Hidrológiai Közlöny, 2022 (102. évfolyam)
2022 / 2. szám
15 Vas László Tamás: A Duna lebegtetett hordaléktöménységének monitoringja fix telepítésű zavarosságmérő műszer alkalmazásával térről. Az árhullámok egymásutánisága szintén befolyásolhatja a vízhozam és a lebegtetett hordalékmennyiség kapcsolatát. Míg az első árhullám kimoshatja a mellékágakból az oda lerakodott iszapot, így növelve a főmeder hordaléktöménységét, addig a későbbi árhullámok ezt már nem tudják megtenni. A hordalékhozam görbe által adott eredmények a fentiek miatt tehát jelentős bizonytalansággal terheltek. Szakmai szempontból szükséges ezért egy olyan módszer, amely a jelenleg alkalmazottnál gyorsabban szolgáltat megbízhatóbb adatokat, jobb időbeli felbontással. Nemzetközi szakirodalmakban számos jó gyakorlat található (Habersack és társai 2013), de fellelhető magyarországi példa is (Kutai 2014, Pomázi és Baranya 2020). A DanubeSediment projekt keretében számos publikáció készült, melyek alkalmazandó jó gyakorlatokat ajánlanak a Duna teljes szakaszára. A Dunán levonuló hordalék tömegének meghatározásához egy távjelzősített zavarosságmérésen alapuló, integrált módszert ajánlottak. A módszer lényege, hogy egy parthoz közel telepített szenzor folyamatosan regisztrálja a zavarosságot, melyet egy kalibrációs egyenlet segítségével át lehet számolni szenzor melletti hordaléktöménységgé. A parthoz közel, egy pontban regisztrált hordaléktöménységet egy ismételt kalibrációs egyenlet segítségével át lehet számítani szelvény középtöménységgé. A szelvény középtöménységet szorozva a vízhozammal számítható az egész szelvényen átáramló hordalékhozam, melyet időben integrálva megkapható a levonult hordalék tömege (Habersack és társai 2018a). Az ajánlott módszer sikeres alkalmazására van nemzetközi és hazai példa is. A University of Natural Resources and Life Sciences (Bécsi Agrártudományi Egyetem, Ausztria) munkatársai sikeresen állították fel a többlépcsős kapcsolatot a partmenti zavarosság és a szelvény középtöménysége között (Habersack és társai 2013). Magyarországon a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem munkatársai szintén sikerrel alkalmazták a módszert. A Duna sződligeti és ráckevei szakaszán (1674 fkm, 1604 fkm) állítottak fel kapcsolatot a part mentén mért lebegtetett hordaléktöménység és a szelvény menti hordalékhozam között (Pomázi és Baranya 2020). Az ajánlott módszer folyamatábrája az 1. ábrán látható. 1. ábra. Lebegtetett hordalékhozam meghatározása zavarosság alapján (Habersack és társai 2019b, a szerző fordítása) Figure 1. Determination of the suspended sediment load based on turbidity (Habersack et al 2019b, translated by the author) TERMINOLÓGIA Szárazanyag-tartalom: a tetszőleges térfogatú vízmintában lévő szárazanyag tömege [mg, g]. Hordaléktöménység: a hordalék víz térfogategységre vonatkoztatott tömege [mg/1, kg/m3]. Hordalékhozam: a folyó kiválasztott keresztszelvényén időegység alatt áthaladó hordalék tömege [kg/s, t/év]. Zavarosság: a víz csökkent átlátszósága, melyet a benne lévő részecskék a rajta áthaladó fény szétszórásával és elnyelésével okoznak [NTU, FTU, FNU]. SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS A hazai és nemzetközi szakirodalmakat áttekintve a lebegtetett hordalékmintavételi módszerek az alábbiak szerint csoportosíthatók: közvetlen módszerek o pillanatnyi o szivattyús o izokinetikus közvetett módszerek o zavarosságméréssel o lézerdifffakcióval o nyomáskülönbséggel o akusztikus módszerrel A mintavételi módszerek közül csak a vizsgálat szempontjából relevánsak (közvetlen szivattyúval és a közvetett zavarosságméréssel) kerülnek röviden bemutatásra. A módszerek részletesebb bemutatását Pomázi és társai megtették 2020-as közleményükben (Pomázi és társai 2020). A szivattyús mintavétel során a mintát szivattyú segítségével hozzák a felszínre. A nemzetközi szakirodalomban a szivattyús mintavétel alatt értik azt is, amikor a monitoringállomáson a mintavételt a beépített szivattyú kiépített szerelvényezésen keresztül, automatikusan veszi meg. A magyar szakirodalomban a szivattyús mintavétel során a szivattyú szívócsövének végét leeresztik a mintavételi pontba és felszívják a szükséges térfogatú mintát. A szivattyús módszer hátránya, hogy amennyiben a mintavételi sebesség nem egyezik meg a pontban lévő vízsebességgel, úgy a megvett minta hordaléktöménysége sem fog. A relatív mintavételi arány (mintavételi sebesség/vízsebesség) függvényében a töménységbeli eltérés -20-+60% is lehet. Eltérést eredményez továbbá az is, ha a szívócső vége nem párhuzamos a folyásiránnyal, hanem azzal valamilyen szöget zár be. A különböző paraméterek eltérésének hatásait az Iowa Egyetemen vizsgálták és publikálták (/óvva University 1941). A közvetlen módszerek a mintavételi függélyek száma szerint tovább bonthatók, a szakirodalmak megkülönböztetnek egyfüggélyes, illetve többfüggélyes módszereket. Az egyfüggélyes módszernél a függély helyét műszaki megfontolás alapján kijelölik (középen, legnagyobb mélységben) és a mintavevőt a kiválasztott függélyben folyamatos mintavétel mellett le-, majd felengedik. A többfüggélyes módszerek közül a nemzetközi szakirodalom hármat ajánl: mintavétel azonos vízhozamú lamellákban, azonos szélességű lamellákban, illetve azonos területű lamellákban. A mintavétel hasonló módon történik a többfüggélyes módszereknél, mint az egyfüggélyes módszernél (azonos sebességgel történő mozgatás), eltérés a
