Vízfolyások jellemzése: vízállás és vízhozam
Alapfogalmak Vízmérce: vízállás mérésére alkalmas pontos helye mederszelvény, folyamkilométer vízgyűjtőterület mérete 0 pont tengerszint feletti magassága
Jellemző vízállások LNV, LKV KV, NV KNV, KKV KÖV (Vízhozamok: KQ, KKQ, KÖQ, KNQ, NQ) További fogalmak: mértékadó árvízszint (Mo-n kb. 100 éves gyakoriságú) 0,1; 1; 10%-os gyakoriságú árvizek Fogalomtár: http://www.vkki.hu/index.php?mid=301
Mértékadó árvízszint (MÁSZ) Az a vízállás, amely - vagy a nála alacsonyabbak - ellen védekezni kívánunk. Ehhez igazítják az árvízvédelmi művek magassági méreteit. Régebben mindig a korábban előfordult legmagasabb, illetve azt további biztonsági szinttel megemelt vízállást fogadták el mértékadónak. 1973 óta Mo-n egységesen az évi legnagyobb jégmentes árvízszint meghatározott előfordulási valószínűségű (átlagos visszatérési időben is kifejezhető) értéke a mértékadó: a fővédvonalak az átlagosan 100 évenként, a városok és ipartelepek védvonalai legalább az átlagos 120-150150 évenként, egyes különleges magas árvízvédelmi biztonságot igénylő területek (Budapest, Győr, Szeged stb.) védvonalai átlagosan kb. 100 éveként a kevésbé értékes területek védvonalai az átlagosan 60-80 évenként egyszer előforduló árvizek ellen nyújtsanak védelmet
Vízjáték: : LNV-LKVLKV További paraméterek pl. a Tisza Szegednél: LNV = 1018 cm (2006) vízjáték: 12,68 m LKV = -250 cm (1946) Vízállás %-os értéke: h% = 100*(m-LKV)/(LNV-LKV) pl. Szegednél m = 701 cm-es vízállásnál h% = 100*(701+250)/(1018+250) = 100*951/1268 = 0,75*100 Tehát a vízállás %-os értéke: 75%
Ajánlott szakirodalom, adatbázisok, Vízrajzi Évkönyvek www.vizadat.hu www.vituki.hu www.vizugy.hu www.atikovizig.hu www.ovisz.hu weboldalak:
Adatstruktúra a Vízrajzi Évkönyvekben vízállások:
Adatstruktúra a Vízrajzi Évkönyvekben vízhozamok:
Példa a mederszelvény ábrázolására (Vízrajzi Évk.):
Példa írott vízhozamgörbére (Vízrajzi Évkönyv):
Esésgörbe szerkesztése: Vízmérce Folyamkm "0" tszf., m Vízállás (cm) Vízállás (tengerszint felett méterben) Tiszabecs 744,3 114,34-80 113,54 Tivadar 705,7 105,4-42 104,98 Vásárosnamény 684,5 101,98 79 102,77 Lónya 648,2 99,33 82 100,15 Záhony 627,8 98,14 38 98,52 Tuzsér 615,5 95,5 238 97,88 Dombrád 593,1 94,02 253 96,55 Tiszabercel 569 91,36 411 95,47 Tokaj 543,1 89,34 510 94,44 Tiszadob 500,2 88,56 384 92,4 Tiszapalkonya 484,7 87,28 452 91,8 Tiszakeszi 464,2 86,28 476 91,04 Tiszadorogma 446,2 84,08 608 90,16 Tiszafüred 430,5 83,16 622 89,38 Kisköre alsó 403,1 81,32 684 88,16 Tiszabı 369 79,88 696 86,84 Szolnok 334,6 78,78 666 85,44 Tiszaug 267,6 77,56 502 82,58 Csongrád 246,2 76,18 531 81,49 Mindszent 217,7 74,82 538 80,2 Algyı 192 74 511 79,11 Szeged 173,6 73,7 469 78,39 Tiszasziget 167 73,47 462 78,09
Esésgörbe (Tisza, 1994. január 1.) 115 110 105 100 Vízszint (m B.f f.) 95 90 85 80 75 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 Folyam kilom éter
Esésgörbék (Tisza, 1994) 115 110 105 100 1994. január 1. 1994. augusztus 1. Vízszint (m B.f.) 95 90 85 80 75 70 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 Folyam kilom éter
Vízhozam: adott keresztmetszeten egységnyi idő alatt átáramló víz mennyisége Mértékegysége: l/sec, l/min, m 3 /sec, m 3 /min Jellemző értékei: csordogáló erecske: 1-1010 l/perc hegyvidéki patak: néhány 100 l/perc, árvizek idején 10 m 3 /perc nagyságrendű kisebb folyók: 1-100100 m 3 /sec Tisza, Duna: 100-6000 m 3 /sec
Módszerek a vízhozam meghatározására 1. Köbözés Adott űrtartalmú edény túlcsordulási idejének mérése: foglalt forrásoknál, bukóknál alkalmazható max. néhány 10 l/perces vízhozamig működik V = mérőedény térfogata t = túlcsordulási idő Q = V/t, ahol
2. Bukógát vagy mérőbukó Körszelvényes mérőbukó VITUKI dolgozta ki, 17-615 l/perc vízhozamok között mér hordozható
Körszelvényes mérőbukó
Thomson-féle bukó egyszerű, házilag is elkészíthető hordozható egyetlen adat leolvasása elegendő a vízhozam meghatározásához fontos, hogy a víz tóvá duzzadjon a bukó mögött
Thomson-féle mérőbukó Q = 1,4*tg(α/2)*h 5/2
Beépíthető bukógátak lineáris, hiperbolikus
Fotó: Tanács Eszter
3. Mederkeresztmetszet mérésével és vízsebesség mérésével/becslésével 3.a. Mederkeresztmetszet meghatározása (pl. trapézformula) adott szelvényben egyenletes távközökkel mélységmérés
t n = b*h n /2 b b b b b b b b b h 1 h n-1 h n t 1 = b*h 1 /2 t 2 =b*(h 1 +h 2 )/2 h 2 h 3 t n-1 = b*(h n-1 +h n )/2
Mederkeresztmetszet: ω = t 1 +t 2 +t 3 + +t n-1 +t n = = b*(h 1 +h 2 + +h n-1 +h n ) = = b*σ h i (i = 1, 2,, n)
3.b. Vízsebesség számolása tapasztalati képlettel: v átl átl = C* R*i,, ahol C: Chézy-féle együttható (meder anyagától függ) R: hidraulikus sugár (ω/k) i: folyó esése Ez a Bazin-féle képlet (vízsebességre vonatkozik). Chézy-képlet: Q = ω*c* R*i
3.c. Vízsebesség direkt mérése a szelvény több pontján: - eszköze a forgóműves vízsebességmérő - a mérés általában a mélységmérési pontokban történik Megjegyzés: ha nincs lehetőség részletes sebesség- mérésre, akkor az átlagsebesség a képlettel becsülhető v átl = 0,65 * v max
5 cm-enkénti sebesség- és mélységmérés esetén: v (m/s) h (m) q (v*h, m 2 /s) 0,02 0,03 0,0006 0,07 0,09 0,0063 0,1 0,18 0,018 0,13 0,29 0,0377 0,15 0,36 0,054 0,17 0,4 0,068 0,34 0,46 0,1564 0,36 0,5 0,18 0,5 0,5 0,25 0,5 0,55 0,275 0,5 0,5 0,25 0,33 0,22 0,0726 0,21 0,15 0,0315 0,1 0,1 0,01 0,05 0,05 0,0025 Σ: 4,38 1,41 A = 4,38*0,05 = 0,219 m 2 Q = 1,41*0,05 = 0,0705 m 3 /s v átl = Q/A = 0,32 m/s v átl = 0,65*v max = 0,5*0,65 = 0,325 m/s
Felhasznált ábrák, diagramok forrásai: Boros László (szerk.) 1994: Általános természeti földrajzi gyakorlatok. Nemzeti Tankönyvkiadó, Bp. Németh Endre, 1959: Hidrológia és hidrometria. Tankönyvkiadó, Bp. Vízrajzi Évkönyvek egyéb