Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

3. szám - Baranya Sándor–Józsa János: ADCP alkalmazása lebegtetett hordalék-koncentráció becslésére

^A^ANn^^^^ÓZS^^^ADC^Ikalmazás^lebegte^ 21 zelében konstans eloszlást feltételeztünk, míg a másodikban (T2) a mért értékeket 20%-kal növeltük. A második két esetben a felső rétegek adatait módosítottuk. A harmadik változatban (T3) 20 %-kal csökkentettük, a negyedikben pedig (T4) ugyanennyivel növeltük a referencia értékeket. 6. ábra. a) időátlagolt sebesség b) jelerősség c) hordalék töménység d) hordalékhozam profilok (jelmagyarázatot lásd a szövegben). A fontosabb kiindulási adatokat és eredményeket az 1. táblázat foglalja össze. A mederfenék közelében a jelerősség 20 %-os megváltozása 16 %-os eltérést indukál a fiiggély-átlagolt hordalékhozam értékében, miközben ugyanekkora módosítás az alapadatban mindössze 8 %-os változást eredményez a vízfelszín közeli rétegben. Mindkét vizsgált rétegben megmutatható, hogy a jelerősség értékek alábecslésével kisebb eltérések adódnak a hordalékhozamban, erre tehát kevésbé érzékeny az eljárás. A kapott eredmények jól illusztrálják a feladat nem-lineáris viselkedését. 1. táblázat. Teszt változatok és eredmények a rögzített hajós mérési adatokra Váltó Módosított Módosítás Eltérés zat réteg a hordalékfluxusban TI Alsó 20 % Konstans intenzitás (E) -6% T2 Alsó 20 % Refl.2 + 16% T3 Felső 20 % Ref-0.8 -5% T4 Felső 20 % Refl.2 +8% Miután sikeresen kalibráltuk a modellt a rögzített hajós mérések adatainak felhasználásával, megvizsgáltuk a mozgóhajós adatok hasonló módon való konverzióját. Elsősorban arra voltunk kíváncsiak, hogy a szelvényátlagolt hordalékhozam becslése megvalósítható-e a keresztszelvények mentén rögzített pillanatnyi jelerősség adatok alapján, továbbá vizsgáltuk a hordalékadatok térbeli egyenlőtlenségének kimutatásának lehetőségét. A teszteléshez kiválasztottunk egy felmért keresztszelvényt és ennek sebesség és jelerősség adatait dolgoztuk fel. A fentiekben elfogadott regressziós paraméterekkel végeztük el a konverziót a jelerősség és hordalék töménység adatok között. A nyers mérési adatokból származtatott töménység adatok a várt szórást mutatják, amely betudható a hordalékmozgás természetének, de a mérési eljárásból is adódhat. A nagymértékű pulzálás kiszűrésére elvégeztük a nyers jelerősség adatok vízszintes rétegekben való simítását 5, 9, 19 és 39 adatnyi széles mozgóátlag képzésével, majd az adatkonverziót ezek alapján hajtottuk végre (7. ábra). A kb. 1.3 m/s sebességű mérőhajó és a mintegy 2.4 Hz-es mintavételi frekvencia mellett az egyes simítások kb. 2.5, 5, 10 és 20 méteres térbeli szűrést jelentenek. A mért sebességadatokon hasonlóképpen hajtottuk végre a szűrést, hogy csökkentsük a turbulens hatások okozta jelentős egyenlőtlenségeket (8. ábra). Minden mérési cellára képeztük az előző két jellemző szorzatát, ami a pontbeli hordalékhozamokat eredményezte (9. ábra). A simítások hatása jól megfigyelhető a szelvény menti eloszlásokon, de azon túl, hogy jobban kirajzolódik a térbeli egyenlőtlenség, várhatóan a hordalékhozam számítást is befolyásolja. A teljes szelvényre jellemző hordalékhozamot az adatok szelvény mentén elvégzett integrálásával határoztuk meg. A szűrés hatásának kimutatására mind az öt változatra elvégeztük a hozamszámítást, majd összefoglaltuk az eredményeket a 2. táblázatban. Amint látható a nyers mérési adatok simítására nem érzékeny a számítás, ami rámutat arra, hogy egy megbízható kalibrálási eljárás esetén, meglehetősen stabillá válik a keresztszelvények mentén elvégzett mérésekből a hordalékhozam meghatározása. 2. táblázat. Teszt változatok és eredmények a mozgóhajós mérésekre Mozgóátlag ablak Hordalékhozam kg/s Eltérés a nyers adattól 0 75.77 0 5 75.85 +0.11% 9 75.91 +0.18% 19 75.97 +0.26% 39 76.01 +0.32% 7. ábra. Hordalék töménység ADCP adatokból.