Az új mértékadó árvízszintek meghatározásának módszertani összegzése

Átírás

1 Az új mértékadó árvízszintek meghatározásának módszertani összegzése Szabó János A. HYDROInform Mottó: "The purpose of computation is insight, not numbers" A számítás célja a betekintés, nem számok Richard W. Hamming

2 A Felső-Tiszán alkalmazott koncepció

3 Monte Carlo mintavételezésen alapuló modellezési keretrendszer Fejlett geostatisztikai alapokon nyugvó meteorológiai térképezés; Online időjárás-generátor-parametrizálás Sztochasztikus időjárásgenerátor a klimatikus paraméterek napi (vagy órás) szekvenciáinak előállítására. Fizikailag megalapozott osztott hidrológiai modell az összes lényeges hidrológiai részfolyamat vízgyűjtő szintű szimulálására. Opcionálisan: Integrált 1D hidraulikai modell a síkvidéki lefolyások modellezésére.

4 A kivitelezés célterülete: Felső-Tisza

5 A kivitelezés célterülete: Felső-Tisza

6 Az A1B klímaváltozás forgatókönyv hatása a MÁSZ-ra

7 A Duna, a Közép- és az Alsó-Tiszán alkalmazott koncepció

8 A koncepció alappillérei vázlatosan I.) Az éves maximális vízállások történelmi idősorainak elemezése, statisztikai modellezése: 1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. 2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés). 3) A valószínűségi modell alapján meghatározandó a 0.01 valószínűséggel meghaladott NV 1% küszöbérték. II.) Az éves maximális vízhozamok statisztikai modellezése kombinálva a vízhozam idősorok statisztikus szimulációjával: 1) Az évi legnagyobb vízhozam-adatokon elvégzendő az I.) elemzés, melynek következtében előáll az NQ 1% küszöbérték 2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukciószekvenciáinak előállítása a valósághoz hasonlatos peremfeltétel biztosítására. III.) Hidraulikai szimuláció a mérceszelvények közötti tartományokra való interpoláció céljából (HEC-RAS).

9 A koncepció alappillérei vázlatosan I.) Az éves maximális vízállások történelmi idősorainak elemezése, statisztikai modellezése: 1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. 2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés). 3) A valószínűségi modell alapján meghatározandó a 0.01 valószínűséggel meghaladott NV 1% küszöbérték. II.) Az éves maximális vízhozamok statisztikai modellezése kombinálva a vízhozam idősorok statisztikus szimulációjával: 1) Az évi legnagyobb vízhozam-adatokon elvégzendő az I.) elemzés, melynek következtében előáll az NQ 1% küszöbérték 2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukciószekvenciáinak előállítása a valósághoz hasonlatos peremfeltétel biztosítására. III.) Hidraulikai szimuláció a mérceszelvények közötti tartományokra való interpoláció céljából (HEC-RAS).

10 I./1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. Nyers és trendmentesített éves NQ idősorok a Sión a Kapos torkolat felett. Nyers és trendmentesített éves NQ idősorok Simontornyányál. Az extrém értékek sorozatának NINCS trendje!!!! Valamely folyamat extrém értékei ugyanis VÉLETLEN sorozatok!

11 I./1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. Az extrém értékek sorozatának NINCS trendje!!!! Valamely folyamat extrém értékei ugyanis VÉLETLEN sorozatok!

12 I./1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. Nyers és trendmentesített éves NQ idősorok a Sión a Kapos torkolat felett. Nyers és trendmentesített éves NQ idősorok Simontornyányál. Az extrém értékek sorozatának NINCS trendje!!!! Vajon hogyan alakult volna ez az elemzés a Felső- Tiszán?

13 A koncepció alappillérei vázlatosan I.) Az éves maximális vízállások történelmi idősorainak elemezése, statisztikai modellezése: 1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. 2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés). 3) A valószínűségi modell alapján meghatározandó a 0.01 valószínűséggel meghaladott NV 1% küszöbérték. II.) Az éves maximális vízhozamok statisztikai modellezése kombinálva a vízhozam idősorok statisztikus szimulációjával: 1) Az évi legnagyobb vízhozam-adatokon elvégzendő az I.) elemzés, melynek következtében előáll az NQ 1% küszöbérték 2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukciószekvenciáinak előállítása a valósághoz hasonlatos peremfeltétel biztosítására. III.) Hidraulikai szimuláció a mérceszelvények közötti tartományokra való interpoláció céljából (HEC-RAS).

14 I./2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés) Észlelt évi maximum értékek egy konkrét vízmércén Kumulatív relatív gyakorisága az ÉVES maximumoknak F(x)=P(ξ<x) F(x) jelentése: annak valószínűsége, hogy a soron következő év maximuma x alatt lesz!! Tehát a 99%-hoz tartozó (H 1% ) vízszint azt jelenti, hogy a soron következő évben 0.01 valószínűséggel haladja meg az évi maximum ezt az értéket és nem azt, hogy ez száz évente egyszer átlagosan!

15 A koncepció alappillérei vázlatosan I.) Az éves maximális vízállások történelmi idősorainak elemezése, statisztikai modellezése: 1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. 2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés). 3) A valószínűségi modell alapján meghatározandó a 0.01 valószínűséggel meghaladott NV 1% küszöbérték. II.) Az éves maximális vízhozamok statisztikai modellezése kombinálva a vízhozam idősorok statisztikus szimulációjával: 1) Az évi legnagyobb vízhozam-adatokon elvégzendő az I.) elemzés, melynek következtében előáll az NQ 1% küszöbérték Az extrém-értékek REKONSTRUKCIÓJA kimaradt!!!! 2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukciószekvenciáinak előállítása a valósághoz hasonlatos peremfeltétel biztosítására. III.) Hidraulikai szimuláció a mérceszelvények közötti tartományokra való interpoláció céljából (HEC-RAS).

16 A koncepció alappillérei vázlatosan I.) Az éves maximális vízállások történelmi idősorainak elemezése, statisztikai modellezése: 1) Az évi legnagyobb vízszintek trendelemzése, trendmentesítés. 2) A trendmentes évi legnagyobb vízszintek kumulált relatív gyakoriságának valószínűségi modellezése (görbeillesztés). 3) A valószínűségi modell alapján meghatározandó a 0.01 valószínűséggel meghaladott NV 1% küszöbérték. II.) Az éves maximális vízhozamok statisztikai modellezése kombinálva a vízhozam idősorok statisztikus szimulációjával: 1) Az évi legnagyobb vízhozam-adatokon elvégzendő az I.) elemzés, melynek következtében előáll az NQ 1% küszöbérték 2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukciószekvenciáinak előállítása a valósághoz hasonlatos peremfeltétel biztosítására. III.) Hidraulikai szimuláció a mérceszelvények közötti tartományokra való interpoláció céljából (HEC-RAS).

17 II./2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukció-szekvenciáinak előállítása (vízhozam idősor generálás önmaga statisztikájából) Megfigyelt Szintetikus

18 II./2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukció-szekvenciáinak előállítása (vízhozam idősor generálás önmaga statisztikájából) t-t+δt Kérdések: 1. Áradás vagy apadás? 2. Az időegység alatti megváltozás mértéke. Megoldás: 1. Egylépéses up-down gyakoriság (Markow) 2. Az időegység alatti megváltozások eloszlásai. Ez az egy karakterisztika tényleg elégséges????

19 II./2) Az eredeti vízhozam-idősorok statisztikai alapú szintetikus reprodukció-szekvenciáinak előállítása Egylépéses: - Mért eloszlás - Modellezett eloszlás Kétlépéses: - Mért eloszlás - Modellezett eloszlás Háromlépéses: - Mért eloszlás - Modellezett eloszlás

20 Összegzés: erősségek vs gyengeségek

21 Összegzés: erősségek vs gyengeségek Hagyományos statisztika + idősor-generálás Csapadék-lefolyás modell alapú Elméleti - + megalapozottság Bizonytalanságok megjelenítése - + A 100 év visszatérés bizonyíthatósága - + Extrém értékek - + rekonstrukciója A klímaváltozás hatásának elemezhetősége - + Adatelőkészítés nehézségei + - Implementálás + - bonyolúltsága

22 Köszönöm a figyelmüket!