Az ÉRTÉKELÉS és TÉRKÉPEZÉS Eszköze

Szakértői sarok

Ez a rész elmagyarázza azokat különböző elemeket és lépéseket, amelyeket egy heves esőzés okozta árvíz kockázat értékelése tartalmazhat. Ezen lépések különféle módszertani megközelítéseit mutatja be, és leírja az érveket és ellenérveket, illetve az adatok és források szükségességét. A különböző területeken alkalmazott módszerekkel kapcsolatos részletes ismereteket és tapasztalatokat biztosítanak a tapasztalatai, illetve a RAINMAN projektből leltölthető tudományos beszámolók

Ismerje meg a Forrás-Útvonal-Receptor-Következmény Koncepciót

A heves esőzési kockázat elemzése két fő elemzési lépést tartalmaz, melyek további kettő elemzési lépésre bonthatók:
A VESZÉLYELEMZÉS mutatja meg, hogy milyen mennyiségű, időtartamú és intenzitású esőzések várhatók, és, hogy hol folyhat, ill. gyűlhet fel a felszíni víz heves esőzések esetén. Ezt a két aspektust az alelemzési lépések forráselemzése és útvonal elemzése érinti.
Az ÉRZÉKENYSÉGI ELEMZÉS lokalizálja és számszerűsíti az árvíznek esetlegesen kitett és esetlegesen sérülést szenvedő elemeket és objektumokat. Ilyen elemek és objektumok lehetnek az emberek, haszonállatok, épületek, utcák, stb. Ezek részletes tulajdonságait a receptor elemzésben vizsgáljuk. A következmény elemzés becsüli fel azt, hogy mekkora hatással lehetnek rájuk a veszély negatív következményei.

Veszélyelemzés

A forráselemzés foglalkozik a felület esőzéstől függő lefolyását és a felületen lezajló folyamatokkal, pl. beszivárgás. Emiatt különböztetünk meg „Csapadékelemzés” és „Lefolyáskeletkezés elemzés” allépéseket. Ezek adnak választ a következő kérdésekre: Milyen típusú csapadékra számítsak a régiómban mennyiség, időtartam és intenzitás szempontjából, és mekkora a jellemző éves valószínűség vagy a statisztikai visszatérési periódusok, pl. egy olyan esőzés intenzitása, amely 100 évente egyszer várható csak? Hogyan és hol képződik a felületi lefolyás, pl. a földfelszíntől/földhasználattól, illetve a talaj azon tulajdonságaitól függően, amelyek hatással vannak az esővíz beszivárgására?

Az útvonalelemzés írja le a felületi lefolyáskoncentráció folyamatait és lefolyás útvonalait, vagyis a víz áramlási dinamikáját. A következő kérdésekre ad választ: Milyen áramlási útvonalakon folyik a víz? Milyen szinten folyik vagy áll meg a víz? Milyen az áramlási sebesség eloszlása?

Térképkészítés

Érzékenységi elemzés

A receptorelemzés azonosítja/térképezi fel és jellemzi azon elemeket és objektumokat, amelyek károsíthatja vagy veszélyeztetheti az árvíz. A jellemzően feltett kérdések ezek: Hol vannak sebezhető elemek és objektumok? Mennyi van az érintett területen, pl. egy adott területen lévő lakosok, házak száma, az utak hossza kilométerben és az érzékeny infrastrukturális elemek száma?

A következményelemzés írja le azokat a folyamatokat, amelyek a receptorok sérülését okozzák, pl. fulladás, épületszerkezeti elemek elázása, az útburkolat eróziója, stb. A következő kérdések írják le az érintett témákat: Mi történhet az árvíznek kitett elemekkel és objektumokkal? Milyen kárfolyamatokra lehet számítani? Milyen összefüggés van az árvíz hatásának intenzitása és az okozott kár szintje között a vízszint, az árvíz időtartama és áramlási sebesség szempontjából?

VESZÉLYELEMZÉS

A veszélyelemzés mutatja meg, hogy milyen mennyiségű, időtartamú és intenzitású esőzések várhatók, és, hogy hol folyhat, ill. gyűlhet fel a felszíni víz heves esőzések esetén. Ezt a két pontot a forráselemzés és útvonalelemzés alelemek érintik, amelyeket olyan kérdések írnak le, amelyek a megfelelő válaszokat vagy eredményeket adnak arról, hogy mit tudnak nyújtani ezek a lépések. A veszélyelemzés különböző allépéseinek magyarázatait alább találja.

FORRÁSELEMZÉS

A forráselemzés foglalkozik a felület esőzéstől függő lefolyását és a felületen lezajló folyamatokkal, pl. beszivárgás.

Csapadékmérés pontokon:

A csapadék közvetlenül is mérhető, ha összegyűjti az esővizet és megméri a mennyiségét. A heves esőzések méréséhez olyan automatikus mérőeszközök kellenek, amelyek magas időbeli felbontásúak. Ez azt jelenti, hogy pl. percenként mérik a csapadékmennyiséget. Általában az országos meteorológiai szolgáltatók, illetve a helyi vízügyi/szennyvízügyi hatóságok működtetnek ilyen állomásokat. A csapadék intenzitásának és időtartamának elemzéséhez egy közeli állomás kell (néhány kilométeren belül), és lehetőleg pár évtizedes csapadékméréssel.

A csapadékadatok elemzése:

A pontokon végzett hosszú távú csapadékméréseket statisztikai elemzésekre lehet használni azért, hogy információkat kapjunk a heves esőzések gyakoriságáról, intenzitásáról és időtartamáról. Ezen elemzések alapján ki lehet kalkulálni az esőzés valószínűségét vagy az adott események visszatérési periódusait, pl. ki lehet mutatni egy olyan 60 perces esőzés intenzitását, amely csak 100 évente egyszer várható. Ezzel az információval a) ki lehet választani egy korábbi eseményt vagy b) lehet tervezni egy szintetikus vihart, és ezt az idősorozatot egy felületi lefolyás modellezésére lehet használni az útvonalelemzés részeként.

Csapadékmérés nagy területeken:

A pont alapú csapadékmérés egyik problémája gyakran ezen állomások alacsony térbeli sűrűsége, mert az állomások közti területekről hiányoznak a reprezentatív minták. Ezen probléma egyik megoldása lehet a csapadékradar. Közvetlenül, de teljes területi lefedettséggel és magas térbeli és időbeli felbontással (1 km, 5 perc) méri a csapadékot. A mérések pontfelvételekkel kalibrálhatók és mennyiségbe vagy intenzitásba konvertálhatók át. A kapott csapadékraszter vagy térképek idősorozatai az országos meteorológiai szolgáltatóknál elérhetők, de általában – ezen technológia új mivolta miatt – csak néhány évre visszamenőleg.

Nagy területek csapadékadatainak elemzése:

Nagy területek radar-alapú csapadékadatait raszteres térképekben tárolják. Minden rasztercella elemezhető statisztikailag pontként. A radar adatokból nyert esőzési statisztikák nagy előnye a magas térbeli felbontás, amely a pont állomásoktól távol eső területeket is lefedi. Ráadásul az esőzések tér-idő-dinamikáját is lehet tanulmányozni. Az események során ki lehet vetíteni egy vihar útvonalát, és ez az információ korai előrejelzésére használható. A tárolt adatok korábbi megfigyelt események modellezésére használható, és felületi lefolyási modelleket lehet velük futtatni, amely nagy pontossággal mérhető csapadékmennyiséget biztosít. Az ilyen eseményadatok különösen hasznosak a modell minőségbiztosítására és a múltbéli események részletes elemzésére, illetve a jövőbeli megelőzés és óvintézkedések alapjaként.

Ahogy az eső a talajra majd a talajba jut, addig különböző „állomásokon” megy át, amelyek tárolják vagy lassítják őket. A vegetáció egy ilyen elem. Minél nagyobb a vegetáció lefedettsége és sűrűsége és a levélzet, annál nagyobb a tárolási- és lassítási érték. A magas intenzitású esőzéseket tekintve ezek a hatások csak csekély szerepet játszanak a csapadék csökkentésében. Egy másik állomás, amelyen az esőcseppek áthaladnak, a talaj felülete és az alatta lévő talajzat. Létezik néhány általános szabály a beszivárgási sebességre vagy arra a vízmennyiségre, amely egységnyi idő alatt tud beszivárogni és a felületi lefolyás mennyiségére, amely keletkezik. Minél durvább a talaj, minél több gyökér és biopórus van, minél stabilabb aggregátok és pórusok vannak, annál magasabb a beszivárgási arány. Az apró szemcséjű, tömörített és kérges felületek és talajzatok beszivárgási aránya alacsony, és gyorsan keletkezik rajtuk felületi lefolyás. Minél nagyobb egy esőzés intenzitása, annál alacsonyabb a talajba való beszivárgás hatása. Számos megközelítés létezik a beszivárgás és lefolyás keletkezésének kiszámítására az egyszerű empirikus/konceptuális megközelítésektől (SCS-CN, Green and Ampt, Smith and Parlange) a komplex fizikai megközelítésekig (Richard egyenlet). A Green & Ampt megközelítést gyakran használják a felületi lefolyásmodellek modellezési eszközeiben, pl. openLISEM, FullSWOF, stb.

  • A magas intenzitású esetekben a beszivárgást figyelmen kívül lehet hagyni, ami pl. egy már teljesen telített talajhoz hasonlít előző esőzések miatt.
  • Alacsony és közepes intenzitású események kezelésekor és amikor a talajhoz és vegetációhoz kapcsolódó földhasználati intézkedéseket kell értékelni, akkor a beszivárgási folyamatokat modellekbe kell integrálni.
  • A csapadékállomások új helyszíneinek reprezentatívnak kell lenni a megfigyelt területhez.
  • Az állomás-hálózatok mérései gyakran nem megfelelően reprezentálják a pontosan lokalizált heves esőzéseket.
  • A csapadékstatisztikák a múltbeli tulajdonságokon alapulnak és nem alkalmazhatók a jövőbeli változásokra, pl. a klímaváltozás miatt.
  • A klímaváltozás általában véve gyakoribb és intenzívebb esőzésekhez vezet.
  • A különböző esőzéses szimulációk – pl. egy gyakori, egy ritka és egy extrém esemény – illusztrálhatják az árvíz különböző dimenzióit.
  • A megfigyelt események a modell minőségbiztosítására és kalibrálására, illetve a kommunikációra használhatók (pl. egy olyan intézkedés hatásának kimutatására, amely egy olyan eseményhez kapcsolódik, amelyet az emberek átéltek és amely sokkal valósabb, mint egy szintetikus vihar).

ÚTVONALELEMZÉS

Az útvonalelemzés írja le a felületi lefolyáskoncentráció folyamatait és lefolyás útvonalait, vagyis a víz áramlási dinamikáját. A következő kérdésekre ad választ: Milyen áramlási útvonalakon folyik a víz? Milyen szinten folyik vagy áll meg a víz? Milyen az áramlási sebesség eloszlása?

Miután az esővíz elérte a felületet, felszíni vízzé alakul át a lefolyásképzési folyamattól és a felszíni anyag hatásától függően. A felszínen lévő víz követi a domborzatot, és ott koncentrálódik, ahol a különféle forrásrégiók vizei találkoznak. Azt a területet, amely egy olyan ponthoz tartozik, ahonnan víz jöhet, vízgyűjtő területnek nevezzük. Minél nagyobb egy pont vízgyűjtő területe, annál nagyobb az a potenciál vízmennyiség, amely elérheti ezt a pontot és nagy mennyiségű víz alakul át vízmélységgé. A domborzati felület lejtése vagy meredeksége, illetve a felület érdessége is, pl. sima és „gyors” betonút kontra durva és „lassú” sűrű bokrok, nagy hatással van az áramlási sebességre. A koncentrált lefolyás útvonalai lehetnek ismert folyók és patakok, illetve ismeretlen vagy alig látható lineáris mélyedések, amelyeket nem azonosítottak útvonalakként korábban. Különösen a sík területeken töltődhetnek fel a mélyedések és képezhetnek átmeneti tavakat, ezen folyamat neve a „vízfelgyülemlés”.

 

Az útvonalelemzések megközelítései lehetnek áramlási útvonal/lefolyás felgyülemlési modellek, illetve a fizikai elveken alapuló vízáramlási számítógépes modellek (hidrodinamikus szimulációs módszerek). Ezen megközelítések lehetőségeinek és korlátozásainak részleteit alább találja.

A vízáramlás számítógépes modellezése.

Computer-based modelling of the flow of water. Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

Egy helyi mélyedés vízzel töltődött fel (vízfelgyülemlés).

Local depression has filled up with water (ponding). Picture: Municipality of Leutersdorf (district of Spitzkunnersdorf)

  • A számítógépes modell alapú útvonalelemzések eredményeinek minősége (topográfiától függő áramlási potenciál, illetve eső alapú „valós” áramlási szimuláció) erősen függ az alkalmazott digitális magasságmodell minőségétől.
  • A digitális magasságmodell térbeli felbontása 1 és 2 méter között legyen.
  • Az országos topográfiai felmérő hivatalok által kiadott digitális magasságmodelleket korrigálni kell, és ki kell őket egészíteni árkokról, csatornákról, falakról és más olyan szerkezetekről szóló kiegészítő információkkal, amelyek hatással vannak a felületi lefolyásra.
  • A digitális magasságmodellek korrekcióját helyszíni felmérésekre kell alapozni.
  • A digitális magasságmodellek korrekcióját precízen és reprodukálható módon kell dokumentálni, pl. a helyszíneket tartalmazó táblázattal, az elvégzett korrekciók típusával, illetve a korrekció előtti és utána lévő screenshotokkal vagy adatkészlet alcsoportokkal.
  • A korrekcióhoz szükséges munka és energia csökkentése érdekében szűrési szimulációt kell végezni egy felületi lefolyásmodellel azért, hogy gyorsan lehessen azonosítani az egyértelműen rossz szimulációkat, pl. tavak keletkezése egy fal vagy töltés előtt felgyűlt víz miatt, amelynek valójában van csatornája vagy elfolyója.
  • A térképeken lévő megfigyelt áramlási útvonalak és vízszintek dokumentációja igen értékes, mert velük ellenőrizhető, hogy a modellel lehet-e szimulálni egy megfigyelt árvizet. ​
  • A gyakori, általános és ritka eseményekhez érdemes rákapcsolni a csatornarendszerre hogy láthatók legyenek a hatások, pl. a magasabban fekvő területek vízelvezetése és/vagy az alacsonyabban fekvő területek elárasztása.
  • Nagy intenzitású események esetén a csatornarendszerek és kisebb csatornák eltömődhetnek vagy túlterhelődhetnek, és a szimulációkban figyelmen kívül hagyhatók.

A MEGFELELŐ MÓDSZER KIVÁLASZTÁSA

Háromféle általános módszer létezik:

Empirikus tudáson és múltbéli megfigyeléseken alapuló módszerek

Áramlási útvonalak/lefolyás felgyülemlési módszerek, amelyek a domborzat felületének elemzésén alapszanak (illetve statisztikai módszerek)

Hidrodinamikus szimulációs módszerek, amely a vízáramlás fizikai leírásán alapszanak

A módszer komplexitása nő

A veszély értékelés és térképezés megfelelő módszerének kiválasztása szakértői tudást igényel. Különösen az in- és output adatokat, illetve az elérhető forrásokat és a térképezési intézkedés további lehetőségeit kell figyelembe venni. A módszernek illeszkednie kell a térbeli viszonyokhoz, vagyis azon terület méretéhez, melynek veszélyeit és kockázatait értékelni fogják. Továbbá az értékelés céljának megfelelően kell kiválasztani a módszert.

A következő táblázat tekinti át a különböző módszerek tulajdonságait:

Empirikus tudáson alapuló módszerek Áramlási útvonalak/lefolyás felgyülemlési módszerek Hidrodinamikus szimulációs módszerek
ADATOK ÉS OUTPUTOK Csapadék

Egyértelműen foglalkozik a módszer a csapadékkal és milyen csapadékadat források vannak használatban?

IGEN,

radar-adatok, állomás-adatok (meteorológiai vagy hidrológiai szolgáltatóktól, önkormányzatoktól, magán)

IGEN,

rögzített érték cellánként vagy cellaterületenként

IGEN,

radar-adatok, állomások, szintetikus viharok („tervezett viharok”)

Lefolyásképzés

Foglalkozik a módszer a lefolyásképzéssel, ha igen, akkor hogyan?

IGEN,

adatforrás: az esemény során megfigyelt (pl. vízfelgyülemlés, lefolyás)

NEM IGEN,

100% lefolyás, kezdeti veszteségek, állandó veszteségek, beszivárgási modellek

Vízszint / árterek

Nyújt a módszer információt arról, hogy hol és hogyan folyhat vagy állhat a mélyvíz?

IGEN,

megfigyelve az esemény során; vízjelek az esemény után („a talajon” vagy légi/műholdfelvételes elemzéssel)

KÖZVETLENÜL,

a felgyülemlési értékek értelmezésével (minél magasabb, annál több víz)

IGEN,

pl. 1 perces felbontásban vagy összegezve (max. vízszint, max. árterek)

Áramlási sebesség / irány

Informál a módszer a vízáramlás sebességéről, illetve irányáról?

IGEN,

megfigyelve az esemény során; vízjelekből az esemény után (pl. a fű, hulladék, hordalék állása, sérülések)

KÖZVETLENÜL,

a felgyülemlési értékek értelmezésével (a magasabb értékek több vizet jelentenek; meredek topográfiával/lejtővel kombinálva, magasabb áramlási sebesség)

IGEN,

pl. 1 perces felbontásban vagy összegezve (maximális áramlási sebességek)

KÖLTSÉGEK / FORRÁSOK Ráfordítás

Milyen időbeli (és pénzbeli) ráfordítások kellenek egy elemzéshez?

ALACSONYTÓL MAGASIG

a lefedettségtől/területtől és a dokumentáció részletességének intenzitásától/szintjétől függ

ALACSONY,

ha létezik digitális magasságmodell

VÁLTOZÓ,

az input adatoktól függ (csapadék, beszivárgás, módosított felszíni modell, változók, pl. blokkoló csatornák)

Tudás

Milyen szakmai készségeket és tudást igényel egy személy számára a módszer használata?

ALACSONY,

nem kell specifikus tudás (az irányelvek/példák az eszközbe vannak integrálva)

KÖZEPES,

geoinformációs rendszerek (GIS) alapismerete szükséges

MAGAS,

tapasztalat a hidrodinamikai modellezésben, GIS ismeretek szükségesek

Költségek

Milyen magasak a költségek és milyen tényezőknek van jelentős hatása egy elemzés végső költségeire?

ATTÓL FÜGG,

terepmunka, elemzés és vizualizáció költségekkel számolva (munkaórák)

ATTÓL FÜGG,

adatköltségekkel (ingyenes szoftver elérhető), az előzetes adatfeldolgozás, kalkuláció és vizualizáció munkaóráinak költségeivel számolva

 		ATTÓL FÜGG,

az adatköltségekkel, a szoftver, az előzetes adatfeldolgozás, kalkuláció és vizualizáció munkaóráinak költségeivel számolva
HASZNÁLATI LEHETŐSÉGEK Milyen esetekben lehet használni és milyen további célokra lehet alkalmazni a módszert? Az esemény vezetése, figyelemfelhívás, kárdokumentáció Gyors „első ötlet” Intézkedések, forgatókönyvek, „valódi” dinamika, dinamikus vizualizáció

A RAINMAN tapasztalatai adnak útmutatást Önnek...

A RAINMAN-nél nagy számú módszert teszteltünk különböző méretű területeken és különböző térbeli feltételek mellett. Nézze meg az eredményeket és az összegyűjtött tapasztalatokat: válasszon a példák közül a megfelelő típusú módszer használatával olyat, amely megfelelő a speciális térbeli körülményekhez vagy a specifikus célokhoz.

Módszerek a 20 km²-nél kisebb területekhez:

Nagyobb mértékű értékeléshez való módszerek (több önkormányzat, megye, régió vagy akár teljes államok):

Olyan mélyedések értékelésére való módszerek, amelyek vízzel telhetnek fel és olyan pontokára, amelyek intenzív felületi lefolyásnak lehet kitéve a topográfiai pozíciójuk következtében:

Adott esőzéshez kapcsolódó helyszínen lezajló áramlási sebességek és áramlási irányok értékelésére való módszerek:

ÉRZÉKENYSÉGI ELEMZÉS

Az érzékenység a receptorok komplex és dinamikus tulajdonsága, amely egy veszély negatív következményeinek való kitettséget írja le. A receptorok azon tárgyak és objektumok összessége, amelyek árvíznek lehetnek kitéve és sérülnek, pl. emberek, haszonállatok, épületek, utcák, stb. Az érzékenységi elemzés ezeket a receptorokat lokalizálja és számszerűsíti az érzékenységi elemzés részeként, és leírja a receptorok részletes tulajdonságait és azt, hogy hogyan reagálnak a károkra.

RECEPTORELEMZÉS

A receptorelemzés azonosítja/térképezi fel és jellemzi azon elemeket és objektumokat, amelyek károsíthatja vagy veszélyeztetheti az árvíz.

A jellemzően feltett kérdések ezek: Hol vannak sebezhető elemek és objektumok? Mennyi van az érintett területen, pl. egy adott területen lévő lakosok, házak száma, az utak hossza kilométerben és az érzékeny infrastrukturális elemek száma?

Az EU árvizekre vonatkozó irányelvében (pl. 6.5. cikk.) az emberek érzékenysége, gazdasági tevékenységek (kereskedelmi/ipari épületek és létesítmények) és a környezet, amelyet azon “létesítmények fednek le, amelyekre az 1996. szeptember 24.-én megjelent 96/61/EC Európai Tanács Irányelv I. mellékletében utalnak, amely olyan integrált szennyezésmegelőzésre és irányításra (1) vonatkozik, amely véletlenszerű szennyezést okozhat árvíz esetén és potenciálisan érintett, védett területeken, amelyeket a 2000/60/EC IV(1)(i), (iii) és (v) mellékletében azonosítanak;” kerülnek említésre (árvízokra vonatkozó irányelv, 6.5c cikk.).

KÖVETKEZMÉNYELEMZÉS

A következményelemzés azon folyamatokat, amelyek a receptorok sérüléseit és károsodásait okozzák, pl. fulladás, épületszerkezeti elemek elázása, az útburkolat eróziója, stb.

A következő kérdés válaszolhatja meg ezen témákat: Mi történhet a tárgyakkal és objektumokkal, ha árvíznek vannak kitéve? Milyen kárfolyamatokra lehet számítani? Hogyan függ össze az árvíz hatásának intenzitása és az okozott kár szintje között a vízszint, az árvíz időtartama és áramlási sebesség szempontjából?

A heves esőzés okozta árvíz következményei pl. emberek fulladhatnak meg, épületeké s infrastruktúrák károsodása, illetve a hordalék épületekből és utakról történő eltávolításának költségei. Általában véve a következményeket negatív hatásokként lehet összefoglalni, amelyeket a heves esőzések veszélyei okoztak bizonyos receptorokon.

TÉRKÉPKÉSZÍTÉS

A térképek vizualizációja és létrehozása egyfontos feladat a veszélyelemzés és az érzékenységi elemzés eredményeinek kommunikálásában és felhasználásában. A következő bekezdések mutatnak példákat arra, hogy milyen technikákat lehet használni a térképkészítésre és milyen érveik és ellenérveik vannak ezen technikáknak.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

  • A papírtérképek statikusak és a változásokat követően újra kell őket tervezni és nyomtatni, pl. a jelmagyarázat miatt, új modellek miatt vagy frissített háttértérképek miatt.
  • A papírtérképek kiterjedése, mérete és tartalma rögzített.
  • A papírtérképek függetlenek az elektronikus kijelzőktől (és az internet kapcsolattól).
  • Könnyű írni/jegyzetleni a papírtérképekre, de nehéz eltávolítani vagy tárolni ezen írásokat.
  • A papírtérképeket nehéz/költséges eljuttatni sok emberhez.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

  • A képalapú térképek statikusak és a változásokat követően újra kell őket tervezni és egy fájlba exportálni, pl. a jelmagyarázat miatt, új modellek miatt vagy frissített háttértérképek miatt.
  • A képalapú térképek kiterjedése, mérete és tartalma rögzített, de magas felbontással lehet mozgatni és nagyítani a térkép keretét.
  • A képalapú térképekhez kell egy elektronikus kijelző (és internet kapcsolat, ha a fájl nincs lementve).
  • A képalapú térképekhez kell egy (kicsi) kijelző szoftver.
  • Könnyű írni/jegyzetelni a képalapú térképekre, ha a fájl PDF. Ekkor a megjegyzés funkciók használhatók, amelyekkel lehet rajzolni. A megjegyzéseket később lehet exportálni egy szövegfájlba, és tovább lehet használni, pl. importálni egy adatbázisba.
  • A képalapú térképek könnyen eljuttathatók sok emberhez, pl. letöltve vagy e-mail mellékletként.
  • A képalapú térképek esetén nem kell sok ismeret a szoftverek működése terén.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

  • A digitális offline interaktív térképek dinamikusak és könnyedén cserélhető a látható felületük, méretük, beosztásuk, jelmagyarázatuk és a mögöttes térképadat források (a vektor és/vagy raszteradat fájlok). Az adatoknak elérhetőnek kell lenni a felhasználó számára.
  • Az elektronikus offline interaktív térképekhez elektronikus kijelző kell (és internet kapcsolat, ha a fájlok nincsenek lementve, pl. olyan tartalom, amelyet egy OGC webszolgáltatás, pl. WMS, WFS vagy WCS, biztosít).
  • A digitális offline interaktív térképek megjelenítéséhez (komplex/nagy) szoftver kell.
  • Könnyedén lehet írni/jegyzetelni az offline interaktív térképekre, ha egy új réteget hozunk létre, pontokat állítunk fel az egérrel és olyan formátumban írunk szöveget, amely menti a pontgeometria attribútum értékeit. Ehhez képzés/ismeretek kellenek.
  • A digitális offline interaktív térképekhez magas szintű tudás kell a szoftverek működéséről.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

  • A digitális online interaktív térképek dinamikusak, melyeken változtathatók a látható rétegek, a kiterjedés és a méret (amennyire a szolgáltató engedi/meghatározza).
  • A digitális online interaktív térképekhez elektronikus kijelző és internet kapcsolat szükséges).
  • A digitális online interaktív térképekhez (kicsi) szoftverek kellenek a kijelzéshez, de komplexebb és nagyobb szoftverek a szerver/szolgáltatói oldalon.
  • Az online interaktív térképeken nehéz írni/jegyzetelni, mert speciális intézkedésekre van szükség a szerveroldalon ilyen funkciók biztosításához.
  • Válassza ki azt a térképtípust (papír, digitális, online), amely a legjobban illik az Ön felhasználói igényeihez. A fenti részben találhatók az érvek és ellenérvek.
  • Különböző vízszintű vagy áramlási sebességű besorolású térképeket biztosítson a specifikus felhasználói csoportoktól függően.
  • Az „egy térkép mindenkinek” megközelítés körülbelül olyan, mint az „egy méret mindenkinek” megközelítés. Valakinek megfelelő, de valakinek nem.
  • Egyértelmű nevet használjon a térkép tartalmának azonosításához.
  • Használjon verziószámot azért, hogy elkerülje azon ellentmondásokat, amelyeket a modell adatbázisban idővel lezajló változások okoznak, pl. a domborzati adatok frissítése/finomítása.
  • Biztosítson kísérődokumentumot, amely azt írja le, hogy hogyan készült a térkép tartalma, pl. milyen modellt és bemeneti adatokat használtak és annak leírása, hogy milyen értelmezések lehetségesek és milyen (tudás) szintek vannak.
  • A hidrodinamikus modellezési eredményes térképekhez egyértelműen írja le az input eső intenzitását, időtartamát és visszatérési periódusát, és azt is, ha mesterséges vagy megfigyelt eseményre utalnak.
  • A vízszintek színei a kék árnyalatai legyenek.
  • Átlátszó rétegek használjon annak elkerülése érdekében, hogy a háttértérkép eltűnjön a vízszint réteg „alatt” és, hogy az orientáció nehéz legyen.
  • Kerülje azon hibákat, amelyek miatt az emberek kételkednek térképének tartalmában, pl. vízszint az épületeken belül. A „Miért van víz az épületek tetején?” típusú kérdések nem gerjesztenek túl sok bizalmat a térképeiben.

A bizonytalanságok kezelése

Az árvízi veszélyek térképezése során felmerülő bizonytalanságoknak különböző okai lehetnek. Csupán korlátozott ismereteink vannak a csapadék tulajdonságairól (idő és térbeli minta) különösen, ha a jövő éghajlata változik. Az áramlást befolyásoló paraméterek, pl. felületi érdesség, nagyban eltérnek időben és térben (pl. változó termény/vegetáció a földeken). Gyakran nem rendelkezünk a legmagasabb térbeli felbontással a digitális magasságadatokról vagy durvább felbontásra kell váltani azért, hogy a szimulációs időket órák és napok szintjén és ne hetekben tartsuk. A következőkben szimulációs eredmények bizonytalanságainak hatásairól mutatunk be példákat.

A következő térkép a 2D-s HiPIMS hidrodinamikus áramlási modellel szimulált árvizet mutatja a Spitzkunnersdorf (Németország, Szászország) vizsgált területen és azon mintapontok helyét, ahol a vízszint idősorozatait térképezték fel. Öt különböző esőzési inputot lehet összevetni: három szintetikus vihart, amelyek az Euler II módszeren alapszanak, melyek visszatérési valószínűsége 1 minden 10 évben (HN10), 1 minden 30 évben (HN30) és 1 minden 100 évben (HN100), illetve egy úgynevezett blokk esőt (Block54) és egy megfigyelt esemény radar-csapadék mérését (radar). Az Euler esők és a blokk eső nincsenek térben megkülönböztetve, ezért homogén esőmezőt adnak a vízgyűjtő területen. Az Euler esőket időben lehet megkülönböztetni ellentétben a folyamatos intenzitású blokk esővel. A radar eső egy valódi esőzés dinamikáját mutatja térben és időben.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

 

Az Euler esők szintetikus mivolta miatt a vízszint görbék formája meglehetősen hasonlók. A vízgyűjtő terület felső részein a lefolyási reakció gyors 20 perc után bekövetkező csúcs vízszintekkel, az alsóbb területeken ez az érték 30 és 40 perc között van. A hidrográf emelkedő része szinte minden esőnél azonos a megfigyelt eső időbeli eltolódásával, amely az eltérő kezdő időpont miatt van nagyon alacsony intenzitású hosszabb időtartammal. Ezen a vízgyűjtő területen a csúcs vízszintek nem sokban különböznek a különböző Euler eső visszatérési valószínűségek között. Ha összevetjük őket a blokk eső eredményeivel, akkor láthatjuk, hogy a vízszintek jelentősen alacsonyabbak és állandó szinten maradnak a csapadék során a csúcs szint elérését követően. A mély és keskeny medrű lefolyási ponton a vízszintek meglehetősen közel vannak egymáshoz.

Konklúziók

  • Az eső inputnak nagy hatása van az áramlási dinamikára és a vízszintekre.
  • Hangsúlyozni kell, hogy a természetes esőzések rendkívül dinamikusak, időtartamuk és intenzitásuk pedig eltérőek időben, illetve a térbeli mozgási irányukat tekintve.
  • A valószínű esőzésekre történő felkészülés érdekében kell szimulálni sokféle időbeli és térbeli mintájú esőzést, és alternatív térképeket kell készíteni.

A következő ábrán láthatja a különböző érdességi értékek vízszintekre gyakorolt hatásait az idő során a kiválasztott pontokon egy Euler II szintetikus, 100 évente 1 előfordulási valószínűségi csapadék esetén. A Gauckler-Manning-Strickler felületi érdességi értéke a teljes területen 0,01 és 0,1 között változik 0,01-os lépésekben. A legalacsonyabb érték egy nagyon sima felületet jelez, pl. finom beton, a legmagasabb érték pedig rendkívül durva felületet jelent, pl. nagy görgetegköves folyómeder vagy sűrű bokrok. A GMS érték befolyásolja az áramlási sebességet, és hatással van a vízszintre, illetve annak térbeli és időbeli eloszlására.

Picture: Axel Sauer, IöR, and GeoSN, dl-de/by-2-0

 

Ezen esőzési forgatókönyvhöz és az adott vízgyűjtő terület tulajdonságaihoz nézve a kiválasztott pontok vízszintjének dinamikájára vonatkozó különböző GMS érdességi értékeinek hatásai viszonylag kicsik. Az alacsonyabb érdességi értékek alacsonyabb vízszintekhez kapcsolódnak, illetve kissé meredekebb emelkedőkhöz és korábbi csúcsidőkhöz a magasabb áramlási sebességek miatt. Ne feledje, hogy az áramlási sebességek fontos hatásindikátorok, melyek sokkal eltérőbbek lehetnek, mint a vízszintek.

Konklúziók

  • Az érdességi paraméterezésre fordított munka úgy csökkenthető, hogy a vízszintekre koncentrál elsődlegesen. Mindazonáltal egy felső és egy alsó GMS változat szimulációja kiegészítő információkat ad.
  • Az alsó pont a vízgyűjtő területen található, más szóval, minél magasabb a vízgyűjtő területe, annál jelentősebbek a különféle GMS értékek hatásai különösen a csúcsidőre.
  • A globális, térben nem megkülönböztetett GMS értékek használata (időtakarékos) egyszerűsítés. A térben megkülönböztetett, felszíni/földhasználati típusokon alapuló érdességi értékek közelebb állnak a valósághoz, de plusz munkát igényelhetnek.
  • Átláthatóan kommunikáljon a feltételezésekről és a lehetséges következményekről.
  • Használjon alternatív forgatókönyveket (esőzések, a csatornák működése/eltömődése, változások a felületi alakokban) a lehetséges eredmények bemutatására.
  • Olyan skálákon és csoportokban ábrázolja az eredményeit, amelyek megfelelnek a modellezési pontosságoknak/bizonytalanságoknak.

Downloads

RAINMAN’s methodological studies and reports are accessible on the DOWNLOADS page.