A Tisza kárpát-ukrajnai vízgyűjtőjére tervezett árapasztó tározók fenékleeresztő paraméterének pontosítása kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs.

Az előadások a következő témára: "A Tisza kárpát-ukrajnai vízgyűjtőjére tervezett árapasztó tározók fenékleeresztő paraméterének pontosítása kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs."— Előadás másolata:

1 A Tisza kárpát-ukrajnai vízgyűjtőjére tervezett árapasztó tározók fenékleeresztő paraméterének pontosítása kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs algoritmus segítségével. A Tisza kárpát-ukrajnai vízgyűjtőjére tervezett árapasztó tározók fenékleeresztő paraméterének pontosítása kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs algoritmus segítségével. Szabó János Adolf ……...............……… (VKKI) Bódis Katalin ……………………………….………………… (JRC IES) Volodimir Csipak …………………………… (KVI, Ukrajna) Illés Lajos …………………… (VIZITERV ENVIRON Kft) Lucza Zoltán …………………………….…… (FETI-KÖVIZIG) Szabó János Adolf ……...............……… (VKKI) Bódis Katalin ……………………………….………………… (JRC IES) Volodimir Csipak …………………………… (KVI, Ukrajna) Illés Lajos …………………… (VIZITERV ENVIRON Kft) Lucza Zoltán …………………………….…… (FETI-KÖVIZIG) MHT Vándorgyűlés. 2009 Baja MHT Vándorgyűlés. 2009 Baja

2 Előzmények

3 A nagy ívű ukrán árvédelmi program fókuszában töltésfejlesztések, átfolyásos hegyvidéki árvízcsökkentő tározók & síkvidéki árcsökkentő tározók (polderek) létesítése áll Ukrán kormányprogram 1999: A Tisza vízgyűjtő komplex árvízvédelmi vázlatterve Ukrán kormányprogram a Tisza és mellékfolyóin rendszeresen levonuló katasztrofális árhullámok okozta károk csökkentésére: „A Tisza vízgyűjtő komplex árvízvédelmi vázlatterve 1999”

4 A tervezett tározók és kapacitásuk: - Árvízcsökkentő hegyvidéki: 42 darab ≈ 299.3 Mm 3 -Síkvidéki: 22 darab ≈ 231.6 Mm 3 A megvalósítás tervezett üteme: 1. ütem: 2002 – 2006 között 2. ütem: 2007 – 2011 között 3. ütem: 2012 – 2015 között Ukrán kormányprogram 1999: A Tisza vízgyűjtő komplex árvízvédelmi vázlatterve

5 Az ukrán árvédelmi program egyik lényeges komponense a 42 db. átfolyásos hegyvidéki árvízcsökkentő tározók, amelyek feladata az 1%-os valószínűségű árhullám csúcs-vízhozamának csökkentése a 10%os valószínűségű szintre. Ukrán kormányprogram 1999: A Tisza vízgyűjtő komplex árvízvédelmi vázlatterve

6 Folyamatban lévő hatáselemzések

7 VTT: „Beregi árapasztási és ártérrevitalizációs projekt” keretében (VIZITERV ENVIRON Kft) : Ukrán hatások elemzése (töltésépítések, árapasztás hatásainak modellezése); Tározó műszaki paramétereinek pontosítása; Felső-tiszai üzemirányítás kialakítása, (több tározóra); Előrejelzés fejlesztés. Az elemzéseket a projekt keretében a Felső-Tiszá-ra kialakított komplex, kombinált (osztott hidrológiai, és 1D hidraulikai) modellrendszerrel, számítógépi szimulációkra alapozva, együttműködésben az ukrán féllel végzik. A felállítandó szcenáriók főbb csoportjai: az ukrán betöltésezés különböző változatainak hatáselemzése, az egyes magyar és ukrán árapasztó tározók együttes és önálló hatásainak vizsgálata, különböző árvizeket kiváltó jellemző színoptikai helyzetekből keletkező árvizek esetén történő árapasztási hatások vizsgálata, a hullámtér feltöltődés hatáselemzése, a hullámtér érdesség változásából bekövetkező hatások becslése, a fenti befolyásoló hatásokat együttesen figyelembevevő összesített hatáselemzés. Folyamatban lévő hatáselemzések: Beregi árapasztási és ártérrevitalizációs projekt

8 A közeli jövőben megválaszolandó kérdések: 1.Napjaink korszerűbb geoinformatikai, és modellezési eszközei segítségével pontosíthatóak e a hegyvidéki tározók hidraulikai paraméterei? – Mekkora az 1%-os terhelés? – Mekkora a 10%-os elvárás? 2.Az egész védelmi rendszer jövőbeli optimalitása érdekében ragaszkodnunk kell e a 10%-os kritériumhoz, vagy tervezhető e – esetleg egyedi esetekben – alternatív szabályozási kritérium? – A 10%-os kritérium szigorítása; – A 10%-os kritérium helyett tározókapacitási kritérium alkalmazása; – Szabályozott zárt tározás.

9 A kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs algoritmus koncepciója Meghatározandó az 1, és 10%-os árhullámképek minden tározóra: – Sztochasztikus időjárás-generátor tetszőleges (akár több ezer év) hosszúságú szintetikus, de „valóságos” hidrometeorológiai idősorok generálására; – Csapadék-lefolyás transzformáció a szintetikus hidrometeorológiai adatokra; – Statisztikai kiértékelés a keresett 1, és 10%-os árhullámok, valamint azok bizonytalanságának meghatározására. Feladatai I: Szintetikus hidrometeorológia Szintetikus lefolyás

10 A kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs algoritmus koncepciója Feladatai II: Minden tározóra meghatározandó az 1-ről a 10%-osra transzformáló leeresztő mérete: – A tározók hidraulikai modellje az 1%-os érkező árhullám adott paraméterek melletti leeresztésének szimulálására; – Globális optimalizációs algoritmus az inverz szimuláció vezérlésére.

11 A kombinált, sztochasztikus, és inverz szimulációs algoritmus koncepciója Komponensei: Sztochasztikus időjárás-generátor: – A napi csapadék-idősorok előállítása a csapadékfutamok többállapotú, elsőrendű, szezonálisan paraméterezett Markov-lánc modell elvein alapuló modellel; – A napi középhőmérsékletet egy AR(1) modellel írjuk le. Csapadék-lefolyás transzformáció: – A vízgyűjtő 1x1 km felbontású térinformatikai modellje; – „DIWA” osztott paraméterű hidrológiai állapotmodell. Az inverz szimuláció vezérlése: – Globális és lokális algoritmusok alkalmas kombinációjának hatékony optimum-kereső eljárása.

12 Geoinformatikai előkészítés

13 A további modellezés érdekében a feladat: 1.A völgyzárógátak elhelyezkedésének meghatározása, a koordináták minél pontosabb beazonosítása. 2.A tározók kapacitás-görbéinek meghatározása. Geoinformatikai előkészítés Ami felhasználható a feladat megoldásához: i.Helyszínrajz az eredeti dokumentumból. ii.A tervezett műszaki paraméterek az eredeti dokumentumból (vízgyűjtőterület, térfogat, vízfelszín nagysága, gát magassága, hossza). iii.Nagyfelbontású domborzatmodell (10x10 méter). iv.Publikus vízrajzi források: VMAP, ESRIMAP 2 3.Térképezés, 3D megjelenítés.

14 Geoinformatikai előkészítés A tervezett tározók elhelyezkedése

15 Geoinformatikai előkészítés A tározók kapacitásgörbéje

16 Leeresztő-optimalizáció a 32-s tározóra

17 VT: 208.5 km 2

18

19 Adatelőkészítés: Térinformatikai, térben osztott vízgyűjtő-karakterisztikák és paraméterek adatbázisa az ID-32 tározó vízgyűjtőterületére pl.: – digitális domborzati modell, – a felszín lejtése, – a lokális összegyülekezési irányok rendszere, – a folyómeder lejtése, területhasználat, – erdősültségi arány, – a vegetáció állapotjellemzői (NDVI, LAI), – a háromfázisú zóna hidraulikai jellemzői, – stb.

20 A DIWA hidrológiai állapotmodell kalibrációja, ellenőrzése

21 A modellkísérletek eredménye

22 Eredmények az ID-32 tározóra 10.000 év (3.650.000 nap) alapján Q 1% = 301 (±52) m 3 /sQ 10% = 192 (±60) m 3 /s A optimális = 6.99 m 2

23 Eredmények a Q 1% bemenet, és Q 10% kimeneti feltétel esetén (ID-32) Optimalizált méret 6.99 m 2 Eredmények a Q 1% bemenet, és Q 10% kimeneti feltétel esetén (ID-32) Optimalizált méret 6.99 m 2 Q m 3 /sV m3V m3 BemenetKimenet Tározás

24 Q m 3 /sV m3V m3 BemenetKimenet Tározás Eredmények a Q 1% bemenet, és tározás-maximálási feltétel esetén (ID-32) Optimalizált méret 3.87 m 2 Eredmények a Q 1% bemenet, és tározás-maximálási feltétel esetén (ID-32) Optimalizált méret 3.87 m 2

25 Q m 3 /sV m3V m3 BemenetKimenet Tározás Eredmények a Q 2001 bemenet esetén (ID-32) Optimalizált méret 6.99 m 2 Eredmények a Q 2001 bemenet esetén (ID-32) Optimalizált méret 6.99 m 2

26 Q m 3 /sV m3V m3 BemenetKimenet Tározás Eredmények a Q 2001 bemenet esetén (ID-32) Optimalizált méret 3.87 m 2 Eredmények a Q 2001 bemenet esetén (ID-32) Optimalizált méret 3.87 m 2

27 Köszönöm a figyelmüket!