Hidrológiai Közlöny, 2020 (100. évfolyam)
2020 / 3. szám
64 Hidrológiai Közlöny 2020. 100. évf. 3. sz. Nagy folyók lebegtetett hordalékvándorlásának új vizsgálati módszerei 2. - Közvetlen és közvetett lebegtetett hordalékmérési eljárások összehasonlító vizsgálata Pomázi Flóra* és Baranya Sándor* * Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. (pomazi.flora@epito.bme.hu, baranya.sandor@epito.bme.hu) Kivonat Nagy folyók lebegtetett hordalékvándorlásának korszerű megfigyelése új vizsgálati módszerek alkalmazását igényli. A hagyományos közvetlen hordalékmérési eljárások mellett széles körben alkalmaznak közvetett, eljárásokat is, melyek alapvetően két nagy csoportba sorolhatók: optikai és akusztikus módszerek. A Tiszta Ivóvíz megnevezésű projekt keretében mintegy 500 vízminta elemzésén keresztül vizsgáltuk a direkt és indirekt eljárásokat. Az optikai (LISST-Portable|XR és VELP TB1 kézi zavarosságmérő), illetve akusztikus elven működő (LISST-ABS és ADCP visszavert jelerősség alapján) eszközökkel, eljárásokkal kapott eredményeket a hagyományos filtrációs (szűrőpapíros) módszerrel kapott eredményekkel összehasonlítva megállapítottuk, hogy a direkt és indirekt eljárások közt erős kapcsolat áll fent, miáltal az itt vizsgált indirekt eszközök megbízhatóan kalibrálhatok. A méréseink során szerzett tapasztalatok alapján összefoglaltuk a vizsgált hordalékmérési eljárások előnyeit és alkalmazási korlátáit, egyúttal további kutatási feladatokat fogalmaztunk meg. A vizsgált eszközök közül a LISST-PortableJXR az egyedüli, amely a lebegtetett hordalék szemösszetételéről is információt szolgáltat, az optikai beállítások megválasztására és a hőmérsékletre való érzékenysége azonban tovább vizsgálandó. A kézi zavarosságmérő gyors és hatékony eszköz, amely akár a terepen is alkalmazható, de gyorsan ülepedő, durvább szemcséket tartalmazó vízminta elemzését már nagyobb hiba terheli. A LISST-ABS alkalmazása gyakorlati szempontból igen előnyös, példáján keresztül a cikk első részében bemutatott parti zavarosságmérő működését is illusztráltuk. Az ADCP által mért visszavert jelerősség adatok szintén jól alkalmazhatók a hordaléktöménység vízoszlop mentén való vizsgálatára, ám az ehhez szükséges kalibráció érvényességének kiterjesztése további kérdéseket vet fel. Kulcsszavak Lebegtetett hordalék, közvetlen mérési módszer, közvetett mérési módszer, ABS, ADCP, filtráció, lézerdifífakció, optikai zavarosságmérő. New investigation methods of suspended sediment transport in large rivers 2. - Comparative investigation of direct and indirect analysis methods Abstract Establishing and operating a well-functioning sediment monitoring system requires the involvement of state-of-the-art indirect methods. Besides conventional direct sediment analysis methods, indirect methods are widely used. Two major groups of indirect methods can be distinguished: optical and acoustic methods. In the „Tiszta ivóvíz” („Drinking water: multidisciplinary assessment of secure supply from the source to the consumers”) project, direct and indirect procedures were analysed through the analysis of approximately 500 water samples. The results obtained with optical (LISST-Portable|XR and VELP TB1 portable turbidimeter) and acoustic (LISSTABS and calibration of ADCP backscatter) instruments and methods were compared with the results obtained by the conventional filtration method. There is a strong relationship between the direct and indirect methods, so the investigated indirect devices can be reliably calibrated. Based on the experience gained during the measurements, we discussed and summarized the advantages and limitations of the investigated suspended analysis methods and highlighted further research directions. From the investigated instruments, the LISST-Portable|XR is the only device that provides information on the particle size distribution of the suspended sediment, but its sensitivity to the choice of optical settings and temperature needs to be further investigated. The portable turbidimeter is a quick and effective tool that can be used in the field measurements, but the analysis of a water sample containing coarse particles (with high settling velocity) is rather uncertain. From a practical point of view, using the LISST-ABS has many advantages. Through the calibration of the LISST-ABS, we also illustrate the operation of a near-bank backscatter sensor presented in the first part of this article. Backscatter intensity detected by the ADCP can also be used to analyse the vertical distribution of the suspended sediment concentration, however, the validity of the calibration raises further questions. Keywords Suspended sediment, direct measurement method, indirect measurement method, ABS, ADCP, filtration, laser diffraction, turbidimeter. BEVEZETÉS Nagy folyók vízrajzi monitoringja (megfigyelése) jellemzően több szervezet (akár több ország) összehangolt együttműködését követeli meg, amiben fontos szerepet kell játszania a lebegtetett hordalékvándorlás jellemzőinek (hordaléktöménység, hordalékhozam, hordalék szemöszszetétele) folyamatos mérésének, lehetőleg közel azonos térbeli és időbeli felbontással. Egyjól működő monitoring rendszer kialakítása manapság már mind korszerűbb eljárások alkalmazását igényli, mint például az akusztikai vagy optikai elven működő indirekt módszerek alkalmazása. Mindkét típust széles körben alkalmazzák a hordalékmérésekre is, a működési elvük tudományosan megalapozott, alkalmazási előnyeik és korlátáik pedig sokak által tanulmányozott. Mivel a tanulmány előző részében részletesen áttekintettük a különféle közvetett és közvetlen elemzési módszereket, jelent tanulmányban az alkalmazott indirekt módszerek két
