Folyami mérőgyakorlat nemzetközi összefogással

Elsődleges fülek

Három egyetem összefogásával készül egy MSc-s hallgatóknak szóló folyami mérőgyakorlat kidolgozása a Norvég Alap támogatásával, EEA HydroCourse elnevezéssel. 

A Tempus Közalapítvány gondozza a programot, amelyben a BME Építőmérnöki Karának Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszéke mellett részt vesz a Norvég Műszaki és Tudományegyetem Vízépítési és Környezetmérnöki Tanszéke, valamint az ELTE Geofizikai és Űrtudományi Tanszéke. A projekt célja egy olyan, vízépítő mérnököknek és geofizikusoknak szóló mérőgyakorlat kidolgozása, ami kimondottan a folyók vizsgálatát célozza meg. A témához kapcsolódó elméleti tantárgyak, mint például az építőkaros MSc-s Hidromorfológia már része a képzésnek, azonban jelenleg csak a BSc szinten kínál a kar vizes mérőgyakorlatot a hallgatók számára.

       Áramlás- és hordalékmérő műszerekkel felszerelt mérőtag a Dunán  

       Áramlás- és hordalékmérő műszerek

Dr. Baranya Sándor a Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék egyetemi docense a program egyik kidolgozója szerint hiánypótló lesz a tárgy: „A partner egyetemekről kikerülő hallgatók közül sokan olyan területen helyezkednek el (például vízügyi igazgatóságok), ahol terepi mérések végrehajtásába vonják be őket. Mivel a szakma felől az igény világosan jelentkezik, a kidolgozás alatt álló mérőgyakorlat keretében a legkorszerűbb mérési eljárásokat mutatjuk be és teszteljük valós környezetben.”

A pályázatban kimondottan egyetemek közötti együttműködési programot kerestek, így állt össze a három intézmény.

Baranya Sándor összefoglalta az elmúlt időszak feladatait: „Ahhoz, hogy a tárgy oktatható legyen, fontos, hogy az eszközök rendelkezésre álljanak. Emellett nagy kihívás volt az infrastruktúra kiépítése is, pl. nagyszámú hallgatóval is könnyen megközelíthető terep kiválasztása, ahol a sokrétű mérések elvégezhetőek, laborelemzések is végrehajthatók és az adatok utófeldolgozása is megoldható. A tananyag kidolgozásán túl ez is a projekt egyik célját képezte. Kerestünk erre alkalmas helyeket, amire a magyar oldalon a gödi mérőtábor lett kiválasztva, illetve hasonló szempontokat szem előtt tartva a norvég partnernél egy, a Trondheimi egyetemtől könnyen elérhető helyszín a Gaula folyón. Összegyűjtöttük azokat a mérési eljárásokat, amiket mi jelenleg a legkorszerűbbnek tartunk. Ennek a jó részéhez rendelkezésre álltak saját eszközök és a partner egyetemek által biztosítottak. A gyakorlat anyagának kidolgozása után közös tesztméréseket végeztünk.”

A dunai tesztmérések első részét 2015-ben, majd idén nyár elején végezték Gödön. Ezek során elsőként feltárták az áramlási viszonyokat, felmérték a mederdomborzatot és vízhozamot mértek. A hidromorfológia azonban a folyók áramlása mellett a hordalékmozgást és a folyók morfológiáját vizsgálja. Hagyományosan, ezek a mérések költség- és időigényesek, különös tekintettel a hordalékvándorlás mérésére. A mérőgyakorlat keretében ismertetett eljárásoknak köszönhetően azonban már lehetőség van költség és energiakímélőbb mérési módok alkalmazására. Baranya Sándor összefoglalta a végzett méréseket: „A hordalék vizsgálatát a fizikai vízmintavételen alapuló eljárás mellett akusztikus és optikai elvű műszerekkel is elvégeztük. Továbbá geofizikai módszerekkel vizsgáltuk a mederanyag rétegzettségét, illetve elemeztük a mérések során begyűjtött mintákat. Minden mérési eljárásból megpróbáltuk kiválasztani a legmodernebbet, hogy a hallgatók már azt sajátíthassák el.”

      Hordalékminták elemzése lézeres eljárással

A gödi mérések után a budapesti egyetemek szakemberei kiutaztak Norvégiába, hogy ott is tesztelhessék a méréseket, merőben eltérő hidromorfológiai viszonyok mellett: „Ott jellemzően kisebb vízfolyások vannak, alacsonyabb vízhozamú, nagy esésű folyók. Ennek következtében bizonyos mérési eljárások eltérőek. Mondok egy példát: a nagyon sok információt magában hordozó mederanyag mintázása egy kis folyóban sokkal egyszerűbb. Norvégiában egy fagyasztásos eljárást alkalmaztunk: egy alumínium tárcsában áramoltatunk hideg nitrogén gázt, amihez hozzáfagy a medernek egy darabja. Ez dunai viszonyok között – 4-8 méteres vízmélységben – sokkal költségesebb és komolyabb infrastruktúrát igényel, mint egy olyan vízfolyásban, amiben legfeljebb derékig ér a víz”.

A helyszíni mérések mellett a projekt keretében kidolgoztunk egy olyan térképészeti eljárást, aminek segítségével a folyók alakjának nagy idő- és térléptékű változásai tárhatók fel Google Föld alapú történelmi térképek alapján. A korábban már rendelkezésre álló, magyarországi folyókra vonatkozó térképek mellett a Norvégiai mintaterületekre is létrehoztuk az adatbázist, ami jövőbeli közös kutatások alapját is megteremtheti.

Bár mindkét országban hangsúlyos a folyók hidromorfológiai vizsgálata, a vizsgálatok célja sokszor merőben eltérő: „A Dunán pl. a hajózás szempontjából fontos a meder alaktani vizsgálata, vagy pl. árvízlevezetés hatékonyságának növelése miatt vizsgáljuk, hogy szükséges-e mérnöki módszerekkel beavatkozni a folyók geometriájába. Norvégiában ezzel szemben pl. a vízenergia hasznosítása és a lazacok számára kedvező életfeltételek megteremtése indokolja a tudományos vizsgálatokat. A folyók jelentős része szabályozott és vízerőműveket építenek rájuk. Ezzel viszont érdekellentétben áll a lazacok vonulásának biztosítása. Mindkettő nagyon jelentős gazdasági érdek is, hiszen a lazacexport fontos része a gazdaságnak, ugyanakkor az ország áramigényénének több mint 95%-át vízerőművek biztosítják. A vizsgálatok abban segítenek, hogy a két, látszólag egymással szemben álló érdek érvényesítése ne sértse egymást."

     Áramlásmérés és mederanyag mintázás (balra) a norvég mintaterületen

     Áramlásmérés kajakhoz rögzített ADCP műszerrel a norvég mintaterületen

A tervek szerint a projekt eredményeként elkészülő mérőgyakorlat a Hidromorfológia tantárgy része lesz a BME Építőmérnöki Karán (vagy esetleg választható tantárgy), csakúgy, mint a Norvég Műszaki Egyetemen és az ELTE geofizikus hallgatói számára. A hosszú távú tervek között pedig szerepel az is, hogy nemzetközi mérnökkurzussá fejlesszék a munka során összegyűjtött mérési feladatokat. Még 3 hónap van hátra a projektből; ez a két mérés során begyűjtött adatok összesítéséről, kiértékeléséről, a jegyzet elkészítéséről és a projekt honlapjának fejlesztéséről szól. A projekt 90%-os támogatási intenzitású, tehát 10% önerőt kellett biztosítani a résztvevőknek. Az eddigi munkában az oktató-kutatók mellett technikusok és hallgatók is részt vettek. A mérésekből TDK dolgozatok, tudományos cikkek és előadások születnek, melyek közül pl. az idei, műegyetemi szervezésű nemzetközi Particles in Europe (PIE) Konferencián már megjelent két kutatási anyag a tapasztalatokból.

      Laborlátogatás a norvég partnernél

      Mérőcsapat a Gaula folyónál