Hidrológiai eljárások útmutatója II. (töredék)

Tartalom

II. KÖTET
5. FEJEZET: Hidrológiai számítások 300
5.1 Bevezetés. 300
5.1.1 A hidrológiai számitások módszerei 300
5.1.2 E fejezet tárgyköre. 301
5.2 A csapadékadatok kiértékelése. 302
5.2.1 Bevezetés. 302
5.2.2 Az adatok kiigazitása. 303
5.2.2.1 Az észlelés rögzitett bázisidőszaka. . . 304
5.2.2.2 A kettős összegzőgörbéken alapuló elemzés 306
5.2.2.3 A hiányzó adatok interpolálása 308
5.2.3 Területi eloszlás. . 308
5.2.3.1 Izohiétás térképek 308
5.2.3.2 A fiziográfiai hatások értékelése. ... 309
5.2.4 Az adott vizgyűjtőre hullott csapadék átlagos magassága. 310
5.2.4.1 A számtani középérték. 311
5.2.4.2 A sokszög-módszer. 312
5.2.4.3 Az izohiétákon alapuló módszer . . . . .314
5.2.4.4 Az átlagos százalékon alápuló módszer. . 314
5.2.4.5 A szintvonalakon alapuló módszer 315
5.2.5 Záporcsapadékok vizsgálata 316
5.2.5.1 Összegzőgörbék 317
5.2.5.2 A csapadékösszeg, a terület és az időtartam kapcsolatának meghatározása 318
5.2.5.3 A legnagyobb lehetséges csapadék /LLCs/. 320
5.2.5.3.1 Az LLCs becslésének módszerei . 320
5.2.5.3.2 Előzetes becslések 322
5.2.5.3.3 A méretezés alapjául veendő esőidőtartam megválasztása 323
5.2.5.3.4 A részvizgyüjtők kiválasztása . 323
5.2.5.3.5 Záporáthelyezés 324
5.2.5.3.6 A jelentősebb záporok kiválasztása és elemzése. 326
5.2.5.3.7 A kiválasztott záporok maximálása ... 327
5.2.5.3.8 A záporokat jellemző izohiéta-alakzatok tájolása 327
5.2.5.3.9 A helyszínen észlelt és az áthelyezett záporok összehasonlítása. 328
5.2.5.3.10 A becsült értékek régión belüli összhangja 328
5.2.5.3.11 A záporok időbeli áthelyezése 329
5.2.5.3.12 Becslés adathiány esetén 329
5.2.6 A csapadék gyakorisága 333
5.2.6.1 Pontbeli csapadék ... 334
5.2.6.1.1 Statisztikai sorozatok és az ismétlődési időszak. 334
5.2.6.1.2 Számítási módszerek 336
5.2.6.1.3 Az adatoknak rögzített időtartamokra való átszámitása . 350
5.2.6.1.4 A pontbeli csapadék-gyakorisági értékek közvetett becslése. 351
5.2.6.1.5 A legnagyobb észlelt csapadékösszegek . 356
5.2.6.2 Területi csapadék 356
5.2.6.3 Általánosított csapadék-idősorok. . . . 359
5.2.6.4 A szárazság mértéke 360
5.2.7 A csapadék intenzitása 360
5.2.7.1 Pontbeli csapadék 360
5.2.7.1.1 Az intenzitás és időtartam közötti kapcsolatot jellemző görbék és tapasztalati képletek 360
5.2.7.1.2 A tapasztalati képletek alkalmazásának korlátai 361
5.2.7.1.3 A csapadékintenzitás előfordulásának időbeli helyzete 362
5.2.7.2 Területi csapadék 362
5.2.8 Hóolvadás . . 363
5.2.8.1 A pontbeli hóolvadás elmélete. 364
5.2.8.2 A vízgyűjtőről esőmentes időszakban hóolvadásból származó vízmennyiség becslése 369
5.2.8.3 A vízgyűjtőről esővel egyidejű hóolvadásból származó vízmennyiség becslése . . . . 374
5.2.8.4 A hóolvadásból származó vizbevétel becslése 375
5.2.8.5 A hótakaró párologtatása 378
5.2.8.6 Az eső és a hóolvadás összegének lehetséges legnagyobb értéke. 379
5.2.8.6.1 Bevezetés 379
5.2.8.6.2 A hófelhalmozódás legnagyobb lehetséges értéke 380
5.2.8.6.3 A hóolvadás becslése 381
5.3 A vizhozamadatok kiértékelése. 382
5.3.1 Az adatok kiigazítása 382
5.3.2 Területi eloszlás 384
5.3.2.1 Az évi közepes lefolyás térképei 385
5.3.2.2 A közepes lefolyás meghatározása csapadékos hőmérséklet-adatokból 386
5.3.2.3 Állomás ok közötti kapcsolatok. 391
5.3.2.4 A meghosszabbított adatsor hatékony hossza 394
5.3.3 A lefolyásösszeg időbeli eloszlása 395
5.3.3.1 Bevezetés. 395
5.3.3.2 Az egységárhullám. 396
5.3.3.2.1 Meghatározás 396
5.3.3.2.2 Az egységárhullám előállítása észlelt vízhozamadatokból 396
5.3.3.2.3 Az egységárhullám előállítása szintetikus módszerrel . . 401
5.3.3.2.4 Az egységárhullára időtartamának átszámítása 403
5.3.3.2.5 Az egységárhullám felhasználása. 404
5.3.3.3 Az izokrón-módszer 404
5.3.4 Árhullám-áthelyezés 408
5.3.5 Kisvizhozamok elemzése 412
5.3.5.1 Vizhozamtartóssági görbék. 413
5.3.5.2 A kisvizhozamok gyakorisága. 415
5.3.5.3 Aszályos időszakok statisztikai elemzése 417
5.3.5.4 Recessziós görbék elemzése 418
5.3.6 Az árvizek gyakorisága 421
5.3.6.1 Egyes állomások adatainak elemzése ... 421
5.3.6.1.1 A csucsvizhozam. 421
5.3.6.1.2 Az árvizek statisztikai elemzése 422
5.3.6.2 Az árvizi jellemzők regionális általánosítása . . . . . 422
5.3.7 Hosszúidejű trendek. 426
5.4 Párolgás és evapotranspiráció. 428
5.4.1 A tavak és tározók párolgásának számítása. . 428
5.4.1.1 A vizháztartási módszer 428
5.4.1.1.1 Érkező és távozó vízmennyiség. 430
5.4.1.1.2 Csapadék . . 430
5.4.1.1.3 Nettó szivárgás és partmenti tározódás . 430
5.4.1.1.4 Készletváltozás 431
5.4.1.2 Az energiaháztartási módszer 431
5.4.1.2.1 Napsugárzás 432
5.4.1.2.2 Visszavert napsugárzás 433
5.4.1.2.3 A légkörből érkező hosszuhullámu sugárzás 433
5.4.1.2.4 Visszavert hosszuhullámu sugárzás. ... 433
5.4.1.2.5 A viztest által kibocsátott sugárzás . . 433
5.4.1.2.6 Nettó sugárzás 434
5.4.1.2.7 A felhalmozott energia megváltozása 434
5.4.1.2.8 A viztestből érzékelhető hőként elvezetett energia 435
5.4.1.2.9 A párolgás 456
5.4.1.3 Az aerodinamikai módszer 437
5.4.1.3.1 Az N együttható értéke 438
5.4.1.3.2 Szélsebesség 441
5.4.1.3.3 A vizfelszin hőmérséklete. 441
5.4.1.3.4 A légnedvesség vagy a levegő páranyomása 441
5.4.1.4 Az aerodinamikai és az energiaháztartási egyenletek kombinációja. 441
5.4.1.5 A kádpárolgási adatok extrapolációja . . 446
5.4.2 Vízgyűjtőterületek evapotranspirációjának becslése 450
5.4.2.1 Potenciális evapotranspiráció. 450
5.4.2.2 Tényleges evapotranspiráció. 451
5.4.2.3 A vizháztartási módszer. ... 451
5.4.2.3.1 Csapadék 452
5.4.2.3.2 Vizhozam 452
5.4.2.3.3 Készletváltozás 452
5.4.2.3.4 Mélységi szivárgás 453
5.4.2.4 Az energiaháztartási módszer 453
5.4.2.5 Az aerodinamikai módszer 454
5.5 Csapadék-lefolyás és hóolvadás-lefolyás kapcsolatok . 454
5.5.1 Bevezetés. 454
5.5.2 Regressziószárnitás 455
5.5.3 Záporokból származó lefolyás 456
5.5.3.1 A megelőző nedvességindex módszere. ...457
5.5.3.2 Az alapvizhozam kezdeti értéke, mint a csapadék-lefolyás kapcsolat egyik mutatója 460
5.5.3.3 A talajnedvesség számbavételének módjai. 462
5.5.4 A rövid időtartamú hóolvadásból származó lefolyás 465
5.5.4.1 Sikvidéki területek . . . . 465
5. 5.4.2 Hegyvidéki területek 466
5.5.5 Havi, évszakos és évi vizmérleg 467
5.5.5.1 Havi és évszakos vízmérleg 467
5.5.5.2 Évi vizmérleg 469
Hivatkozott irodalom 470
További ajánlott irodalom 479
6. FEJEZET: Hidrológiai előrejelzés . 491
6.1 Bevezetés 491
6.2 Hidrológiai előrejelzések és riasztások . . 495
6.2.1 Általános tudnivalók. . 495
6.2.2 A hidrológiai előrejelzések osztályozása. . 495
6.2.2.1 A vizjárás előrejelzett elemei. 496
6.2.2.2 Az előrejelzés időelőnye. 496
6.2.2.3 Előrejelzési módszerek 498
6.2.2.4 Az előrejelzés felhasználási területe . 499
6.3 Hidrológiai előrejelző szolgálatok 500
6.3.1 Tevékenységi körök. 500
6.3.2 Szervezet 500
6.3.3 Az információk gyűjtése és az előrejelzések, riasztások kiadása. . 502
6.3.4 Adatigény 503
6.3.4.1 Bevezetés . 503
6.3.4.2 Az előrejelzés bemenő adataiként igényelt észlelési elemek. 504
6.3.4.3 Az adatmérés pontossága és gyakorisága. 506
6.3.4.4 Az előrejelzési eljárások kidolgozásához igényelt adatok.. ... 506
6.3.4.4.1 Bevezetés 506
6.3.4.4.2 Eső 507
6.3.4.4.3 Hó 507
6.3.4.4.4 Vízszint és vízhozam 510
6.3.4.4.5 Egyéb adatok 511
6.3.4.5 Adatgyűjtés operativ célokra 511
6.3.4.6 A radar-észlelések felhasználása a hidrológiai előrejelzésben. 512
6.3.4.7 A meteorológiai műholdak szolgáltatta hó-és jégészlelések hasznosítása a hidrológiai előrejelzésben. 515
6.3.4.7.1 Altalános tudnivalók 515
6.3.4.7.2 A hótakaró felismerése 516
6.3.4.7.3 A hó-határvonal felismerése. 516
6.3.4.7.4 A hó-határvonal mozgásának számitása hegyvidéki vizgyüjtők esetében 517
6.3.5 A hidrológiai előrejelző szolgálatok műszaki felszerelése 518
6.3.6 A hidrológiai információk, előrejelzések és riasztások közreadása 520
6.4 Előrejelzési módszerek 521
6.4.1 Bevezetés 521
6.4.2 A hóolvadásból származó lefolyásösszeg előrejelzése 522
6.4.2.1 Évszakos hóolvadás-előrejelzés sikvidéken 522
6.4.2.1.1 Általános tudnivalók ... 522
6.4.2.1.2 A hóolvadásból származó évszakos lefolyás meghatározása. . 526
6.4.2.1.3 A teljes vizkészlet meghatározása. ... 526
6.4.2.1.4 A beszivárgási kapacitás mutatói 528
6.4.2.1.5 Tapasztalati vizháztartási kapcsolatok a
hóolvadásból származó évszakos lefolyás előrejelzésére 529
6.4.2.2 Évszakos hóolvadás-előrejelzés hegyvidéken. 53i
6.4.2.2.1 Általános tudnivalók 531
6.4.2.2.2 A hófelhalmozódási index meghatározása a hószelvény-felvételi adatokból. 536
6.4.2.2.3 A hófelhalmozódási index meghatározása csapadékadatokból . . . . . . 536
6.4.2.2.4 A hóolvadási időszak havi középvizhozamainak előrejelzése 540
6.4.2.3 Az évi lefolyás előrejelzése . . . . 541
6.4.3 Vizállás- és vizhozam-előrejelzés . . . 542
6.4.3.1 A lefolyás előrejelzése korábbi vízhozamból. 542
6.4.3.1.1 Általános tudnivalók 542
6.4.3.1.2 Évszakos vizhozam-előrejelzések 544
6.4.3.1.3 Havi vizhozam-előrejelzések 546
6.4.3.2 Árviz-előrejelzések ... 550
6.4.3.2.1 Általános tudnivalók 550
6.4.3.2.2 Csapadék-lefolyás kapcsolatok 551
6.4.3.2.3 Szintetikus lefolyásmodellek. 552
6.4.3.2.4 Hozzáfolyás-értékek becslése vizrajzi adatokból ... 553
6.4.3.2.5 Az árhullám lefolyásösszegből való előrejelzése 555
6.4.3.2.6 Az árhullára áthelyezése alsóbb szelvénybe. 555
6.4.3.2.7 Rövididejű vízhozam- és vizállás-előrejelzés kapcsolati függvényekkel 555
6.4.3.2.8 Az évszakos csucsvizállás és csucsvizhozam előrejelzése. 561
6.4.3.3 Tavak vízállásának előrejelzése 562
6.4.3.3.1 Általános tudnivalók. 562
6.4.3.3.2 Tavak vizbevétele és legnagyobb vizállása. .. 563
6.4.3.3.3 Szél-okozta viztorlódás és "seiche" . . 565
6.4.4 Jég-előrejelzés 565
6.4.4.1 Általános tudnivalók. 565
6.4.4.2 Az uszó jégtáblák megjelenésének rövididejű előrejelzése. 566
6.4.4.3 Hosszúidejű jég-előrejelzés 570
6.4.4.4 A jégzajlás megindulásának rövididejű előrejelzése 571
6.5 A hidrológiai előrejelzések közreadási módja, értékelése és ellenőrzése 573
6.5.1 A hidrológiai előrejelzések közreadási módja 573
6.5.1.1 Általános tudnivalók. . 573
6.5.1.2 A konfidencia-tartományok meghatározása 574
6.5.1.3 Feltételes valószínűségi eloszlások .. . 576
6.5.2 Az előrejelzési módszerek értékelése. . . . 576
6.5.2.1 Általános követelmények 576
6.5.2.2 Az előrejelzési módszerek értékelésének alapelvei .. 577
6.5.2.3 Az előrejelzési módszerek hatékonyságának és megbízhatóságának kritériumai. . 579
6.5.3 Az operativ előrejelzések ellenőrzése ... 579
6.5.4 A meteorológiai és a hidrológiai előrejelzés kapcsolata. 580
6.5.4.1 Bevezetés 580
6.5.4.2 A meteorológiai előrejelzések megbizhatósága 581
6.5.5 A hidrológiai előrejelzések gazdaságossága. 582
Hivatkozott irodalom. . 583
További ajánlott irodalom 584
FÜGGELÉK: Vízgazdálkodási alkalmazások.
F.1. Bevezetés 591
F.1.1 Árvízvédelem és vízellátás. 591
F.1.2 Vizkészlet és vízigény 592
F.1.3 A vízgazdálkodási létesítmények tervezését megelőző vizsgálatok. ... ...592
F.1.4 A vízgazdálkodási létesítményekkel elérendő célok 593
F.1.5 Többcélú létesítmények . . 594
F.1.6 Több létesítményből álló rendszerek 594
F.2 A hasznosítható felszini vizkészlet becslése 595
F.2.1 A számbaveendő tényezők. 595
F.2.2 A meglévő észlelési adatok használhatósága 595
F.2.3 A meteorológiai észlelések felhasználása . 597
F.2.4 Vizhozamadatok szintetikus előállitása . . . 597
F.2.4.1 Korreláció közeli vízfolyások vízhozamával 597
F.2.4.2 Korreláció csapadékadatokkal 597
F.2.4.3 Korreláció egyéb vizgyüjtő-jellemzőkkel. 597
F.2.4.4 A korrelációs módszerek alkalmazhatóságának határai 598
F.2.4.5 Mi a teendő, ha a tervezett létesitmény szelvényéből nincsenek vizhozamadatok? . 599
F.2.4.6 A kisvizhozamok vizsgálata 600
F.3 A vizigény és a vízveszteségek becslése. . . 601
F.3.1 A vizigény összetevőinek becslése. . . . 601
F.3.1.1 Előzetes becslések . 601
F.3.1.2 Öntözés 601
F.3.2 Felszini vízgazdálkodási rendszerek vízveszteségeinek becslése. ... 602
F.3.2.1 A veszteségek jellege . . . . 602
F.3.2.2 Öntözött területek vízvesztesége . . . . 603
F.3.2.3 Tározók párolgása 603
F.3.2.3.1 A tározók párolgásának becslési módszerei 603
F.3.2.3.2 A tározóval elfoglalandó terület evapotranspirációja . . . . . . . 604
F.3.2.3.3 A tározó méreteinek és üzemrendjének hatása a párolgási veszteségekre 604
F.3.2.3.4 Tározók szivárgási veszteségei 605
F.4 A szükséges tárolótérfogat becslése . . . 605
F.4.1 Bevezetés 605
F.4.2 A tározó elhelyezésének hatása. 606
F.4.3 Tározók vízgazdálkodási vizsgálata. . 606 .
F.4.3.1 Az összegzőgörbe elemzésén alapuló vizsgálatok 608
F.4.3.2 Táblázatos számításon alapuló vizsgálatok 610
F.5 Mértékadó árvizek becslése. ... 613
F.5.1 Bevezetés 613
F.5.2 Meghatározások 614
F.5.3 A mértékadó árviz becslésének fontossága. 615
F.5.4 A mértékadó árviz becslési módszerei. ... 615
F.5.4.1 Bevezetés 615
F.5.4.2 Biztonsági tényezők alkalmazása 616
F.5.4.3 Tapasztalati árvizképletek. 616
F.5.4.4 Burkoló görbék 617
F.5.4.5 Az árvizek gyakorisági elemzése 618
F.5.4.6 A legnagyobb lehetséges árviz 619
F.5.5 A mértékadó árviz felvételének politikai szempontjai 619
F.5.5.1 Általános megfontolások 619
F.5.5.2 A nagy tározók méretezéséhez mértékadó árviz 620
F.5.5.3 A kis- és közepes jelentőségű műtárgyak méretezéséhez mértékadó árviz 621
F.5.6 A legnagyobb lehetséges árviz becslése. . .622
F.5.6.1 Bevezetés 622
F.5.6.2 A záporcsapadék átalakítása lefolyássá. 622
F.5.6.2.1 Bevezetés . 622
F.5.6.2.2 Beszivárgási kapacitás 623
F.5.6.3 Az árhullám előállitása . .623
F.5.6.3.1 Bevezetés 623
F.5.6.3.2 A legnagyobb lehetséges árviz becslésére szolgáló egységárhullám előállitása. 624
F.5.6.3.3 A nagy vízgyűjtők esetében követendő eljárás 624
F.5.6.3.4 A mértékadó zápor izohiétás alakzatának elhelyezése 625
F.5.6.3.5 A mértékadó záporcsapadék időbeli eloszlása. . . 626
F.5.7 Az árvizgyakoriság-elemzési módszerek alkalmazása 626
F.5.7.1 Bevezetés 626
F.5.7.2 A létesitmény élettartama . . 627
F.5.7.3 Az adott időtartam alatt előforduló hidrológiai események valószínűsége. . ... . 627
F.5.7.4 A mértékadó ismétlődési idő 628
F.5.7.5 Az adatok ellenőrzése 630
F.5.7.6 A vizhozamészlelések kiegészítése igen régi információkkal .. 630
F.5.7.7 Az eloszlástipus kiválasztása 631
F.5.7.8 Az adatok transzformálása 631
F.5.7.9 Konfidencia-tartományok 632
F.5.7.10 Az árvizgyakoriság meghatározása rövid adatsorból . . 632
F.5.7.11 Trópusi területek észlelési adatainak vizsgálata. 633
F.5.7.12 Regionális gyakorisági kapcsolatok. . . . 633
F.5.8 A mértékadó árvizhozam becslési módszereinek összefoglalása. . 635
F.6 Árvízvédelmi müvek tervezése 636
F.6.1 Bevezetés .. 636
F.6.2 Árvizcsökkentő tározók tervezése. .. 636
F.6.3 Tározók árvízvédelmi célú működtetése 638
F.6.3.1 Általános megfontolások 638
F.6.3.2 Fix árapasztós tározók 638
F.6.3.3 Szabályozható árapasztós tározók 639
F.6.3.4 A tározóba érkező vízhozam előrejelzésének szükségessége 639
F.6.4 Az egymást követő árvizek közötti időszak 641
F.7 Települések és kisvizgyüjtők lecsapoló müveinek tervezése. 643
F.7.1 Bevezetés 643
F.7.2 A mértékadó vizhozam becslése csapadékadatokból 644
F.7.2.1 Általános tudnivalók. 644
F.7.2.2 A racionális módszer. 644
F.7.2.2.1 A lefolyás! tényező, Cp 645
F.7.2.2.2 értékének becslése kisérleti területi adatokból. 645
F.7.2.2.3 A mértékadó csapadékintenzitás . 646
F.7.2.2.4 A vizgyüjtő összegyülekezési idejének becslése 647
F.7.2.2.5 A racionális módszer alkalmazási korlátai . . 648
F.7.2.3 A lecsapoló müvek tervezéséhez szükséges csapadékadatok. . . 648
F.8 Tározók maximális vizszintjének becslése. . 650
F.8.1 Bevezetés . . 650
F.8.2 A szél-okozta viztorlódás . 650
F.8.3 A szél-okozta hullámzás . ... . . 651
F.8.4 A vizszin periodikus lengései 652
Hivatkozott irodalom. . 653
További ajánlott irodalom 656
TÁRGYMUTATÓ 663

Témakörök