A hidrológia tudománya régóta alkalmaz modelleket. Az elmúlt húsz évben azonban megsokszorozódtak azok a számítógépes programok, amelyek lehetőséget biztosítanak a teljes hidrológiai folyamat, vagy annak egyes elemeinek modellezésére. Fontos leszögezni, hogy ezek mind tudásszintben, modellezhetőségi lehetőségeikben, mind árban igen széles körben mozognak.
Ahogy azt már korábban is megfogalmaztuk a modellezés igen tág eljáráskört foglal magában. Ezért nem feltétlenül szükséges a legdrágább és legteljesebb programcsomagot megvásárolni. Hiszen aki egy egyszerű összegyülekezési modellt szeretni kialakítani annak egy GIS szoftver is elegendő, vagy aki egy csapadék-lefolyás összefüggést szeretne megtudni annak elégségesek az 1D ingyenes szoftverek is (5.12. ábra).
5.12. ábra - Az adat és számítógép-kapacitás igények változása a modellek dimenziószámának függvényében
 |
Nagyon gyakran a hidrológiai modellezés során találkozunk a „dimenziók” fogalmával. Pontosabban a szoftverek 1D, 2D esetleg 3D névvel jelölődnek és nem mindig egyértelmű, hogy mit is takarhatnak ezek a fogalmak. Nem célunk, hogy részletes elemzését adjuk a modellek dimenziószámának pontos meghatározásra inkább egy jól alkalmazható és könnyen érthető szabályt szeretnénk bemutatni.
Abban az esetben, ha csak a vízrendszerünk statikus paramétereire vagyunk kíváncsiak (vízgyűjtő karakterisztika, lejtés, érdességi paraméterek, vagy általánosságban alap (térinformatikai paraméterek) akkor 0D, vagy dimenzió nélküli modellekről beszélhetünk.
Ha a modellünk tartalmaz valamiféle mozgási jelenséget és ennek a mozgásnak vagy szállításnak egy jól kijelölhető iránya van, (pl. folyómeder, völgy) akkor 1D modelleket alkalmazhatunk.
Azonban ha a meder már nem egyszerű karakterisztikájú (trapéz, v forma stb.) hanem töltésezett, vagy a völgy hegy- és dombvidéki környezetben nagyon összetett, akkor a főmeder folyamatai jól követhetőek 1D leképezéssel, azonban az ártéri medrek, vagy a töltésen túli területek vizsgálata már 2D megközelítést igényel. Lehetőség van ilyen esetekben is 1D modellek alkalmazására, azonban a megoldások csak erősen közelítik a pontos leképezést (5.13. ábra).
A valóságot legpontosabban leíró modellek a 3D megközelítésűek. Ezek a tér mindhárom főirányában képesek a változások követésére.
A csapadék összegyülekezésének és lefolyásának sematikus rendszerét. Nagyon sok tankönyv bemutatja, hogy ez az egyszerű folyamat milyen bonyolult paraméterezést igényel. Azonban a jegyzet arra is próbálja rávezetni az olvasót, hogy a feladat elvégzése előtt próbálja saját maga számára, kicsit egyszerűbben (modellezve) megfogalmazni a problémát. Ha megnézzük a 5.14. ábrát, akkor a felszínt véges térfogatú egységekkel helyettesítettük. Ezeknek a térfogatoknak az alján (mint a fürdőszobai kádaknak a lefolyó) van egy állandó keresztmetszetű kifolyási pont. Lefolyásnak azt az időpontot, vízmennyiséget stb. nevezzük, amikor egy folyásirányba lévő térfogatba a felette lévőből folyadék kerül át. Könnyen belátható, hogy a lefolyás megindulása egyrészt függ a csapadék mennyiségétől, valamint a kifolyási pont áteresztő képességétől. A véges térfogatok modellezik a felszíni egyenetlenségeket, a lombozatot, a talajt stb., amik a felszíni lefolyás megindulása előtt tárolják a csapadékot, míg az állandó keresztmetszetű kifolyási pont a talaj vízvezetési tulajdonságait reprezentálják (5.14.ábra).
Ezt a modellt alkalmazza a HEC programcsalád, amikor a Deficit and Constant veszteségi metódus használjuk a modelljeinkben. A modellezés végső célja, hogy valamilyen előrejelzést adjon az adott természeti jelenségről (5.16. ábra). Mivel a lefolyást számtalan környezeti paraméter befolyásolja, emiatt, mint a legkézenfekvőbb megoldás, a folyamatábrán alapuló megközelítés használata a legnyilvánvalóbb, a bemeneti paraméterek egyszerűsítésével (5.15. 17-19. ábrák).
5.16. ábra - Tipikus városi árvíz kialakulása Pécsett 2010. május 17.-én, a Vince utcában, műtárgy eltömődése miatt (animáció)
 |
