A Magyar Hidrológiai Társaság XXXVIII. Országos Online Vándorgyűlése (2021. szeptember 14-15.)
2. szekció - Területi vízgazdálkodás - 16. Sziebert János (OVF): A radaros vízhozammérés
hullámhossz <~>n __________ " látható rádióhullámok * Mikrohullámok______ flHz-es hullámod infravörös ** ultraibolya röntgen * gamma---------1---------1---------1---------1---------1---------1---------1---------1---------1---------f--------1---------h--------10’ 10' 10° 10'° 10” 10” 10” 10” 10” 10” 10” 10” frekvencia (Hz) 2. ábra Az elektromágneses spektrum Ha tisztán érintésmentes mérést kívánunk megvalósítani, akkor a vízállást és a víztér sebességét egyaránt meg kell mérni. A vízállásra a nedvesített keresztszelvény meghatározásához, a vízsebességre a ví méréséhez van szükség. A vízállás mérése során a vízszínt felett elhelyezett transducer által kibocsátott hullámimpulzus a levegő-víz határfelületről visszaverődik és a hullám egy része visszajut a transducerbe. Ha ismerjük a hullám terjedési sebességét (vr), akkor a kibocsátás és a visszaérkezés közötti idő (t) megmérésével számolhatjuk az utat (s), amelyet a hullám bejárt, így a vízfelszín a tranducer alatt az út felével megegyező távolságra lesz (hvsz = s/2, ahol s = t * vr). A víz felszíni sebességének (vp) mérését a Doppler-effektus teszi lehetővé. A Doppler-effektus a kibocsátott és a céltárgyról visszaverődő hullám frekvenciájának „eltolódása", amely a kibocsátó és a céltárgy egymáshoz viszonyított sebességével arányos. Természetesen a vízfelszín sebesség közvetlenül nem mérhető, csak annak a mérősugár irányú komponense (va), így a mérősugár beesési szögének (a) ismerete szükséges a felszíni vízsebesség méréséhez (vp = va cos a). A ferde mérősugár miatt a vízfelszín akkor veri vissza a tranducer felé a mérőhullámot, ha a felszín enyhén hullámzó. A vízhozam, Q = Vk A, ahol a Vk a szelvény középsebessége. Behelyettesítve a Vk-t, Vk = k vp, számítható a fenti összefüggés (3. ábra). Az eljárás így a következő összetevők megmérését igényli: • vízállás - rendszerint abszolút vízállást használatos célszerűségi okból, amelyet elektronikus eszközzel (ajánlott a távolságmérő radar, de lehet nyomásszonda, vagy más, elektronikus eszköz is) mérhető, • a nedvesített szelvényterületet a vízállás függvényében - A(H), amelyet geodéziai felméréssel és az abból számolt A(H) függvényből határozható meg, • a vízfolyás egy pontbeli sebessége (vp), amelyet elektronikus eszközzel mérhető, • a kapcsolatot kifejező sebesség index értéke (k), amelyet a mérőszelvény kalibrálásával határozható meg, 1 m 1 mm 1 nm 1 nm
