Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
3. szám - Baranya Sándor–Józsa János: ADCP alkalmazása lebegtetett hordalék-koncentráció becslésére
22 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 3. SZ. tSlIl'ti.:! íméÍÍÍ 8. ábra. ADCP-vel mért sebességadatok. 9. ábra. Hordalék ßuxus eloszlások. 6. Összefoglalás és következtetések A cikkben ismertettük az eljárást, mellyel az ADCP műszer által rögzített jel erősség adatokból lebegtetett hordalék töménység előállítása végezhető el. A visszavert jelerősség adatokat a hang egyenlet (Urick 1983) alapján határoztuk meg, figyelembe véve a hang vízben való terjedése során elszenvedett veszteségeit. A hordalék mintavételi adatok alapján rámutattunk, hogy a szemeloszlási görbe egy meglehetősen homogén szemcseméretet jelez, így a Reichel és Nachtnebel (1994) által ismertetett hatás, miszerint a jelerősség változása nemcsak a töménység, de a szemcseméret megváltozását is kifejezheti, jelen esetben figyelmen kívül hagyható. A számított visszavert jelerősség és a mintázott hordalék töménység tízes alapú logaritmusa között elvégeztük a regressziós egyenes illesztését, felállítva a két jellemző közötti kapcsolatot. Mivel a mederfenék közeli ADCP adatok a műszer működéséből adódóan bizonytalansággal terheltek, míg a vízfelszinnél nem áll rendelkezésre adat, érzékenységvizsgálatot végeztünk a fliggély-átlagolt hordalékhozam meghatározására, melyben az említett két réteg jelerősség adatait módosítottuk. Arra az eredményre jutottunk, hogy a mederfenék közeli adatokra érzékenyebb a számítás, itt 20 %-os hiba 16 %-os eltérést okoz, míg a vízfelszínnél ugyanekkora hiba a nyers adatban csak 8 %ot eredményez. A rögzített hajós mérések során kapott regressziós paraméterek felhasználásával a mozgóhajós jelerősség adatok konverzióját is elvégeztük, amiből keresztszelvény menti hordaléktöménységre, valamint a sebességadatok alapján hordalékhozamra is tettünk becslést. Megvizsgáltuk továbbá, hogy a mért, pillanatnyi adatok simításával milyen hibát viszünk a szelvény menti hordalékhozam számításába és rámutattunk: az adatszűrés hatása csekély. Az ígéretes eredmények mellett, tisztában kell lenni a módszer alkalmazásának korlátaival. Az ismertetett eljárás lépéseiből jól látszik, hogy a jelerősség hordalék töménységgé való átalakítása mérőműszer és mérési körülményfüggő. Általánosan elfogadható összefüggés emiatt nem ál lítható fel, sőt a lebegtetett hordalék töménység mérését célzó terepi mérések során mindenkor szükséges a párhuzamosan végrehajtott mintavételezés. Továbbá, ahogy a cikkben rámutattunk, a közvetlen mederfenéknél vett minták különösen fontos szerepet játszanak a kalibrálás során, hiszen leginkább itt várhatunk a vizoszlop többi részétől eltérő töménységeket és célunk, hogy a módszer alkalmazásánál minél nagyobb tartományt fedjünk le a töménység adatokkal, hozzájárulva a pontosabb becsléshez. A módszer további pontosításához és a bizonytalanságok csökkentéséhezjavasolt néhány reprezentatív folyószakasz kiválasztása és azokon folyamatos, célirányos mérések végrehajtása, különös tekintettel a nagyvízi eseményekre, amikor a hordalékszállítás jelentősen megnövekszik. Az eljárás további pontosításával lehetővé válik a folyóink hordalékjárásának mind térben, mind időben részletesebb megismerése. A mérésekkel párhuzamos, összekapcsolt hidrodinamikai és hordaléktranszport vizsgálatok végrehajtására nyílik mód sőt, jövőbeli vízmérnöki beavatkozások tervezési feladatainak pontosabb megalapozásához is hozzájárul. Fontosnak tartjuk továbbá kiemelni, hogy a részletesebb terepi adatok az elmúlt időszakban szükségszerűen egyre gyakrabban alkalmazott számítógépes modellek és laboratóriumi kisminta modellek paraméterezéséhez, kalibrálási és ellenőrzési lépéseinek pontosabb végrehajtásához is elősegíti. Irodalom Isó-Duna Völgyi Környezeh'édelmi és Vízügyi Igazgatóság, 2007: Veszélyes Duna-szakaszok hidrodinamikai modellezése folyószabályozás tervezéshez - Terepi mérések. Összefoglaló jelentés. Baja. Baranya S., Józsa J and Kéri B., 2008: Methodological analysis of fixed and moving boat ADCP measurements on three Hungarian river reaches, River Flow 2008 Int. Conf. on Fluvial Hydraulics, Cesme, Turkey. Baranya Sándor és Sokoray Varga Béla, 2002: Felszíni vizek térbeli sebességviszonyainak feltárása akusztikus Doppler elvű mérési műszerrel: első alkalmazása a Duna szigetközi szakaszán (TDK dolgozat, Bp. Műszaki és Gazd. Egyetem Vízép. és Vízgazd. Tanszék, Bpest, 2002). Deines. K. L., 1999. Backscatter estimation using broadband acoustic Doppler current profilers. Proc. of the IEEE Sixth Working Confer, on Current Measurement, San Diego, CA, March 11-13, 1999, pp. 249-253. DRL Software Ltd., 2003. DRL-Sediview software user manual V3, DRL Software Ltd. Gartner, J. W., 2004: Estimating suspended solids concentrations from backscatter intensity measured by acoustic Doppler current profiler in San Francisco Bay, California, Marine Geology 211 (2004) pp. 169-187 doi : 10.101 6/j .margeo.2004.07.00 1. Goda L., Krikovszky S., 2002: Mozgóhajós vízhozammérés ADCP mérőberendezéssel, Vízügyi Közlemények 2002/4. Kim £>., Musté M. and Weber L., 2007: Software for Assessment of Longitudinal Dispersion Coefficients Using Acoustic-Doppler Current Profiler Measurements, XXXII. Congress of IAHR, Venice, Italy. Reichel, G. and Nachtnebel, H. P. 1994: Suspended sediment monitoring in a fluvial environment: advantages and limitations applying an acoustic Doppler current profiler. Water Res., 28, 4, 751-761. Rennie C. D. and Church M., 2007: ADCP shear stress and bedload transport in a large wandering gravel-bed river, XXXII. Congress of IAHR, Venice, Italy. Schulkin, M. and Marsh, H. W., 1962. Sound absorptionin sea water. Journal of the Acoustical Society of America 34 (6), 864- 865. Tamás, E. and Baranya, S., 2008. SEDIBAL - Sediment Balance for the Danube River. Interim Report. Hungary. UNESCO/Universitat fiir Bodenkultur Wien. Thevenot, M. M., Prickett, T. L., Kraus, N. C., 1992. Tylers Beach, Virginia, dredged material plume monitoring project 27 September to 4 October 1991. Dredging Research Program Technical Report DRP-92-7, US Army Corps of Engineers, Washington, DC, 204 pp. Urick, R.J., 1983. Principles of Underwater Sound, McGraw Hill, New York, p. 384. A kézirat beérkezett: 2009. november 25-én BARANYA SÁNDOR oki. mérnök (2003), a Bp. Műszaki és Gazdaságtud. Egyetem Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszékének adjunktusa. JÓZSA JÁNOS oki. mérnök (1981), az MTA doktora (2003), a Bp. Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszékének tanszékvezető egyetemi tanára. Baranya, S. -Józsa, J.: Adaptation of ADCP to estimation of suspended sediment-concentration
