Az üzemirányítási és a monitoring hálózat fejlesztése

PROJEKTINFORMÁCIÓK

E menüpontban bemutatjuk a projektet, s tájékozódhat a beruházással kapcsolatos fontos információkról.

 

Kedvezményezett neve: Országos Vízügyi Főigazgatóság – Felső-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság – Észak-magyarországi Vízügyi Igazgatóság – Közép-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság konzorciuma
Projekt címe: Az üzemirányítási és a monitoring hálózat fejlesztése 
Szerződött támogatás összege: 2 500 000 000 Ft 
Támogatás mértéke (%-ban): 100%
Projekt azonosító száma: KEHOP-1.4.0-15-2016-00016
 

Komplex megvalósítást végző vállalkozó:

VAV Konzorcium: Viziterv Consult Kft., Aquarea Kft. és VITUKI Hungary Kft. konzorciuma

Műszaki ellenőr:

Agroinvest Vállalkozó, Szolgáltató és Mérnöki Zrt.


A Tisza-völgy folyóin az elmúlt évtizedekben kialakult jelentős árhullámok szintje veszélyesen megközelítette, egyes esetekben meghaladta az árvízvédelmi töltések kiépített koronaszintjét. Az ilyen árhullámok biztonságos levezetésénél és kezelésénél jelentős szerepet kapnak a Vásárhelyi Terv Továbbfejlesztése (VTT) keretében eddig megépített árvízcsúcs-csökkentő tározók. Az árvízvédekezés eszköztárának ily módon történt bővülése nyilvánvalóan szükségessé teszi az árvízvédekezés gyakorlatának és üzemirányításának a felülvizsgálatát. A megvalósult tározók száma, kapacitása, nem kevésbé az üzemelési tapasztalatok már lehetővé teszik, hogy rendszerbe szervezve a mindenkori helyzethez igazodóan a legkedvezőbb árapasztást megcélzó üzemvitelt alakítsunk ki. 

A projekt céljai

A Tiszán és mellékfolyóin az év bármely időszakában lehet számítani magas és heves árhullámokra. A Tisza-völgy hazai területének (47 ezer km2) több mint fele az árvizek által veszélyeztetett, és mintegy háromezer km hosszúságú az árvédelmi gátakkal védett ártér. A projekt segítségével javítható másfél millió ember árvízi biztonsága.

Feladat a rendszer olyan irányú fejlesztése, hogy biztosítani lehessen:

1. a vízgyűjtő monitoring,

2. a folyó monitoring,

3. és az árapasztó tározó monitoring kiépítésével,

4. az árvízi tározók összehangolt üzemirányítási, hidrodinamikai modellezési, előrejelzési rendszerének felépítését,

5. a döntés előkészítő közgazdasági modellek kialakítását,

6. valamint, mindezekhez kapcsolódó informatikai fejlesztések megvalósítását.

 

A fejlesztés elemei

1. Vízgyűjtő monitoring

A vízgyűjtő monitoring olyan irányú fejlesztése, hogy biztosítani lehessen:

  • az állomáshálózat fejlesztésével az 1D hidrodinamikai modell határfeltételeire készülő 3-6-10 napos vízállás, vízhozam, valamint a vízállás (vízhozam) tetőpont előrejelzések kiadásának feltételeit,
  • a hazai, Tisza-völgyi árvízvédekezés felkészülési, döntéshozatali igényeit kielégítő, az árhullám jellegétől függően, 6 órától két hetes időintervallumra vonatkozó előrejelzések készítését,
  • továbbá segítse „békeidőn” belül a hazai vízkészlet gazdálkodás igényeit, különös tekintettel a meteorológiai állomások telepítésére, az ott keletkező adatbázis információ szolgáltatására,
  • a Tisza-völgyi monitoring rendszer országos vízrajzi elvek szerinti fejlesztését.

A fejlesztés elemei:

-    A hagyományos csapadékmérő hálózat felülvizsgálata, csapadékmérő automata szám növelése.

-    Csapadékmérés a hazai vízgyűjtőkön.

-    Vízgyűjtő felszín állapotának folyamatos figyelemmel kísérése, eljárásrend kidolgozása

-    Külföldi tározókkal kapcsolatos napi operatív adatcsere bevezetésének vizsgálata, előkészítése.

2. Folyó monitoring

A meglévő folyó monitoring hálózat felülvizsgálata keretében meg kell határozni a fejlesztendő elemeket, az üzemirányítási modell működtetés feltételeinek megfelelően. A monitoring magában foglalja az észlelő berendezéseket és műtárgyakat, az adatokat továbbító, tároló és feldolgozó rendszereket, az ezek működtetéséhez szükséges szoftvereket is. Ki kell emelni a mérésautomatizálás - ezen belül a vízállás, vízhozam és vízminőségi távmérő állomások – fejlesztését, meder és hullámtéri (medergeometriai), mederérdességi adatbázis létrehozásának, karbantartásának fontosságát.

3. Árapasztó tározó monitoring

A Tisza-völgyben megépült árvízvédelmi célú tározók az árvízvédelmi rendszer fontos elemeivé váltak. A megvalósult és tervezett tározók területe a mélyártér jellegből következően az alföldi belvízrendszerek területére esik, ahol a belvizek és fakadóvizek megjelenésére az átlagosnál gyakrabban kell számítani. Az eddig kiépült észlelőhálózat a felszíni, felszín alatti, valamint a hidrometeorológiai, belvízháztartási és árvízi elemek figyelésére terjedt ki. A meglévő hálózatot úgy kell fejleszteni és alkalmassá tenni az árvízi tározással, az árvízi üzemirányítással-, és üzemeléssel kapcsolatos teendőkre, hogy a rendszer biztosítsa a tározók elárasztásával, lecsapolásával kapcsolatos üzemviteli eljárások védekezési időtartamnak megfelelő lefolytatását.

Ehhez kapcsolódóan szükséges integrált mederfelmérő és feldolgozó rendszer, vízminőségi eszközök, berendezések, fotogeometriai terepmodell készítő rendszer, valamint a Tisza völgyi üzemirányítási rendszert kiszolgáló számítógép (szerver) beszerzése. A mederfelmérések keretében az alábbi folyószakaszok kis-, középvízi medrét kell felmérni: Tisza (165-403 fkm fkm), Sebes-Körös (0-59,5 fkm), Fekete-Körös (0-21,7 fkm), Fehér-Körös (0-21,7 fkm), Kettős-Körös (0-37,3 fkm)

4. Árvízi tározók összehangolt üzemirányítási, hidrodinamikai modellezési, előrejelzési rendszere

Az üzemirányítási utasításrendszer támogatására létre kell hozni olyan hidrometeorológiai, geodéziai, térinformatikai alapadatbázist, amely kapcsolódik a meglévő vízügyi rendszerekhez.

Hidrológiai, meteorológiai előrejelzési rendszerek esetében:

  • az operatív üzemirányítási rendszerbe be kell építeni és tovább kell fejleszteni a Tiszára és mellékfolyóira eddig alkalmazott folyamatos, árhullámkép, vízállás és vízhozam modelleket
  • fel kell újítani a tetőpont előrejelzéseket végző igazgatósági regressziós modelleket,
  • ki kell fejleszteni (különös tekintettel a Tisza-völgy 1D hidraulikai modell határfeltételeire) az 1 órás időfelbontású, 3-10 napos időelőnyű vízhozam előrejelzések rendszerét,
  • meg kell oldani a hidrológiai előrejelzési modelleredmények közvetlen (automatikus) átadását, és egyszerű (manuális) bevitelét a folyóhidraulikai modellbe,
  • a hidrológiai előrejelzésekhez a vízügyi szerveknek meg kell kapniuk az OMSZ által előállított „hidrodinamikai meghajtó” reanalízis és előrejelzési produktumait. Ezek bemenő adatként szolgálhatnak a lefolyás-, lefolyás + 1D-, vagy akár 2D modellek számára. A 6-10 napos középtávútól a néhány órás ultrarövid távúig „leskálázott” meteorológiai előrejelzés a hozzá kapcsolt talajmodell segítségével a jelenleg elérhető legpontosabb bemenő adatokat szolgáltatná a hidrológiai (árvízi) előrejelzés céljait.
  • a jelenleg elérhető adatokat felhasználva szükséges egy összetett meteorológiai előrejelzési produktum előállítása, amely az ECMWF/ALADIN páros, illetve a GFS modell eredményeire épül,

-    biztosítani kell a modellrendszerhez kapcsolódó OMSZ adatszolgáltatást.

Csapadéklefolyás modellhez kapcsolódóan:

     Fel kell építeni a Tisza mellékfolyóinak (Felső-Tisza, Túr, Szamos, Kraszna, Bodrog, Sajó-Hernád, Zagyva-Tarna, Berettyó, Sebes-Körös, Fekete-Körös, Fehér-Körös, Maros) csapadéklefolyás modelljét.

-    A meteorológiai előrejelzések bevonásával vízállás, vízhozam előrejelzések kell készíteni a vízgyűjtők kifolyó szelvényén.

-    Ki kell alakítani a csapadéklefolyás és az 1D Tisza modell közötti folyamatos kapcsolatot.

1D folyóhidraulikai modellhez kapcsolódóan:

  • az ÁKK program keretében készült geodéziai felmérések beépítésével fel kell újítani a meglévő, régi felmérések adatait is magába foglaló 1D hidraulikai Tisza modellt, pozícionált keresztszelvényekkel,
  • a modellt - a geodéziai és vízrajzi lehetőségeknek megfelelően - ki kell egészíteni az országhatárokon túli szakaszokkal,
  • a vízlépcsőket (Tiszalöki, Kiskörei, Törökbecsei, Gibárti, Belsőbőcsi, Körösladányi, Gyulai, Békési, Békésszentandrási) be kell építeni az 1D modellbe,
  • biztosítani kell a modell alkalmazási lehetőségét és betanítását az érintett tiszai igazgatóságok számára,
  • biztosítani kell a modell operatív bearányosításának feltételeit, a természetes és a mesterséges változások (meder- és hullámtér, valamint vízgyűjtőjellemzők) beépíthetőségét,

Létre kell hozni továbbá az egy rendszerben futtatható csapadéklefolyás + 1D folyóhidraulikai modellt. Meg kell oldani az 1D Tisza modell és az árapasztó tározók 2D modelljeinek közös futtatását a beeresztő és leürítő műtárgyak bekapcsolásával. Szcenáriók kidolgozása a Tisza-völgyi tározók nyitására, azok összehangolt működtetésére a történelmi árhullámokkal történő futtatások esetére. Meg kell vizsgálni az egymáshoz közel elhelyezkedő tározók kapuinak nyitása során kialakuló térbeli, 3D áramlásokat. Ki kell dolgozni a kialakuló kedvezőtlen áramlási viszonyok kezelésének technológiáját. El kell készíteni a rendszer többszintű dokumentációját és felhasználói kézikönyveit.

5. Döntés előkészítő közgazdasági modellek

Cél a Tisza mentén kialakított árapasztó tározók működtetésével elérhető árvízkockázat-csökkentés közgazdasági megalapozása, amely az ÁKK modellben rendelkezésre álló szimulált információk és az árvízvédekezés költségeiről rendelkezésre álló tapasztalatok integrálásán alapul.

A közgazdasági vizsgálatokat az alábbi tározókra kell elvégezni:

Tisza: Tisza-Túri, Beregi, Cigándi, inerháti, Nagykunsági, Hanyi-Tiszasülyi, Tiszaroffi,

Szamos: Szamos-Krasznai,

Körösök vízrendszere: Halaspusztai (Berettyó), Kutasi (Berettyó, Sebes-Körös), Mérgesi, Mályvádi, Kisdelta

A projekt keretében feladat döntéstámogató szoftveres felület kialakítása, valamint megalapozó vizsgálatok elvégzése a tározók együttes kártalanítási költségének optimalizálására a kárkitettség szelektív csökkentésének módszerével.

6. A feladatokhoz kapcsolódó informatikai fejlesztések megvalósítása

A vízgyűjtő, folyó és tározó monitoring alapvető közös eleme a terepi mérés, melynek érdekében meghatározott helyeken meghatározott fizikai mennyiségeket pontosan, megbízhatóan, nagy rendelkezésre állással kell mérni. A mért adatokat továbbítani, tárolni, megjeleníteni, feldolgozni szükséges. A gyűjtött adatok segítségével modelleket futtatni, melyek eredményei alapján meghozható a legoptimálisabb beavatkozás.

A Tisza-völgy üzemirányításának alapja a jól és pontosan működő monitoring rendszer, amely mérési adatokat szolgáltat a felhasználók részére. Jelen pillanatban a monitoring rendszernek három pillére van, amely funkcionalitásában részben különböznek, de egy dologban mindenképpen azonosak: mérési adatokat szolgáltatnak.

1. Vízgyűjtő monitoring,

2. Folyó monitoring,

3. Árapasztó tározó monitoring,

Jellemző módon a vízgyűjtő monitoring és a folyó monitoring a természeti hatások következtében keletkező fizikai változások mérésére szolgál (pl: lehullott csapadék mennyisége, vízszintváltozás, stb), ugyanakkor az árapasztó monitoring a természeti hatások változásain túl az emberi beavatkozást is mérőszámokon keresztül közelíti meg. Erre legjobb példa a műtárgyak működtetéséhez kapcsolódik (pl: zsiliptáblák nyitása/zárása, szivattyúk működtetése, stb)

A műtárgyak működtetése emberi beavatkozásoktól függ, tehát a passzív monitorozás helyett ezeken a helyeken már vezérelni is kell, tehát kétirányú adatfolyamra van szükség. Emiatt a műtárgyakat folyamatirányító számítógépes rendszerrel kell ellátni, amelyek az adatokat a monitorozott mérési helyektől (vízgyűjtő monitoring, folyó monitoring és tározó monitoring) kapja. Ugyanakkor az összes monitoring rendszerből kinyerhető adatot a szakemberek értelmezik és az ebből származó információkat szintén fel kell használni az üzemirányítás során. Az előrejelzés adatainak és információinak ugyancsak meghatározó szerepük, hatásuk van az üzemirányítási folyamatokra.

Mindez csak akkor valósítható meg, ha informatikai szinten megtörténik a monitoring rendszerek homogenizálása, amit folyamatirányító számítógépes rendszerekkel lehet megoldani. A munka keretében el kell végezni a tiszai árapasztó tározók számítástechnikai és kommunikációs rendszereinek összehangolását.

 A projekt tiszai vízügyi igazgatóságok működési területén lévő vízgazdálkodási létesítmények üzemeltetésével kapcsolatos egységes monitoring rendszer fejlesztését, összekapcsolását, védekezés esetén a gyűjtött adatokból futtatott modellek segítségével megfelelő döntések, jól időzített beavatkozások megtételét szolgálja.  

Az üzemirányítás fejlesztésének legfőbb feladatai:

  •  Az üzemirányítás szervezeti és működési feltételeinek megtervezése.
  •  A meglévő információs rendszer értékelése, és a szükséges kiegészítések vagy az új rendszer meghatározása.
  •  A mérő- és megfigyelő hálózat továbbfejlesztésének megtervezése, a feladatok ellátásához nélkülözhetetlen adatbázis létrehozása.
  • A meglévő előrejelző modellek és azok eredményeinek integrálása az üzemirányítási folyamatba.
  •  Olyan folyóhidraulikai és vízgyűjtő hidrológiai modellrendszer létrehozása, amely összekapcsolódódik az ágazati adatbázisokkal és alkalmas az árvizek kártételét megelőző intézkedések megalapozására, különös tekintettel az árapasztók feltöltésére és leürítésére, a nagyvízi mederrel és az árvízvédelmi művekkel kapcsolatos operatív beavatkozások elrendelésére.
  •  Az árvízi szükségtározás hatásainak meghatározása a vízminőségre és ökológiai állapotokra (különösen a tározók leürítése idején).
  •  A Tisza-völgy országaival történő együttműködés továbbfejlesztésének megalapozása annak érdekében, hogy a hazai adatbázis kiegészíthető legyen a külföldi adatokkal, ezzel növelve az előrejelzés megbízhatóságát és időelőnyét, lehetővé téve az árvizek levezetése során hozandó döntések összehangolását.
  •  Az üzemirányítást támogató térinformatikai rendszer kidolgozásának és bevezetésének a megtervezése.