Determination of the annual water balance of the two Hungarian lowland watersheds based on measured and modelled data
Abstract
The better knowledge of regional water balances is an important strategic issue of our water management. However, we have not got sufficiently detailed data, so we could try to work with hydrological modelling. The models were not developed for Hungarian conditions, we have to carry out two-way research. On the one hand, we need to determine how the data at our disposal (poor spatial resolution) can be used, and on the other hand, how safely we can use the models of international practice in our country. We conducted research on two small watersheds in the Hungarian Great Plain using monthly data. By doing so, we compared the traditional water balance made from the actual measured data with statistical and hydrological calculations with the model results of the rainfall-runoff (MIKE NAM) and hydrodynamic (MIKE Hydro River) models. The two analyzed small catchments (the Dong-ér and the Berettyó) were very different in terms of basic data. There are many surface water measuring stations in the Berettyó sub-catchment, the actual water yield calculated statistically based on the available data can be a reference value to which the hydrodynamic model can be calibrated. In addition, the hydrodynamic model can be calibrated to the measured data. In the case of the Dong-ér watershed, due to the very incomplete territorial data, they first had to be calibrated with the help of a reference watershed. A reliable calibration and simulation can be performed using the combination of rainfall-runoff and hydrodynamic models. Based on the statistical results calculated from the measured data, the suitability of the models can be evaluated, and conversely, the model simulation procedure can complement the statistical calculation of the surface water resources of catchments with inadequate data. It was shown how the selection of the reference watershed – based on the hydrological analogy procedure – influences the results. The results of this study can support decision-makers regarding the issuance of water use permits and the testing of water resources management proposals.
References
Abbott, M.B., Cunge, J.A. (1982). Engineering Applications of Computational Hydraulics, Vol. I. Pitman Advanced Publication Program, London.
Chow, V.T. (1959). Open Channel Hydraulics. McGraw-Hill, New York.
Cunge, J.A., Holly, Jr.F.M., Verwey, A. (1980). Practical Aspects of Computational River Hydraulics. Pitman, London.
DHI (2019). MIKE SHE Volume 2: Reference Guide. https://manuals.mikepoweredbydhi.help/2019/Water_Resources/MIKE_SHE_Printed_V2.pdf (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Dövényi Z. (2010). (szerk.) Magyarország kistájainak katasztere. MTA Földrajztudományi Kutatóintézet. Budapest. ISBN 978-963-9545-29-8
EEA (2022). Drought impact on ecosystems in Europe. https://www.eea.europa.eu/ims/drought-impact-on-ecosystems-in-europe (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Európai Bizottság (2015). Guidance document on the application of water balances for supporting the implementation of the WFD. Technical Report - 2015 – 090. ISBN 978-92-79-52021-1.
Fehér, Z.Z. (2019). Large scale geostatistical modelling of the shallow groundwater time series on the Southern Great Hungarian Plain. Two approaches for spatiotemporal stochastic simulation of a non-complete monitoring dataset. PhD dissertation. University of Szeged. DOI: doi:10.14232/phd.10122 (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Fehér Z.Z., Rakonczai J. (2019). Analysing the sensitivity of Hungarian landscapes
based on climate change induced shallow groundwater fluctuation. Hungarian Geographical Bulletin 4. pp. 355-372.
IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.
Kozák P. (2011). Belvízi jelenségek az Alsó-tiszai vízgyűjtőkön az 1955–2012. közötti időszakban. Nagyalföld Alapítvány Kötetei 7. pp. 127-136.
Kozák P. (2020). Changes in surface runoff on the south-eastern slope of the Danube-Tisza Interfluve Sand Ridge in the context of climate change. In: Farsang, A., Ladányi, Zs., Mucsi, L. (Ed.) Climate change challenges – From global to local. (in Hungarian). GeoLitera, pp. 109-115.
Láng I. (2016). A vízkészlet-gazdálkodás megújítása. XXXIV. Országos Vándorgyűlés. Debrecen, 2016. július 6-8. http://www.hidrologia.hu/vandorgyules/34/dolgozatok/word/0108_lang_istvan.pdf (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Madarassy L. (1998). Síkvidéki vízrendezés. EJF, Baja.
MTA TAKI (2009). Magyarország genetikus talajtérképe. https://enfo.hu/index.php/keptar/622 (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
NÉS-2 (2018). Második Nemzeti Éghajlatváltozási Stratégia. Innovációs és Technológiai Minisztérium. https://nakfo.mbfsz.gov.hu/sites/default/files/files/N%C3%89S_Ogy%20%C3%A1ltal%20elfogadott.PDF (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
OMSZ (2023). https://www.met.hu/eghajlat/magyarorszag_eghajlata/eghajlati_adatsorok/Szeged/grafikonok/
Pálfai I. (1994). (szerk.). A Duna–Tisza közi hátság vízgazdálkodási problémái. A Nagyalföld Alapítvány Kötetei 3. Békéscsaba. p. 126.
Rakonczai J. (2021). Elfogyasztott jövőnk? Globális környezeti és geopolitikai kihívásaink. Budapesti Corvinus Egyetem. ISBN 978-963-503-872-5. http://unipub.lib.uni-corvinus.hu/6726/1/BCE_MNB_Elfogyasztott_jovonk_ebook_final.pdf.pdf (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Sipos Gy., Právecz T. (2014). Identification of water retention areas on the Dong-ér catchment using GIS. In: Blanka V., Ladányi Zs. (szerk.) Drought and Water Management in South Hungary and Vojvodina. University of Szeged. pp. 157-167
Szalai J.M., Nagy Gy. (2020). A regionalitástól a lokalitásig: Változás és változatlanság pillanatképek a Duna-Tisza köze talajvízszintjének alakulásáról. In: Farsang A., Ladányi Zs., Mucsi L. (szerk.). Klímaváltozás okozta kihívások – globálistól lokálisig. GeoLitera, Szegedi Tudományegyetem, TTIK Földrajzi és Földtudományi Intézet, p. 216, Szeged. ISBN 978-963-306-734-5.
Szatmári, J., van Leeuwen, B. (2013) (szerk.). Inland Excess Water – Belvíz – Suvišne Unutrašnje Vode. Szeged, University of Szeged. Novi Sad, University of Novi Sad.
TIVIZIG (2016). 2-15 Berettyó Alegység. Vízgyűjtő Gazdálkodási Terv. http://www.vizugy.hu/vizstrategia/documents/9E4A885B-BF24-4BC7-B9B7-3CB2C2452A81/VGT2_2-15_Berettyo_vegleges.pdf (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Tran Q.H., Fehér Z.Z., Túri N., Rakonczai J. (2022). Climate Change as an Environmental Threat on the Central Plains of the Carpathian Basin Based on Regional Water Balances. Geographica Pannonica. Volume 18, Issue 4. pp. 567-599. doi:10.5937/gp26-37271 (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Tran Q.H., Fehér Z.Z., Rakonczai J. (2023). A hidrológiai és hidrodinamikai modellek alkalmazása a felszíni vízállás adatok becslésére adathiányos vízgyűjtőkön. A Magyar Hidrológiai Társaság által rendezett XL. Országos Vándorgyűlés dolgozatai. ISBN 978-963-8172-45-7.
https://hidrologia.hu/vandorgyules/40/word/0621_tran_quang_hop.pdf (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
VIZITERV Environ Kft. (2022). KEHOP-1.1.0-15-2016-0008 azonosítószámú „A Víz Keretirányelv előírásai szerinti állapotértékelések, elemzések, vizsgálatok, valamint a vízgyűjtő-gazdálkodási tervek második felülvizsgálata és korszerűsítése”. A Tisza-völgy tizenkét havi vízkészlet-gazdálkodási mérleg modellje.
VKI (2014). Az Európai Parlament és a Tanács 2000/60/EK irányelve (2000. október 23.) a vízpolitika terén a közösségi fellépés kereteinek meghatározásáról. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/HU/TXT/?uri=CELEX:02000L0060-20141120 (Letöltés dátuma: 2023. 07. 03.)
Copyright (c) 2023 Hop Quang Tran
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
