Egy dimenziós hidrodinamikai modell fejlesztése a Tisza hazai szakaszára

Abstract

Az Országos Vízügyi Főigazgatóság (OVF) keretében működő Országos Vízjelző Szolgálat (OVSZ)2020 januárjában helyezte üzembe saját fejlesztésű 1 dimenziós hidrodinamikai modelljét a Duna hazai szakaszára és a 2023 év elejére elkészült a Tisza modellje is. A cél az évtizedek óta használatban lévő kaszkádmodell (DLCM) támogatása egy hidrodinamikai alapú megközelítéssel, ami pontosabb előrejelzés alapja lehet. Az elkészült modell tartalmazza a Tiszát Tiszabecstől Törökbecséig (Novi Bečej), valamint a mellék-vízfolyásainak hazai szakaszát, és folyamatban van a külföldi folyószakaszokra történő adatgyűjtés és kiépítés. A Tisza vízgyűjtő hidrológiája komplex, emiatt különböző szakaszain egyidejű tetőzések alakulnak ki. Ennek oka többek között, hogy mellékvízfolyásainak vízjátéka igen nagy és akár egy időben is számottevő vízhozamot hozhatnak részvízgyűjtőikről. A vízrendszer természetes lefolyási viszonyai a vízlépcsők hatására megváltoztak, így mind a mellékág torkolatok környéki, mind pedig a vízlépcsők feletti duzzasztott szakaszok figyelembe vétele szükséges az árhullámok megfelelő transzformációjához. Ez magával hozza a vízszintszabályozó műtárgyak helyes leképezését olyan hidraulikai egyenletek formájában, amelyek behelyettesíthetők a Saint Venant egyenletekből álló egyenletrendszerbe. A tanulmányban bemutatjuk a modell felépítését, a modellépítés során felmerült nehézségeket, az elért eredményeket, azok összehasonlítását a Tisza-völgyi Árvízvédelmi Elemző Központ HEC-RAS modelljének eredményeivel, valamint az OVSZ által kiadott előrejelzésekkel és szimulációs eredményekkel. Részletezzük azokat a kihívásokat, melyekkel egy ilyen modell operatív használata során szembesül az előrejelző.

The Hungarian Hydrological Forecasting Service (HHFS) operating within the framework of the National Water Directorate General has been operating a tailor-made 1 dimensional hydrodynamic model on River Danube since January 2020, while developing the model onto River Tisza, which was completed by the beginning of 2023 as well. The main objective of the development is to support and substitute the already running discrete linear cascade models (DLCM). The model contains the Tisza between Tiszabecs and Novi Bečej and all the Hungarian reaches of the tributaries. Data collection and model building are still in process on the foreign river reaches. The Tisza catchment has a complex hydrology often causing multiple flood peaks simultaneously along the river. The tribu- taries have a highly dynamic regime and all of the subcatchments can release significant discharges at the same time. The natural conditions for flood propagation had been modified due to the hydropower plants thus backwater effect is a major factor at the hy- draulic structures and at the confluences. Modelling such structures requires the substitution of the Saint Venant equations with the basic hydraulic formulas. In this paper I present the building process of the model, the challenges I had to face and the achieved results. The results are then compared to the results of a HEC-RAS based system (Tisza Valley Flood Protection Analysis Center), to the forecasts published by the HHFS, and also to the pure DLCM results.