Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)

2013 / 2. szám - Sági Rajmund: A Tisza Mindszent alatti szakaszának hidromorfológiai elemzése

SÁGI R.: A Tisza Mindszent alatti szakaszának hidromorfológiai elemzése 45 az áramlás turbulens jellegéből adódóan a pillanatnyi sebes­ségek nagy szórást mutatnak, ezért a további adatfeldolgo­zási lépésekhez a sebességeken bizonyos mértékű, azonos súlyú simítást hajtottam végre (Baranya et al, 2008a). Az ily módon elvégzett szűrés a mérőhajó mozgásából adódóan tér és időbeli szűrést jelent. A nyers mérési adatokból, majd a simítás után kapott sebességeloszlást a 8. ábra mutatja be. Az adatok szűrésével a különböző sebességű zónák már jól elkülöníthetővé válnak. Egyértelműen látszik, hogy a so­dorvonal a folyó vonalvezetéséből adódóan a bal part felé szorul, illetve ezen a szakaszon figyelhető meg a sebessé­gek átrendeződése a nagyobb sebességű zónák beszűkülé­sén át. A mérési adatok tehát részletes képet adnak az áram­lási képről, a mért sebességek alapján egy, az adott szakasz­ra és a mérés idejére jellemző sebességtest is definiálható. A térbeli sebességadatok függély menti átlagértékeit ké­pezve előállítható a sebességek kétdimenziós területi elosz­lása, mellyel ugyan elveszítjük az információt a sebességek mélység menti változásáról, de néhány speciális esettől elte­kintve a mélységátlagolt leírás jó képet ad a folyószakaszok áramlási viszonyairól. A sebességek területi eloszlása köz­vetlen kölcsönhatásban van a mederalakkal, vagyis a me­dermorfológiával, így azonos vízjárási állapotok mellett el­végzett ADCP mérésekből a morfológiai változásokra is megfogalmazhatók következtetések. Hordalékmérések eredményei A referencia szelvénybeli mintavételi függélyek és pon­tok elhelyezkedését mutatja be a 9. ábra. Lebegtetett hordalék és mederanyag mintavétel függély kiosztások Tisza 210+400 fkm referencia keresztszelvény 55 76 E t-i 74 Ő> 70 A -Fenékszint_2010 -Fenékszint_2008 Mederanyag_2010 VSZ_2010 VSZ_2008 • Mederanyag_2008 Távolság (bal parttól) [m] Függély pontok_2010 Függélyek_2008 = 0.015 — T-T.. (2) 0.3 '(A) (A - pjg py ahol c a az egyensúlyi hordalék koncentráció, d 5 0 a kapott le­begtetett hordalékminta szemeloszlási görbéjén az 50 %­hoz tartozó szemátmérő, a egy vonatkoztatási szint, ami itt az érdesség magassággal egyenlő (egyensúlyi hordalék­koncentráció távolsága a mederfenéktől), r a fenék-csúszta­tófeszültség, r c a kritikus fenék-csúsztatófeszültség, amely­nél megindul a hordalékmozgás a Shields-diagram alapján, p„. a víz térfogatsürüsége, p, a lebegtetett hordalék térfogat­sűrűsége, g a nehézségi gyorsulás, v a víz kinematikai visz­kozitása. A függély menti hordalékhozamot az áramlási sebesség és a hordaléktöménység mélység mentén vett szorzatával képezzük (10. ábra), majd ezek függőleges mentén való in­tegrálásával meghatározható az adott függélyre jellemző fajlagos hordalékhozam értéke. A teljes szelvényre vonat­kozó lebegtetett hordalékhozamot az egyes függély széles­ségek és a hozzájuk tartozó fajlagos hordalékhozamok szor­zatöss zegeként számíthatjuk . Fajlagos hordalékhozam függély menti eloszlása 12 3 4 Fajlagos hordalékhozam [qc. kg/m/s] 9. ábra: Lebegtetett hordalék és mederanyag mintavételek függély menti kiosztása 2008-ban és 2010-ben A következőkben a függély- és szelvény menti hordalék­hozam meghatározásához szükséges számításokat mutatom be. A korábbi pontban már ismertetett mélység menti sebes­ségeloszlás előállítása után a laboratóriumban kiértékelt tö­ménységadatokból előállítottam a sebességmérés rétegeiben jellemző hordaléktöménység adatokat a mért értékek lineá­ris interpolációjával. Mind a sebességeloszlás, mind a tö­ménység eloszlás adatokat ki kellett egészíteni a mederfe­nék és a vízfelszín közelében érvényes értékekkel. A két se­bességadatot az illesztett logaritmikus profilt leíró függvény segítségével állítottam elő (4. ábra), míg a vízfelszín közeli réteghez a lebegtetett hordaléknak a függélyben mért legfel­ső mért töménység értékét vettem, a mederfenék közelében egy empirikus összefüggéssel (van Rijn, 1984) számítottam az ún. egyensúlyi lebegtetett hordalék koncentrációt (c„): , -»-Számított fajla gos hordalékhozam adatok | 10. ábra: A 2. függélyben előállt fajlagos lebegtetett hordalékhozam eloszlás A folyó teljes hordalékhozamának meghatározásához a görgetett hordalékhozamot is szükséges volt meghatározni. Ennek mintavételezése a két napos mérési expedíció során már nem volt megvalósítható, ezért ennek mennyiségét van Rijn (1984) által meghatározott empirikus formula segítsé­gével becsültem: 1** = 0.053 T -T c 2.1 . Tc . ju (P,-Pjg (3) (P,-Pjg PX ahol q gö r a görgetett fajlagos hordalékhozam. Eredményül a folyó teljes hordalékhozamára Q s= 132,25 kg/s adódott, mely az eddigi mérések ezen vízállás-tarto­mányhoz tartozó értékek középtartományába esik. További vizsgálataimat képezte a lebegtetett hordalék tö­ménységek és szemeloszlások elemzése. Szemlélve a 11. ábrát, meglepőnek tűnhet, hogy a 2010. évi mérés alkalmával kb. 100 m 3/s-mal nagyobb vízhozam mellett mintegy fele akkora hordalék töménységet kaptunk, mint a korábbi mérés alkalmával. Tudvalevő, hogy egy ár­hullám áradó vagy apadó ágában vett vízminta koncentráció tartalma eltér, ugyanis egy ilyen nempermanens szituáció­ban az árhullám érkezésekor hordalékban gazdagabb víz á­ramlik, mint a tetőzés után. Megvizsgálva a mérések idején fennálló hidrológiai állapotokat az volt tapasztalható, hogy míg 2008-ban a vízszint emelkedésekor, vagyis egy kisebb árhullám áradó ágában, addig 2010-ben a vízszint csökke­nése mellett, vagyis egy apadó ágban mintáztuk a folyót. A

Next

/
Oldalképek
Tartalom