Kavicsos és vegyes szemösszetételű folyók görgetett hordalékhozamának becslése Doppler elvű eljárással

Egy folyó nagyon jó példája a kétfázisú áramlásoknak, ugyanis jól elkülöníthető benne a folyékony és a szilárd fázis, az előbbi a folyó vize, az utóbbi pedig a hordalék. A vízfolyásokban található hordalékot mozgásjellegük alapján alapvetően két fő csoportba soroljuk: lebegtetett és a görgetett hordalék. A lebegetett hordalék oldott, illetve szilárd formában, a teljes függély mentén elkeveredve szállítódnak. Ezzel szemben, a mederfenék felszínén utazó nagyobb méretű szemcsék alkotják a görgetett hordalékot. A TDK dolgozatomban a görgetett hordalékmérési eljárásokkal fogok foglalkozni, ezen belül is a homokos-kavics medrű folyók indirekt mérési módszereivel.

A szakirodalomban számos, a görgetett hordalékmozgást leíró változók (úgy, mint hordalékhozam, szemösszetétel, stb.) mérésére kidolgozott módszer ismert. Ezek közül a legelterjedtebbek a direkt, mintavételezésen alapuló eljárások. A görgetett hordalék mintavételére kifejlesztett, hazánkban legelterjedtebb eszközök a Helley-Smith, illetve a Károlyi-féle mintavevők. Ezen műszerek a mederfenéken utazó szemcséket csapdázzák. A minták kiértékelésével a görgetett hordalék szemösszetétele, illetve a hordalékhozam becsülhető. Kevésbé elterjedt módszerek az indirekt eljárások, amelyek előnye, hogy (ellentétben a mintavételezés utólagos elemzésével) a hordalék jellemzői közvetlenül becsülhetők. Hátrányuk, hogy általában költséges műszerek használata szükséges, illetve a módszertanok megbízható, széleskörű alkalmazhatósága további fejlesztési vizsgálatokat igényel. Ilyen mérési eljárások például geofón, szonár, rádiós nyomkövető, illetve ADCP (Accustic Doppler Current Profiler) műszerek alkalmazásával történhet. Hazai viszonylatban az indirekt eljárások a csekély tapasztalatok miatt kevésbé elterjedtek. Magyarország folyóira való adaptálásukhoz további vizsgálatok szükségesek. TDK kutatásom fő célja az ADCP sebességmérő műszer alkalmazásán alapuló, indirekt görgetett hordalékhozam becslésére kidolgozott eljárás adaptálása, hazai kavicsos és homokos-kavics medrű folyószakaszra. Az ADCP sebességmérő műszer működési elve az ún. Doppler-hatáson alapszik. Lényege, hogy a műszer által kibocsátott jel frekvenciája a víztestben utazó lebegő részecskékről visszaverődve, a részecskék sebességének nagyságától és irányától függően megváltozik. Ezért, a műszer által érzékelt, visszavert jel frekvenciatorzulásából az áramlás sebessége számítható (az áramló víz és a benne utazó részecskék sebessége lokálisan megegyezik). Ez a jelenség természetesen a mederfenéknél is megfigyelhető, ahol a mért sebesség a mérőcsónak mederfenékhez képesti sebességét eredményezi. Ha a mérési pozíció meghatározásához RTK (Real Time Kinematic) GPS-t is alkalmazunk, a mederfelszín elmozdulására tehetünk becslést, ami lényegében nem más, mint a görgetett hordalék rétegének sebessége. Erre a módszerre alapulva becslem meg a görgetett hordalék hozamát olyan magyarországi folyószakaszokra, ahol fizikai mintavételek is rendelkezésre állnak (Felső-magyarországi Duna, Dráva).

szerző

• 
  Szombati Dóra Csilla
  infrastruktúra-építőmérnök
  nappali

konzulensek

• 
  Dr. Baranya Sándor
  egyetemi docens, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
  
• 
  Dr. Török Gergely Tihamér
  tudományos munkatárs, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék
  

helyezés