Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
3. szám - Rákóczi László–Szekeres János: A görgetett hordalék mintavétel felülvizsgálata víz alatti video segítségével
RÁKÓCZI L. - SZEKERES J : A görgetett hordalék mintavétel felülvizsgalata 155 A2 álló mederpáncél és a meder felszínközeli rétegeiben található összes szemcsefrakcióra kiterjedő mozgás között természetesen számos átmeneti hordalék-szállítási fokozat állhat elő. Elmondhatjuk, hogy a hároméves mérési időszakban a vízjárás különböző fázisaiban végrehajtott hordalék mintavételek során a meder felszíne és a görgetett hordalékmozgás kölcsönkapcsoiatának és alakulásának csaknem teljes skáláját megismerhettük és dokumentálhattuk. Ennek keretében a videofelvételekkel természetes viszonyok között igazoltuk a mederpáncélozódás legújabban laboratóriumi kísérletek alapján feltételezett „fészkes" szerkezetét. Amíg ugyanis a folyómeder parti sávjában és sekély vízborítású zátonyain az állékony kéregre, amely a meder felszínén természetes úton kialakul, a lapossá csiszolódott kavicsszemek egymást részben átfedő, halpikkelyszerű elrendeződése a jellemző, a parttól távolabb, több m mélységben a legnagyobb, gömbölyded kavicsok különböző átmérőjű, szabálytalan „koszorúkat" alkotva stabilizálódnak (4. ábra). A fészkeket kisebb átmérőjű, igen mozgékony kavicsszemek töltik ki, amelyek kezdetben csak ritkán, a turbulens emelőerők pillanatnyi maximumai, valamint a fészkek által keltett függőleges tengelyű örvények együttes hatására szabadulnak ki zárt helyükről, és vesznek részt a görgetett hordalékszállításban görgetett hordalékmozgás következtében észrevehetően javult a mintavevők illeszkedése, általában kevesebb idő alatt megteltek a belépő szelvényük alatt kialakult, többnyire kicsiny hézagok és így javult a Tiei/7tény arány. A mintavevők összehasonlításából kiderült: ilyen szemösszetételü mederszakaszokon, kisebb áramlási ellenállása miatt célszerűbb a Helley-Smith féle készülék használata. 3.3. Görgetett hordalék mintavétel homokmedrü folyószakaszon Barcsnál a Dráva mederanyagának átlagos szemátmérője 0,7-0,8 mm, míg a görgetett hordaléké 0,5-0,6 mm. A legalsó mérési szelvényben, Drávaszabolcsnál mind a mederanyag, mind a görgetett hordalék átlagos szemátmérője 0,35 mm- nak vehető. Mindkét helyen a HelleySmith féle mintavevőt alkalmaztuk, kezdetben 0,16 mm nyílásméretű drótkosárral, majd ennek túl gyors eltömődése miatt, később a közepes (0,36 mm) nyílásméretű hordalékgyűjtő kosarat használtuk. A videofelvételek bemutatták, hogy a kavicshoz képest lágy homokmederben sem mindig illeszkedik hézag nélkül a leeresztett készülék belépő nyílása a meder felszínére. Ennek leggyakoribb oka az, hogy a homokanyagú görgetett hordalék dűnék alakjában mozog lefelé a folyó medrében. Mivel a Dráva alsó szakaszán a dűnék kisebbek, mint a mintavevő méretei, előfordul, hogy az utóbbinak a belépő része két dűne közötti völgyelés között helyezkedik el (5. ábra) A mintavevő által keltett örvények egyébként is képesek kisebb üregeket mélyíteni a lágy homokmederbe a készülék szája körül és alatt. A görgetett hordalékhozam a legtöbb esetben rövid idő alatt kitölti a hézagokat, emiatt a T le l/T, in y arány gyakrabban közelíti, vagy én el az egységet, mint a kavics medrek esetében. 4. ábra: A páncélozódott kavicsmeder fészkes szerkezete A növekvő vízhozamok, illetve vízsebességek esetén készült felvételeken jól látható a mederpáncél fokozatos felszakadása, ami az említett kavics-fészkek felbomlásával kezdődik, a mozgásba kerülő finomabb kavicsszemek számának növekedésével folytatódik. A mederfenéken fellépő csúsztató feszültség fokozódásával mozgásnak indulnak a felszínt borító durva kavicsszemek is, és az általuk addig lefedett finomabb szemcsefrakciók bevonásával általánossá válik a görgetett hordalékszállítás. Ebben a helyzetben a legnagyobb a valószínűsége annak, hogy a mintavevő a teljes mintavételi időszakban fogjon hordalékot, azaz hogy a T tel j = T, in y feltétel teljesüljön A fenti megállapítások az őrtüosi mérési szelvényre, a Dráva durva kavics medrű szakaszára és a Károlyi-féle hordalék mintavevőre vonatkoznak. Vízvárnál, a folyó említett eséstörése alatt a meder közepes és apró szemű kavicsból áll, azonban páncélozódásra szintén hajlamos. A mederanyag közepes szemátmérője 10 mm körüli, azonos az őrtilosi görgetett hordalékéval. Ebben a mérőszelvényben mind a Károlyi, mind a Helley-Smith féle készülék alkalmazhatónak bizonyult, az utóbbi a legnagyobb (0,83 mm) nyílásméretű hordalékgyűjtö kosárral ellátva. A meder felszínéből kiálló durva kavicsok számának csökkenése, valamint az élénkebb 5. ábra: A mintavevő elhelyezkedése a mederfenéken, ha a homokdűnék hossza (fy kisebb mint a mintavevő hossza (L). A periodikusan felkevert mederanyag finomabb frakciói jól látható felhőkben lebegtetve jutnak a mintavevő belsejébe, a durvább homokszemek pedig kezdetben szakaszos, később folyamatos rétegben görgetve lépnek be oda. Itt említendő meg, hogy a hordalékmozgás szakaszos jellege a gyenge és közepes hordalékszállítás esetén a kavicsmedrek felszínén is gyakran megfigyelhető volt. A szakaszosságot elméleti megfontolások, valamint laboratóriumi kísérletek alapján korábban is feltételezték, azonban az üvegcsatornákban kialakuló sokkal kisebb turbulencia-fok mellett ez a jelenség nem alakulhat ki olyan látványosan, mint a természetes folyókban. A homokmedrü folyókon végzendő görgetett hordalék mintavételek legnagyobb hibaforrását nem az előbbiekben tárgyalt körülmények, hanem a Helley-Smith féle mintavevő hordáiékgyiijtő kosarának eltömődése jelenti A víz-
