Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 2. szám
Pomázi F. és társai: Nagy folyók lebegtetett hordalékvándorlásának új vizsgálati módszerei 1. 43 9. ábra. Soli tax ts-line se szonda (bal; forrás: Internet 1) és VELP TB1 kézi zavarosságmérő (jobb) Figure 9. Solitax ts-line sc probe (left; source: Internet 1) and VELP TB I portable turbidimeter (right) Akusztikus elven működő eszközök A lebegtetett hordalékmérés gyakorlatában széleskörűen alkalmazzák az akusztikus elven működő eszközöket is (pl. Baranya és Józsa 2010, Guerrero és társai 2011 és 2012, Agrawal és Hanes 2015, Agrawal és társai 2016, Guerrero és társai 2016). Az akusztikus elmélet tudományos megalapozásával már számos kutató foglalkozott, többek között Thorne és társai 1991, Gray és Gartner 2009, Moate és Thorne 2012. Az akusztikus eszközök az optikai eszközökhöz hasonlóan működnek (10. ábra), anynyi különbséggel, hogy a fénytörés helyett az általuk kibocsátott hanghullámok visszaverődését elemezve határozzák meg a hordaléktöménységet. Mivel a visszaverődés idejéből a hordalékszemcse detektortól mért távolságára is lehet következtetni, az akusztikus eszközök alkalmasak profd vagy mozgóhajós mezőszerű hordalékmérésekre is (az optikai eszközökkel szemben). További előnyük, hogy kevésbé érzékenyek a biofilm képződésre, algásodásra. Ilyen eszköz például a LISST-ABS (Acoustical Backscatter Sensor), de az eredetileg áramlásmérésre használt ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) is. Oldalirányú luellékuvalábok Szemcséről visszaverődő bang Komplex összefüggés Inverz összefüggés a hangnyomással_________ ____________a hangnyomással 10. ábra. Az akusztikus eszközök működési elvének sematikus ábrája (Thorne és társai 1991 alapján) Figure 10. Scheme of acoustic theory (after Thorne et ai, 1991) Az ABS szondák (11. ábra) a müszerfejtől néhány cm-es távolságban mérnek, így az eszköz kalibrálásakor nem szükséges számításba venni a hangelnyelődést. Ezzel szemben az ADCP (11. ábra) esetében a kibocsátott (és visszaverődő) hanghullámok már jelentősebb utat tesznek meg a víztérben, így a hanghullámok elnyelődését és szóródását is figyelembe kell venni. Az ADCP visszavert jelerősség kalibrálása az ún. szonár-egyenlet alapján történik, amely több paramétert is tartalmaz a viz és a hordalékszemcsék általi elnyelődés, illetve szóródás hatásainak számszerűsítése érdekében. A kalibrálás elméletét, alkalmazhatóságának feltételeit és korlátáit már sokan vizsgálták és tárgyalták (pl. Gartner 2004, Baranya és Józsa 2010, Guerrero és társai 2011 és 2012, Sassi és társai 2012, Agrawal és Hanes 2015, Guerrero és társai 2016). 11. ábra. Akusztikus eszközök: LISST-ABS (bal; forrás: Internet 2) és Teledyne RDI ADCP (jobb) Figure 11. Acoustic devices: LISST-ABS (left; source: Internet 2) and Teledyne RDI ADCP (right) Laboratóriumi vízmintaelemzési eljárások Hasonlóan a terepi mérési eljárásokhoz, a vízmintaelemzési módszereknél is megkülönböztetünk közvetlen, a víz fizikai elemzésén keresztük végzett és közvetett, elsősorban optikai elven működő eljárásokat. A következőkben mindkét elemzési csoportot bemutatjuk. Közvetlen hordalékelemzési eljárások A közvetlen vagy direkt hordalékelemzési eljárások során a fizikai mintavételből származó vízminták elemzése hagyományos laboratóriumi elemzési módszerekkel - evaporációs vagy filtrációs módszer - történik. Az evaporációs módszer során a nagy térfogatú mintát 24 órán keresztül ülepítik, majd a felső, immár hordalékmentes vízréteg dekantálása után a megmaradt, úgymond besűrített hordalékos vízmintát kisebb, előzetesen ± 0.1 mg pontossággal lemért, ismert tömegű porcelántégelyekbe adagolva, szárítószekrényben 105 °C-on tömegállandóságig kell szárítani (12. ábra). A szárítás befejeztével a tégelyek újbóli lemérésével, s a vízminta eredeti térfogatának ismeretében számíthatóvá válik a hordaléktöménység. Ez a módszer ugyan olcsó, de időigényes és sok hibalehetőséget rejt magában. 12. ábra. Az evaporációs módszer során az előzőleg kiülepített vízminta tégelyekbe porciózása (bal) után tömegállandóságig szárítandó (jobb) Figure 12. Evaporation method - the settled water sample (left) is dried to constant weight (right) A filtrációs (vagy szűrőpapíros) módszer már lényegesen kifinomultabb. Több változata is ismert, melyek közül a vákuumszűrő alkalmazása a legelterjedtebb, de például nagyobb hordaléktöménységek esetén a pozitív nyomású szűrőberendezés (13. ábra) kisebb időigényű a vákuumszűrőhöz képest.
