Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 4. szám
53 Szilágyi M. és társai: Légi felvételezés alkalmazhatósága sekély tavi növényzetfoltok hidrodinamikai hatásainak meghatározására Jelen tanulmányban egy légi felvételezésen alapuló Lagrange-i részecskekövető eljárás terepi tesztelését mutatjuk be annak feltárására, hogy milyen áramlástani mintázatok fejlődnek ki a növényfoltok alvízi (áramlás alatti) oldalán. Sekély tavi környezetben ez a mérési módszer messze nem elterjedt, ezért célunk a módszerben rejlő lehetőségek és az esetleges alkalmazási korlátok feltérképezése volt. VIZSGÁLATI MÓDSZEREK LSPTV technológia A távérzékeléssel történő felmérések napjainkban egyre gyakrabban használatosak a vízmémöki területen is. Egyre több tudást és tapasztalatot szereznek a kutatók a videó-alapú sebességmérésekben. A terepi körülmények között használt módszerek két fajtája ismeretes: az LSPIV (Large-Scale Particle Image Velocimetry) és az LSPTV (Large-Scale Particle Tracking Velocimetry), mely betűszavakban az LS a terepi körülményekre vonatkozik a kamera nagy látószöge miatt (Musté és társai 2008). A PIV egy széles körben elterjedt áramlási vizualizációs eszköz folyadékdinamikai alkalmazásokhoz, mely során digitális képek rögzítése és elemzése történik sűrű részecskefelhők mozgásáról a folyadékközegben (Fujita és társai 1998). A sebességvektorokat az egymást követő képeken részecskemintázatok párosításával határozzák meg. de az egyes részecskéket nem követi a PIV (Tauro és társai 2017). A PTV ezzel szemben egy Lagrange-i megközelítést ad, ahol a sebességvektorok az egymást követő képkockákon megtalált és követett egyes nyomjelzők elmozdulása alapján határozhatók meg. Mivel az egyes részecskék sebessége külön-külön levezethető, így gyakran alkalmazzák nempermanens áramlások vizsgálatánál (Lloyd és társai 1995). A PTV-ban jellemzően sokkal kevesebb nyomjelzőt eresztenek el, mint a PIV-ben. A PTV mind laboratóriumi (Sokoray-Varga és Józsa 2008, Lloyd és társai 1995), mind terepi (pl. Thumser és társai 2017) viszonyok között gyakran alkalmazott sebességmérési módszer. A kamera célszerűen legyen minél magasabban és merőlegesebben a mozgás síkjára, ami úszó nyomjelző esetén maga a vízfelszín. Az álló oszlopokra helyezett kamerákkal szemben elérhetővé váltak a drónokra szerelt, lefelé néző kamerák, melyek előnye, hogy nagy magasságuknál fogva kiterjesztik a fel vételezési területet. Ezzel egy könnyen bevethető mérési metódus jelent meg (Detert és társai 2017), amelyet már hazánkban is alkalmaznak és kutatnak (Liikő és Zsugyel 2018, Szilágyi és társai 2019). Jelen kutatás következésképpen a terepi körülmények között végrehajtott LSPTV-re irányul. Növényzetfoltok hatásának terepi vizsgálatánál eddig jellemzően az LSPIV technológiát alkalmazták (Creelle és társai 2018), a PTV-t pedig főleg jól szabályozható laboratóriumi kísérletekben. Terepi vizsgálatok Kísérleti méréseink elvégzéséhez a Fertő tó magyarországi területének az 1. ábrán látható részét választottuk. Mivel itt a vízfelszín túlnyomó részét növényzet borítja, illetve vízmélysége a nyíltvízi részen sem nagyobb 1,5 méternél (Pannonhalmi és Sütheö 2017), ez megfelelő mintaterületnek bizonyult. A tó sekélységének köszönhetően a felszíni sebességek elég szoros kapcsolatban vannak a mélységátlagolt sebességmezővel, így a víznél könnyebb jelzőrészecskék elmozdulásával a víztér vízszintes anyagtranszportját is jellemezhetjük. A Műegyetem kutatói korábbi vizsgálataikhoz is választották már ezt a területet a fenti megfontolások miatt: Kiss és Józsa (2014) feltárta a nádasszigetek mögötti mikrometeorológiai jellemzőket; Homoródi és társai (2012) pedig a nyíltvízi részen vizsgálta a sekély-tavi hullámok spektrális tulajdonságait. A kísérleti terület egy természetes csatornában helyezkedik el, amely összeköti a nagy északi tómedencét a déli Madárvárta-öböllel. Az uralkodó szélirány az ÉÉNy, de a DDK is gyakran előfordul. A csatornát nád (Phragmites australis) határolja. Emellett a csatornát néhány 10 méter átmérőjű kákaszigetek (Schoenoplectus lacustris) tarkítják. A káka az utóbbi két évtizedben erősödött meg, azaz valószínűleg egy viszonylag gyors szukcessziós folyamatnak vagyunk itt tanúi. Jelen vizsgálatainkhoz egy nagyjából 20 méter átmérőjű, különálló kákaszigetet választottunk a kákamező közepe tájáról. Fontos még megjegyezni, hogy a kákaszigetek körvonala jellemzően egy gyűrű mentén összefüggő, de a belsejük ligetes, ami ott heterogén átáramlási körülményeket okoz. 1. ábra. Átnézeti térkép a vizsgált területről és egy növényzetfolt a vizsgált területen (Fertő tó) Figure 1. Map of study site and small vegetation patches (Lake Fertő)
