Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
3. szám - Rákóczi László–Szekeres János: A görgetett hordalék mintavétel felülvizsgálata víz alatti video segítségével
154 HIDROLÓGIAI K.OZLONY 2003. 83. ÉVF. 3. SZ. kezdetben a folyásiránnyal szemben, később folyásirányba nézve rögzítettük. A kamera által látott kép alsó vagy felső szélén mindig jól látszott az adott hordalék mintavevő élénk sárgára festett száj-része. A mintavevők átalakítása ezen kívül csupán abból állott, hogy a Károlyi féle mintavevőt az alaplemezére erősített, mintegy 20 kg tömegű vaslemezzel kellett leterhelni, mivel 2-3 m/s sebességű áramlásban nem sikerült lesüllyesztése a mederfenékre A Helley-Smith féle mintavevőt kisebb áramlási ellenállása miatt ilyen sebesség esetén is nehézség nélkül lehetett a mederfenékre juttatni. 3. Tapasztalatok és új felismerések a görgetett hordalék mintavevők működésével kapcsolatban 3.1. A mintavevő elhelyezkedése a meder felszínén A video kamerával felszerelt Károlyi-féle készülék első leeresztései során egészen egyszerű akadályokra derült fény, amelyek - bár jelentősen csökkentik a hordalékfogás hatásfokát, sőt esetenként teljesen lehetetlenné teszik a mintavételt - az elmúlt évtizedekben nem juthattak a mérő személyzet tudomására. Az egyik helyzet akkor áll elő, ha a mintavevő nem a mederre, hanem egy, azon nyugvó tárgyra ereszkedik. Ez a tárgy a Dráva kavicsmedrü szakaszán gyakran egy vízzel átitatódott, elnehezült faág, vagy fatörzs, amely az előző árvizes időszakban kerülhetett oda, és a legközelebbi árhullám érkezéséig tartósan helyben maradhatott. Amennyiben a mintavevő egy ilyen tárgyra úgy támaszkodik fel, hogy belépő nyílása akár csak részlegesen a meder felszíne fölé kerül, a mintavétel a valóságosnál lényegesen kisebb hordalékhozamra utal, vagy teljesen sikertelen lesz. Az esetenként csupán néhány cm átmérőjű tárgy a keresztszelvény szondarudas, vagy ultrahangos felmérése során rendszerint felderítetlen marad, így a mintavétel eredménye videofelvétel alkalmazása nélkül teljesen félrevezető lehet. Előfordulhat az is, hogy a mintavevő az áramlás hatására vagy más okból még a mintavétel időtartama alatt lecsúszik az akadályról, és késve ugyan, de megkezdi a mintavételt. Ez a körülmény a kivett minta használhatóságát nem javítja, különösen, ha tekintetbe vesszük, hogy a tárgy maga is jelentősen megzavarhatja környezetében a természetes görgetett hordalékmozgás folyamatát. A mintavétel másik akadálya, amelyet eddig nem vettek figyelembe, hogy a Károlyi-féle mintavevő az oldalára fordulhat, ha a hosszú horgonykötélen függeszkedő mérőhajó a mintavevő leeresztése után oldalirányban ingaszerűen kileng. Ilyenkor a kellő mértékben utána nem engedett leeresztő kötél megránthatja a készüléket, és oldalára fordíthatja azt. A videofelvételek kétségtelenül bizonyítják ennek a nem kívánatos eseménynek a felléptét, és folyamatában bemutatják azt a mederfenékre érkezéstől kezdve a felboruláson át a visszabillentésig, illetve felhúzásig. Az eredmény ugyanúgy félrevezető, mint a faágon való feltámaszkodás esetében: A számított hordalékhozam túlságosan kicsiny, vagy éppen zérus értékű lesz. A Helley-Smith féle mintavevő csővázas kialakítása szinte lehetetlenné teszi annak oldalra fordulását. 3.2. Görgetett hordalék mintavétel kavicsmedrü folyószakaszon Gondos leeresztés esetén is előfordulhat, hogy a mintavevőt egy kiálló nagyobb kavics úgy támasztja alá, hogy belépő nyílása néhány cm-re a meder felszíne felett helyezkedik el. Ez a helyzet elsősorban a bepáncélozódott medrek esetén fordul elő, tehát amikor az álló kemény kéreg felett mozog a finomabb szemcseösszetételű görgetett hordalék. A mintavétel ilyen zavarát az 50-es, 60-as években nem vették külön tekintetbe és érdemben nem vizsgálták, legfeljebb gyanították meglétét és besorolták a mintavétel számos más hibaforrása közé. Ezek összhatása az ugyanazon fiiggélyben többször megismételt mintavételek eredményeinek olyan nagy szórásában jelentkezett a Felső-Dunán, amely lehetetlenné téve az adatok matematikai kezelését végül is a görgetett hordalékmérések felfüggesztéséhez vezetett. A fent leírt hordalékmozgási viszonyok mellett a video kamerával felszerelt mintavevővel végzett drávai mérések ismételten bizonyították, hogy a meder felszínének kisebb egyenetlenségei gyakran megakadályozzák a készülék megfelelő illeszkedését a mederfenékre és ezzel legalább is késleltetik a hordalék mintavétel kezdetét. Az őrtiiosi mérőszelvényben, 20 mm átlagos és 40-50 mm-t is elérő átmérőjű mederanyag esetén képmagnón rögzített videojelenetek dokumentálják, hogy ilyen helyzetekben a folyamatos mintavétel csak akkor indul meg, ha a természetes hordalékszállításban részt vevő kavicsszemek feltöltik a meder felszíne és a készülék alaplemeze közötti hézagot. Ez a folyamat a hordalékmozgás intenzitásától, valamint a hézag nagyságától függően több percig is eltarthat, de szélső esetben a mintavevő visszaemeléséig sem fejeződik be. Az utóbbi eset ugyanarra a téves következtetésre vezeti az észlelőket, hogy a meder adott pontján az adott időben nem volt görgetett hordalékmozgás. Az előbbi eset, a hordalék mintavétel késleltetett megindulása lényegesen gyakrabban fordul elő, mint a fogás teljes hiánya, valamint jóval gyakoribb a 3.1. fejezetben említett, a mederben fekvő idegen tárgyra ereszkedés, illetve a felborulás okozta mérési hibáknál. Éppen gyakorisága miatt, valamint azért, mert ilyenkor ténylegesen van fogott hordalékmennyiség a visszaemelt mintavevőben, a késleltetett mintavétel különös figyelmet érdemel és felderítése a víz alatti videofelvételek egyik legfontosabb eredményének tekinthető. Az így fogott hordaléktömeg ugyanis csak akkor használható helyesen a görgetett hordalékhozam számítására, ha a mintavevő leeresztése és viszszaemelése kflzött eltelt időtartam, T, eij helyett a tényleges mintavétel kezdetétől a visszaemelésig eltelt T, én y időtartamot használjuk. Szerencsés és a mérések tanúsága szerint eléggé ritka esetben a két időtartam egybeesik. Ez a helyzet inkább az álló mederburkolat felszakadása után és a teljesen kifejlődött görgetett hordalékmozgás kialakulása során fordul elő. Ilyenkor átmenetileg közelítően sík mederfelszín mellett megy végbe a hordalékszállítás, és ez megnöveli a leeresztett mintavevő megfelelő illeszkedésének valószínűségét. Ezt egyébként Károlyi is igyekezett elősegíteni, ezért látta el a mintavevő hátsó (kilépési) végét egy 10 cm magas fém lábbal a 2. ábrán látható módon, hogy a fenéklemeznek mintegy 10 %-os dőlést adjon a belépő nyílás felé. A mintavevő előrebillentése a Dráván alkalmazott készüléknél is bevált. A két mintavételi időtartam egymáshoz való közelitését, illetve azonosságát az a körülmény is elősegiti, hogy teljesen kifejlődött görgetett hordalékszállítás idején a mederfenék és a mintavevő alja között esetleg mégis előálló hézagot az intenzív hordalékmozgás rövid idő alatt feltölti.
