Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

3. szám - Vágás István: Vízhozammérés jelzőanyaghullám segítségével

205 Hidrológiai Közlöny 1959. 3. sz. Vízhozammérés jelzőanyaghullám segítségével VÁGÁS ISTVÁN A vegyi vízhozammérés hazai gyakorlatában — irodalmi adatok tanúsága szerint [1, 2, 3, 4] — az az eljárás honosodott meg, amelynél Mariottepalack vagy úszó szivornya segítségével hosszú ideig, állandó intenzitással adagolták a vízbe a jelzőoldatot — pl. só, festőanyag, illetve sugárzóanyag vizes oldatát — és a hígulás mértékéből számították a vízhozamot a Q-C

e + Qa-C

a=\Q + Qa)-Cr (1) egyenlet Q-ra való megoldásával. Az egyenletben : Q — a vízfolyás ismeretlen vízhozama (l/s), Qa = a méréshez adagolt jelzőoldat másodpercenkénti mennyisége (l/s), C

a = a vízfolyásba adagolt jelzőoldat töménysége (mg/l), C

e = a vízfolyásban mérhető eredeti töménység (mg/l), CV = a jelzőoldatnak a vízfolyásban történt tökéletes elkeveredése után mérhető eredő töménység (mg/l). Az (1) egyenlet használhatóságának feltétele — amint azt korábban igazoltuk [4] — az, hogy az egyenletes intenzitású adagolás T időtartama megfeleljen a T^t

n—t

0 (2) követelménynek, ahol t

n = a leglassúbb vízrészecske átáramlásának időtartama a jelzőoldat adagolásának szelvénye és a mintavételi szelvény között, t

0 — a leggyorsabb vízrészecske átáramlási ideje ugyanezek között a szelvények között. Az előzőkben ismertetett módszert hígítási módszernek is nevezhetjük. Egyes külföldi kutatóknál [5, 6, 7] felmerült annak a gondolata, hogy a jelzőoldatot nem feltétlenül szükséges egyenletesen adagolni a mérendő vízfolyásba, és a jelzett víz töménységének időbeli változását ábrázoló ún. átfolyási hullám is felhasználható a vízhozamméréshez. Ezt az egyébként külföldön ismeretes vízhozammérési eljárást a következőkben matematikai eszközökkel igazoljuk. A vízhozammérés elvégzéséhez írjuk elő az alábbi feltételeket : 1. Legyen a jelzőoldat adagolási töménysége (C

a) ismert, állandó értékű. 2. A jelzőoldat adagolási hozamának időbeli változását fejezze ki a Q

a — Qa (t) függvény, amelynek számszerű értékét nem szükséges ismernünk. Q

a (t) minden felvett értéke azonban legyen elég kicsi a mérendő Q vízhozamhoz képest. 3. A mintavétel a vízfolyás olyan szelvényében történjék, ahol a jelzőoldat tökéletes elkeveredése biztosított. A kivett minták töménységének időbeli változását fejezze a ki a C = C (t) függvény. Ezt a függvényt az ún. átfolyási hullám (1. ábra) ábrázolja. Előfordulhat, hogy a (2) egyenletnek megfelelő hosszúságú adagolási idő esetén átfolyási görbét kapunk eredményül. 4. A mérendő vízfolyásban legyen Q vízhozam ú permanens vízmozgás, a vízfolyásban mérhető eredeti töménység, C

e = 0. (Ezt a feltételt szükség esetén számítással elégíthetjük ki úgy, hogy minden töménységértékből C

e-1 kivonunk.) A fentiek után felírhatjuk, hogy az adagolás kezdetétől számított t idő alatt a vízfolyásba került E

a (t) milligramm jelzőanyag mennyisége : t Ea(t)=C

a• [ Qa(t)-dt (3) 0 Ugyanezen idő alatt a mintavételi szelvényen át E (t) milligramm jelzőanyag távozik el : t E(t) = Q- f C(t)-dt (4) o Az adagolási és a mintavételi szelvények között E

m (t) milligramm jelzőanyag tározódik. Amennyiben olyan t

x időpontot választunk vizsgálatra, amelyre nézve C (tx) = 0, (miután a jelzőanyag teljes mennyisége átfolyt a mintavételi szelvényen), E

m (tx) = 0 és Ea (tx) = E (tx) (5) illetőleg : , 'X t

X C

a- | Qa(t)-dt = Q- j C(t)-dt (6) 0 0 Minthogy t

x > T, és az adagolás 0-tól tetszőleges T időpontig tart, fennáll, hogy tx T . j Q

a (t) -dt = ) Q

a(t)-dt = V

a (7) 0 0 C; wos 900 800 700 b CÍM? -S? SJOO s, 300 100 100 0 1. ábra. A vízhozam meghatározása átfolyási hullám segítségével. A C = C (t) egyenletű vonal (az ún. átfolyási hullám), a jelzett vízből vett minták töménységének időbeli változását ábrázolja 0ue. 1. OnpedeAenue pacxoda c noMoufbw npomeKawufeü BOAHBL Fig. 1. Determination of discharge by means of the flow curve. The curve corresponding to the equation C = G (t), the so-called flow curve indicates changes in the concentration of samples taken from the dyed water with time. 0 10 10 30 W 50 S0 70 90 100 110 1?0 130 M