Jelenkori és múltbeli hidrogeológiai folyamatok sztochasztikus modelljei, ezek értékelése és földtani értelmezése = Stochastic models of recent and paleo- hydrogeological processes, their evaluation and geological interpretation

摘要

A felszín alatti vizek hidrográfjait alakító látens hatások hatások azonosítására, és ezek intenzitásának számszerűsítésére szolgáló dinamikus faktoranalízis (DFA) alkalmazási körét szélesítettük. Tettük ezt karsztos viszonyok között területi kiterjesztéssel, valamint nem-karsztos üledékes környezet talajvízszint adatainak elemzésével. A DFA a víztartó sérülékenységének hatékony mérőszámát nyújtja a látens hatások intenzitását reprezentáló faktorsúlyok segítségével. A Szigetközben a faktorsúlyok változása jól kimutatja a Duna betáplálási helyének az elterelés következtében kialakuló mintegy 15 km-es elmozdulását. Két fontos modellt alkottunk folyók napi vízhozam idősorának leírására, elemeztük becsléseik tulajdonságát, és illesztettük a Tisza és a Duna adataira. Az első modellben egy általánosított béta-ARCH zajt bocsátunk át egy ARMA szűrőn, míg a másikban egy szemi-Markov rezsimindikátor folyamat vezérli gamma bolyongások és Gauss AR(1) folyamatok váltakozásait a fel- és leszálló rezsimeknek megfelelően. A modellek extrém érték tulajdonságait vizsgáltuk elméletileg és szimulációval, majd összvetettük a valós adatokkal, jó egyezést nyerve. Eredményeinket felhasználtuk biztosítók árvízkockázatának elemzésében. Az aggteleki karszton repedésrendszerek kiürülési idejét határoztuk meg 5 forrás log-vízhozam görbéjének töréspontjai segítségével. | We tested the adequacy and power of dynamic factor analysis (DFA) in determining latent effects that shape the hydrographs of groundwater monitoring wells. Within the karstic environment, we extended the monitoring area of our previous project. We successfully applied DFA in sedimentary environments, other than karst. DFA provides a powerful indicator of the vulnerability of the aquifer by measuring the intensity of the major latent effects at a given location. In the Szigetköz area the changes of the factor loadings trace back the migration of water supply from Danube into the aquifer caused by the construction of the Bős dam. We gave two important models for diurnal discharge time series of rivers, analysed the properties of their estimators, and fitted them to the data of Tisza and Danube. In the first model a generalised beta-ARCH type noise passes through an ARMA filter, whereas in the second a semi-Markov hidden regime indicator process governs the swithches of a gamma random walk and a Gaussian AR(1) process in the ascending and descending regimes. We analysed the extreme value properties of the models both in theory and by means of simulations, and compared it with the real data. The results were used in flood risk estimations for insurance companies. We determined the depletion-time of various crack-systems in the Aggtelek karst from the break-points of the log-runoff curves of 5 springs in the area.