Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 2. szám
38 Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 2. sz. alakulásának ismerete nagyban hozzájárulna az előző problémák feltárásához és azok kezeléséhez, de a hazai vízügyi ágazatban jelenleg alkalmazott hordalékvizsgálati módszerek sajnos nem, vagy csak nagyon korlátozott mértékben teszik ezt lehetővé. A hazai lebegtetett hordalékmérést jelenleg a ME 10- 231-20:2009 Felszíni vizek lebegtetett hordalékának mérése szivattyús vízmintavevővel c. műszaki előírás szabályozza. Ennek megfelelően a nagyobb vízfolyásokban alapvetően évente 5-10 előre meghatározott alkalommal történik vízmintavétel, amely korántsem teszi lehetővé a lebegtetett hordaléktranszport monitoringj át (folyamatos követését). A szivattyús mintavevő használata összetett, a mintavételt követő laboratóriumi elemzés során alkalmazott, ún. evaporációs módszer pedig hosszadalmas, s pontossága bizonytalan. Ebben a cikkben javaslatot teszünk egy új, korszerű mérési módszereken alapuló lebegtetett hordalékmonitoring eljárásra, amely költséghatékony módon, és a jelenleg alkalmazott eljárásokhoz képest nagyobb információtartalommal ad képet folyók lebegtetett hordalékjárásáról. A mérőrendszerben optikai és akusztikus elven működő, tehát indirekt eszközöket alkalmazunk, de kalibráló mérésekben helyet kapnak a direkt fizikai vízmintavételek is. A következőkben bemutatjuk a javasolt monitoring módszer működési vázlatát, majd az abban szereplő egyes mérési eljárások hátterét ismertetjük. Kitérünk a vízminták laboratóriumi elemzési módjára is és arra, hogy a folyószelvényen átvándorló hordalék mennyiségét milyen módon javasoljuk meghatározni. A cikkhez szorosan kapcsolódik egy azonos főcímű következő cikk is, amiben a monitoring eljárásba bevont indirekt mérési eljárások részletes, nagy mintán alapuló teszteléseinek eredményeit tárgyaljuk, amit a haza Dunán hajtottunk végre. Abban a cikkben a tesztmérések eredményeképpen az indirekt hordalékmérési eljárások alkalmazási korlátáit is feltárjuk és a mérésektől elvárható pontosságra is javaslatot teszünk. A LEBEGTETETT HORDALÉK FOLYAMATOS MÉRÉSÉRE SZOLGÁLÓ RENDSZER KIÉPÍTÉSÉRE VONATKOZÓ JAVASLAT A közelmúltban mindinkább előtérbe került a hordalékvándorlás monitoringj ának szerepe a vízmérnöki, sőt akár multidiszciplináris problémák vizsgálatában, a hozzájuk kapcsolódó projektekben meghatározott feladatok megoldásában. Elsődlegesen az a fontos, hogy a lebegtetett hordalékvándorlás jelenségét térben és időben is megfelelő felbontásban lehessen vizsgálni, mivel a hordalékvándorlás egy dinamikus folyamat. Enélkül nehezen ismerhetők meg a folyómederben lejátszódó hidromorfológiai folyamatok, nehezen fedezhetők fel trendek, s maga a hordalékmérleg felállítása is bizonytalan, ha a nagy folyók mentén nem működik összehangolt monitoring rendszer. A nemzeti, nemzetközi együttműködéshez azonban szükséges, hogy a vizsgálati módszer lehetőleg könnyen adaptálható legyen, megvalósítása és működtetése egyszerű legyen. Folyók lebegtetett hordalékvándorlásának megbízható elemzéséhez az alábbi jellemzők vizsgálata szükséges: • lebegtetett hordalék töménység (Suspended Sediment Concentration - SSC) (mg/1) • lebegtetett hordalékhozam (kg/s) • éves lebegtetett hordalékterhelés (Mt), • térbeli-időbeli változékonyság, • szemösszetétel (Particle Size Distribution — PSD), • jellemző szemcseméretek. A következőkben bemutatásra kerülő koncepcionális elképzelés egy integrált megközelítést (1. ábra) ajánl, amelynek két fő eleme van a terepi adatgyűjtés tekintetében: 1) part menti, folyamatosan működő mérőrendszer kialakítása biztosítaná a hordalékvándorlás időbeli változékonyságának folyamatos feltárását, amit 2) kiegészítő expedíciós mérésekkel szükséges kalibrálni. Utóbbi a monitoring állomás teljes keresztszelvényére kiterjed, ami alapján a hordaléktöménység szelvény menti változékonysága is feltárható és elegendően nagyszámú mérés esetén felállítható egy kapcsolat a part mentén mért töménység értékek és a szelvényen átáramló hordalékhozam között. A javaslatunk részét képezte egy, a közelmúltban lezárult nemzetközi projektnek is, amely a Duna hordalékvizsgálatát tűzte ki célul és egy kézikönyv is született a jó hordalékmérési gyakorlatra (DanubeSediment 2019). Folyamatos part menti mérés A folyamatosan működő mérőrendszer helyét úgy kell megválasztani, hogy az év során lehetőleg végig szolgáltathasson adatokat (vagyis folyamatosan víz alatt legyen), valamint hogy az értékeket a folyó adott szakaszára reprezentatívnak lehessen tekinteni. Nagy folyók esetén a lebegtetett hordalékjárás térbeli változékonyságának optimálisan összehangolt monitoringjához elengedhetetlen, hogy monitoring állomás legyen kiépítve minden szakaszon, ahol például bővül a meder, változik a mederesés, mellékfolyó torkollik be, vízszintszabályozó műtárgy található, vagy egyéb hidromorfológiai változás történik. Több szervezet együttműködése esetén szervezeti, közigazgatási határok mentén (pl. határszakaszon, szomszédos Vízügyi Igazgatóságok határán) is célszerű létrehozni egy-egy monitoring állomást. Fontos az is, hogy könnyen meg lehessen közelíteni. A part menti mérőrendszer jellemzően egy vízmérce mellett, esetleg pontonon rögzített zavarosságmérő szonda és az azt támogató infrastruktúra kihelyezését jelenti. Ahogy az a későbbiekben részletezésre kerül, a zavarosságmérő szondák egy pontban határozzák meg a víz zavarosságát, amelyből kalibráció útján származtatható a pontbeli lebegtetett hordaléktöménység. A zavarosság a víz optikai tulajdonságait jellemző érték, amely főként a lebegőanyagok mennyiségétől függ, így alkalmas arra, hogy a lebegtetett hordalékvándorlásban mennyiségi, illetve minőségi trendeket detektáljon (Haimann és társai 2014a). Korábbi tanulmányokban (pl. Nagy 2013, Kutai 2014) már bebizonyosodott, hogy a rögzített zavarosságmérő műszerekkel kiválóan vizsgálható például az, hogy árhullám levonulásakor a zavarosság/hordaléktöménység hogyan követi a vízállás változását vagy, hogy az áradó vagy az apadó ágban érkezik-e fajlagosan több lebegtetett hordalék, de a folyamatosan üzemelő zavarosságmérő adatai alapján az éves hiszterézis is lekövethető. A 2. ábra egy a BME Vízépítési és
