Rövidtávú árvízi előrejelzés egydimenziós hidrodinamikai modell alkalmazásával

Rövidtávú árvízi előrejelzés egydimenziós hidrodinamikai modell alkalmazásával

Az elmúlt évtizedek számítástechnikai fejlődésével az áramlások numerikus modellezése a mindennapi, operatív vízállás-előrejelzésben is tért hódíthatott. Katasztrófavédelem és az árvízi kockázat csökkentése akkor valósítható meg hatékonyan, ha megfelelő szintű és folyamatos prevenciós tevékenységet folytatunk mind hosszú, mind rövidtávon. Utóbbi időlépték esetén az érkező árvizek elleni védekezés hatékony megszervezése és lebonyolítása a feladat, például a védvonalak magassági hiányának ideiglenes megszüntetése vagy a töltések állékonyságának növelése. Ehhez meg kell becsülnünk az érkező árhullámképet, a várható tetőző vízállásokat és azok tartósságait.

Rövidtávú operatív vízállás-előrejelzés folyamatosan készül hazánk nagyobb folyóira, így a Drávára és annak mellékfolyójára, a Murára is. A vízjelző szolgálat a jelenleg használt előrejelző modelljében az árhullám-transzformáció közelítésére ún. diszkrét és folytonos lineáris kaszkádmodelleket használ. Ez a fajta leírása a mederbeli lefolyásnak a folyó előre meghatározott, általában ritkán elhelyezkedő vízmérce-szelvényeire számítja a várható vízállásokat. Jelenleg a Dráva magyarországi szakaszán négy, a Mura mentén pedig mindössze egy szelvényre kapunk prognózist.

Természetes folyómedrekben a vízmozgás egydimenziós (1D) leírása nemcsak, hogy jól közelíti valóságot, de kis számítási igénye miatt rövid futási idővel szolgáltatja az eredményeket. Az efféle leírás a determinisztikus de Saint-Venant egyenletek numerikus megoldásán alapszik, amely a folyószakasz diszkrét pontjaiban, az általunk felvett számítási keresztszelvényekben, diszkrét időlépésekben adja meg a vízhozamot és vízszintet. A modellközelítés a teljes 1D leíráson alapszik, ellentétben a kaszkádmodellel, így egyszerűsítések nélkül adja az áramlás fizikai alapú számítását.

TDK dolgozatomban a Dráva-Mura vízrendszer árvízi előrejelzési módszertanát kívánom továbbfejleszteni, felhasználva azt a közelmúltban felállított 1D modellt, amelyet sikeresen alkalmaztak a 2014 szeptemberében kialakult árhullám mederbeli levonulásának előrejelzésére. Célom, hogy az alkalmazott determinisztikus modell eredményei kiegészüljenek megbízhatósági mutatókkal, hibasávokkal. Ennek egyik módja lehet ún. „ensemble” előrejelzések készítése, amely azt jelenti, hogy az 1D modell felső határain előírandó peremfeltételeket, vagyis a csapadék-lefolyás modellekből származtatott vízhozam-idősorokat perturbálom, hogy meghatározzam azt a bizonytalansági mértéket az árhullám levonulásának folyamatában, amely a felső folyószelvényekre prognosztizált vízhozam-idősorok hibájából ered. Ezen kívül, megvizsgálom, hogy milyen lehetőségek állnak rendelkezésre a Dráva-Mura modell esetében az adatasszimilációra, vagyis az idő előrehaladásával születő újabb mérési adatok modellbe integrálására és az eredmények ezáltali korrekciójára.

szerző

• 
  Csiti Bence
  infrastruktúra-építőmérnök
  nappali

konzulensek

• 
  Dr. Torma Péter
  docens, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
  
• 
  Dr. Krámer Tamás
  Egyetemi docens, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
  

helyezés