A csapadékintenzitás összegyülekezési időre gyakorolt hatásának vizsgálata csapadék-lefolyás modellezés segítségével

A dolgozatom célja a csapadékintenzitás és a vízgyűjtők legfontosabb válaszidőt leíró paraméterének, az összegyülekezési időnek a vizsgálata csapadék-lefolyás modellezés segítségével. A vízgyűjtők válaszidejét a hazai és nemzetközi mérnöki gyakorlatban is rendszerint a vízgyűjtők statikus jellemzőjének tekintik. Publikációk is bizonyították, hogy ennek ellenére a valóságban a válaszidő dinamikus jellemző, ugyanis exponenciálisan csökken a csapadékintenzitás növekedésével. [1] Az általam vizsgált paraméternek, avagy az összegyülekezési időnek fontos szerepe van tervezési és modellezési feladatoknál egyaránt. A klímaváltozás hatására változó csapadékintenzitás külön indokolja, hogy jobban megismerjük a csapadékintenzitás és az összegyülekezési idő kapcsolatát. Mindehhez a szakirodalmi források feltárása után elengedhetetlenek a modell vizsgálatok.

Kutatásom során a hazai viszonylatban is használatos HEC-HMS (Hydrologic Engineering Center– Hydrologic Modeling System) csapadék-lefolyás modellező szoftver segítségével mérlegelem a dinamikus összegyülekezési idő figyelembevételének lehetőségeit. A HEC-HMS egy amerikai fejlesztésű program, amely számos funkcióval segíti a vizsgált vízgyűjtőkhöz legalkalmasabb modellek felépítését. A szoftver legújabb verziójában már elérhető az a lehetőség, amelynek során dinamikus összegyülekezési időt alkalmazunk, így ennek megismerése elősegítheti a megbízhatóbb modellek előállítását a jövőben. A szoftver alkalmazása során csapadék-lefolyás modelleket állítok elő statikus és dinamikus esetre is, melyhez olyan vízgyűjtők kerülnek kiválasztásra, melyeknél jól megfigyelhető az összegyülekezési idő csökkenése a csapadék intenzitásának növekedésével. A kiválasztás korábbi vizsgálatok eredményeire alapozva történik [2], így a csapadék és vízhozam idősorok, a modellezésre alkalmas események és a vízgyűjtők geometriai modelljei rendelkezésre állnak. Ilyen módon a HEC-HMS program segítségével a modellépítésre és a modellfuttatások eredményeinek előállítására fókuszálok a kutatás során. Az eredmények reprezentativitásának növelése érdekében különböző méretű és földrajzi elhelyezkedésű, hazai vízgyűjtőket elemzek. A vizsgálatok részeként összehasonlítom a hazai gyakorlatban alkalmazott Wisnovszky-féle empirikus összefüggés (statikus eset), illetve a mért adatokból kimutatott, csapadékintenzitás-összegyülekezési idő függvény alkalmazásának (dinamikus eset) hatékonyságát.

A dolgozat eredményeképp többet tudhatunk meg az összegyülekezési idő és a csapadékintenzitás kapcsolatáról, arra vonatkozóan is, hogy a dinamikus összegyülekezési idő alkalmazása jobb eredményeket adhat-e, mint az általában alkalmazott statikus megközelítés, illetve megismerhetjük az ehhez szükséges új HEC-HMS modult.

Irodalom:

[1] Szilagyi, J. (2007) Analysis of the nonlinearity in the hillslope runoff response to precipitation through numerical modeling. Journal of Hydrology. 337(3-4), pp. 391-401. doi: 10.1016/J.HYDROL.2007.02.005.

[2] Nagy, E. D., & Szilágyi, J. (2020). Comparative analysis of catchment response times and their definitions using measured and reanalysis rainfall data. HydroCarpath International Conference: Processes, Patterns and Regimes in the Hydrology of the Carpathians: Coupling Experiments, Remote Sensing, Citizen Science, 9. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.29763.02089

szerző

• 
  Négyesi Klaudia
  Infrastruktúra-építőmérnök mesterszak (MSc)
  mesterképzés (MA/MSc)

konzulens

• 
  Horváthné Dr. Nagy Eszter Dóra
  Adjunktus, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
  

helyezés