2013. 09. 19. Győr
A numerikus modellezés alapjai és alkalmazások a hazai gyakorlatban
Operatív árvízi előrejelzés a Rábán -- a csapadék-előrejelzések felhasználásától a modellezett vízszintek online közzétételéig Liptay Zoltán Árpád, DHI Hungary
Bemutatkozás DHI
Spin Off (önállósodó vállalkozásrészek) Kutatás alapú (évtizedekre visszanyúló K+F) 1,000 alkalmazott (850 MSc/PhD, 80 tech., 70 támogatás) Bevétel 100 mil. € (75% nemzetközi) Irodák 25 országban (65 % alkalm.) privát, nincs tulajdonos, not-for-profit
DHI Közép-& Kelet Európa CZ (Prága) + PL, SK, HU, RO, BG 100 létszám
Küldetés
Vezető technológiák és Megoldások
Víz
a vízgyűjtőn városban és az ipari területeken tenger, tengerparti területeken Egészség, környezet & Klíma
• no.1 a hidroinformatikában
Tevékenység
Monitoring
Laboratóriumok
Hidroinformatika
MIKE by DHI
….több, mint szoftver
MIKE Customized The building blocks Events and Alarms
Users and Workspaces
Emergency management
Real Time Data acquisition
Information management
Data Assimilation
Time series
Data brokering
Operational forecasting REAL TIME Jobs and automation
IMS
Web publishing
Spreadsheets
Business Intelligence
Scripts
System Optimisation PLANNING
Optimisation
Ensembles
GIS
Climate change adaptation
Uncertainty
Indicators
Resource management
MCA / CBA
Meta data Audit log Models and scenarios
Linked models
Rába Árvízi Előrejelző Modell
Güssing am 31.5./1.6.2011
Árvízi Előrejelzés • Flood Watch Döntéstámogató rendszer valós idejű árvízi előrejelzéshez
Rába projekt - Megvalósítás • Szerződéses feladatok: − Adatgyűjtés, feldolgozás − Modellépítés − Csatlakozás a nemzetközi modellhez − Valósidejű előrejelzés és adatáramlás − Eredmények prezentálása − Oktatás − Projekt menedzsment
merging Hungarian and Austrian sub-systems
Rába projekt - Megvalósítás
Raab előrejelző modell Feladat
hónap
Feladat 0) Projeckt management Feladat 1) adatgyűjtés és felmérés 2b) árvízi előrejelző modellező rendszer 2b) árvízi előrejelző modellező rendszer Task 2) előrejelző modell Feladat 3) oktatási tevékenység Feladat 4) Dokumentálás és jelentés Feladat 5) Karbantartás és Jótállás
2c) valós idejű előrejelző rendszer
2010 10 11 12 1
2
3
4
2011 5 6
7
8
9 10
Adatgyűjtés, feldolgozás Keresztszelvények, Völgyszelvények, Hossz-szelvények
Hidrodinamikai modell
Területhasználati térképek
Történelmi hidrológiai idősorok
Követelmény
Tér: • 300 – 500 méterenként keresztszelvény
Vízgyűjtő topológia
Történelmi meteorológiai idősorok
Idő: • 3 – 5 év a NAM modellhez • 2 – 3 árvízi esemény a MIKE 11 modellhez
Történelmi hidrológiai idősorok
Hidrológiai modell
Adatgyűjtés, feldolgozás – Terepi bejárás
Modellépítés Számítási sebesség
Számítási pontosság
ELŐREJELZŐ MODELL
+ adatasszimiláció
Modellépítés - séma ECMWF (mid-range weather forecast)
Meteorológiai modell
Hidrológiai modell
Hidrodinamikai modell NAM
M11 HD
Modellépítés – Hidrológiai modell
NAM Modell (Nedbør-Afstrømnings Model) A Hidrológiai körforgás terepi részének leírása A NAM egy halmozott, konceptuális modell: • halmozott • konceptuális
vízgyűjtő, mint egység léptékű, a paraméterek átlag értékek hidrológiai folyamatok tározási folyamatokként
Hasonló modellek:
Stanford, SSARR, HBV, SMAR,.. QOF SNOW
SOIL MOISTURE PROFILE Owp
Ofc Osat Pn
Root Zone
Overland Flow
CK2
Ep
P
U
SURFACE STORAGE
QIF InterFlow
Ea DL Lmax Lmax
LOVER ZONE STORAGE
L
Sy G
CAFlux GWPump
GWL
BFu GWL
CKBF
BF BaseFlow
GROUNDWATER STORAGE
Depth
OF IF
Ps
Umax
L
CK1
RAIN
SNOW STORAGE
GWLBFo
Modellépítés – Hidrodinamikai modell • Saint-Venant Egyenletek
•
Q h + b = 0, x t
Q2 Q A h + + gA = 0 t x x
• 6 pontos Abbott-Ionescu Véges Differencia Séma Q h
h Q
h
Q
h
Fontos követelmény: Meanderező és összetett árterű folyók 1D-ben
1D modellek építésének gyakorlata
1D modellek építésének gyakorlata • Széles ártéren meanderező folyók
Rába, 2013 február – 450 m3/s Meder kapacitás: 180-190 m3/s
Rába – Szentgotthárd-Sárvár
Rába modell
• • • •
Ágak: 64 regular, 84 link – 1623.270 km Keresztszelvények: 5086 db Részvízgyűjtők: 74 – 10417.36 km2 Műtárgyak: 53 bukó, 29 áteresz, 16 vízszint-szabályzó műtárgy
(időlépés: 2 perc)
Kalibráció – Validáció (NAM)
QOF SNOW
SOIL MOISTURE PROFILE Owp
Ofc Osat Pn
Root Zone
Overland Flow
CK2
Ep
P
U
SURFACE STORAGE
QIF InterFlow
Ea DL Lmax Lmax
LOVER ZONE STORAGE
L
Sy G
CAFlux GWPump
GWL
BFu GWL
CKBF
Depth
BF BaseFlow
GROUNDWATER STORAGE
Előzetes kalibráció a “TORNA PATAK” részvízgyűjtőjére, 000553 sz. állomás
OF IF
Ps
Umax
L
CK1
RAIN
SNOW STORAGE
GWLBFo
Kalibráció – Validáció (MIKE 11 HD)
Répce – Gór alvíz vízhozamok, 2009 (kék – mért, fekete – számított) Pinka-ág – Kemestaródfa vízhozam, 2009 (kék –mért, fekete – számított))
Rába – Szentgotthárd, 1996 (vízhozam)
Rába – Szentgotthárd, 1996 (vízállás)
Csatlakozás a nemzetközi előrejelző rendszerhez 1. Modellek egyesítése
Csatlakozás a nemzetközi előrejelző rendszerhez 2. Adatáramlás kiépítése OVF - Budapest Adatok exportálása a nemzeti adatbázisokból
Előrejelző központ
Adatok konvertálása, ellenőrzése Eredmények publikálása Adatok küldése a modellszerverre Szimuláció
Lokális modellek
Csatlakozás a nemzetközi előrejelző rendszerhez 2. Adatáramlás kiépítése - Magyarország
NYUDUVIZIG
ÉDUVIZIG VITUKI
SZERVER (VIZIR BUDAPEST) Alapvető adatellenőrzés Extrém minimum és maximum Hiányzó adat (idősor hézagok)
Konverziós eszköz Konverzió dfs 0-ba
FTP BUDAPEST Idősor HU - txt - dfs0
HU METEO dfs0
HYDRO dfs0 FORECASTS dfs0
Hiányzó fájlokat ellenőrző rutinok
OMSZ
Adatok küldése a grazi szerverre
2. Adatáramlás kiépítése - Graz AT
HU
METEO dfs0
METEO dfs0
HYDRO dfs0 HYDRO dfs0 FORECASTS dfs0 FORECASTS dfs0
FTP (GRAZ) Végső zip. file Végső zip. file Végső zip. file Végső zip. fájl
A végső zip fájlok minden jogosult felhasználó számára elérhetők Minden előállított zip fájl a nevében tartalmazza a dátumot és időt
MODELL SZERVER (GRAZ) FLOOD WATCH MEGOLDÁS
WWW GENERATOR
ÜTEMEZŐ
1. 2. 3. 4. 5. *.rr11 eredmény fájl
Idősor
ADATOK FELTÖLTÉSE (DFS0) MODELL FUTTATÁSA EREDMÉNYEK ELŐÁLLÍTÁSA BECSOMAGOLÁS MEGOSZTÁS
A végső zip fájlok az osztrák FTP-n tárolódnak
.zip fájlok előállítása
Előrejelző rendszer ECMWF (mid-range weather forecast)
Meteorológiai modell
Hidrológiai modell
Hidrodinamikai modell NAM
M11 HD
Adat asszimiláció - Példa 1.
1
2 2.
5.
3.
4.
3
4
5
Flood Watch kezelőfelület
Következő lépés…
Köszönöm a figyelmet!
