ábrahámhegy Keleti Bozót Pamuk Boronkai vf.boronka Határkülvíz Csömend Sári Boronka Völgységi p. Bonyhád Koppány Tamasi Dinnyés-Kajtori Nádor cs. Sarszentmihaly Kapos Dombóvár Kapos Kurd Nádor cs. Cece Kapos Pincehely