Hidrometria

A hidrometria (vízméréstan) a hidrológiai folyamatok elemzéséhez elengedhetetlenül szükséges vízrajzi adatok előállításával (mérés, adatgyűjtés) foglalkozó szakterület. Pontosabb megfogalmazás szerint a nyugvó, valamint a mozgó vizet jellemző mennyiségek mérésével foglalkozó tudomány. A hidrometria körébe tartoznak a vizet magába foglaló meder nagyságára, alakjára, anyagára, a víz által szállított hordalék mennyiségére és minőségére vonatkozó mérések is. A hidrometria főbb részei: a vízállások megfigyelése, a medrek geometriai jellemzőire vonatkozó mérések, a víz sebességének, hozamának, hordalékjellemzőinek mérése, a hullám-megfigyelések és a talajvíz jellemzőinek (szintjének, sebességének stb.) mérése.

A magyar Vízrajzi Szolgálat rendszeresen az alábbi paramétereket méri:

Vízállás Vízhőmérséklet Vízsebesség Vízhozam Jégviszonyok Hordalékviszonyok Talajvízállás Rétegvízállás Források vízhozama Hidrometeorológiai mérések: csapadék hóréteg, hóvíz egyenérték levegő és vízhőmérséklet relatív páratartalom talajnedvesség

Alkalmazott mérőeszközök és műszerek

A vízrajzi területi mérések során alkalmazott mérőeszközök lehetnek hagyományos mechanikai működési elvű v. analóg műszerek, adatgyűjtővel ellátott digitális regisztráló műszerek, különböző típusú (urh rádiós- vezetékes telefonos, mobil gsm vagy gprs) távérzékeléssel összekapcsolt ún. távadó műszerek illetve a speciális mérési igényeket kielégítő műszerek. A mért adatokat minden esetben a helyszínen elhelyezett elektronikus adatgyűjtőben tárolják, ahonnan vagy az előírt időpontokban kimásolják (regisztrálás), vagy valamilyen kommunikációs eszköz segítségével eljuttatják a mérőállomást üzemeltető VIZIG távmérő központjába (távmérés).

Felszíni vizek méréséhez használt mérőeszközök

lapvízmérce

A hosszegység beosztással ellátott s a mederben rögzített lap körüli víz­felszín magassága a beosztáson leolvasható. Minden vízmérce nullpontjának magasságát hazánkban a Balti tenger szintjéhez képet bemérik. Ezzel válik lehetővé a különböző vízmércéken mért relatív vízállások összehasonlíthatósága.

lapvízmérce

mechanikus vízállásíró

A vízen lebegő úszó a vízfelszínnel együtt emelkedik illetve süllyed, függőleges mozgását írószerkezet folyamatosan rajzolja, óraművel egyenletesen mozgatott papírszalagra.

nyomásérzékelős v. úszó-ellensúlyos analóg- digitális vízállásregisztráló

A mérés elve kétféle lehet. Mechanikusan a vízállást a vízen lebegő úszóval mozgatott tárcsa elfordulásával mérik, és az elfordulás mértékét feleltetik meg a vízállás változásának. Elektronikusan a vízoszlop nyomását mérik egy nyomásérzékelővel, amelynek kimenő villamos jele lineáris összefüggésben van a vízállással. A nyomásérzékelőt vagy vízbe merített szondában helyezik el, és a szondát a legkisebb vízszint alá helyezik; vagy pedig a legmagasabb vízszint fölé telepítik, és az érzékelőtől egy vékony csövön levegőt pumpálnak a víz alá (a cső végét ugyancsak a legkisebb vízszint alá helyezik). Ez esetben azt a nyomást mérik, ami a levegő csövön való kinyomásához szükséges.

úszó-ellensúlyos digitális vízszintmérő műszer    dig. vízállásregisztráló adatgyűjtő  digitális vízhőmérséklet regisztráló  vízhőmérő  forgószárnyas vízsebességmérő

A forgószárnyas sebességmérővel az adott mérési pontban mérik az előre meghatározott mérési idő alatt az áramló víz mozgásának hatására bekövetkező szárnyforgások számát. Ebből - kiszámítva az egy másodpercre eső fordulatszámot - a forgószárnyhoz tartozó kalibrációs egyenlet segítségével meghatározható az áramlási sebességnek a műszer tengelyirányába eső komponense.

forgószárnyas műszer számlálóval

 indukciós vízsebességmérő

Az indukciós elven működő vízsebességmérő műszer mozgó, forgó alkatrészt nem tartalmaz. A műszer szondából és kijelző egységből áll. A sebességet a szonda belsejében elhelyezett indukciós tekercs által keltett mágneses térben mozgó vízben, mint vezetőben ébredő elektromos feszültség mérése útján határozza meg. A vízben mért feszültség arányos a műszer szoros környezetében mozgó víz áramlási sebességével. Ezt az arányt a műszer kalibrálása során határozzák meg és az ezt leíró függvény a műszer kiértékelő egységébe van beégetve, így a műszer kijelzője közvetlenül az előre beállított mérési idő tartamra vonatkozó átlagos áramlási sebességet adja meg m/s mértékegységben.

indukciós vízsebességmérő műszer

 ADCP vízhozammérő

A mérés az átfolyási keresztszelvény, valamint az arra merőleges vízsebesség komponens meghatározásán alapul. A mérési módszer alapja a mozgócsónakos vízsebességmérés. Ennek keretében ultrahangos technikával meghatározza a berendezés a mérőfej alatti függély vízmélységét a műszer beállításától függő sűrűséggel kiosztott cellánként a vízsebesség nagyságát és irányát. Ezen adatoknak a hajó haladási nyomvonala mentén számított szorzat összege alapján határozza meg a vízhozamot.

ADCP vízhozammérő műszer

mélység- távolságmérő rúd-szalag-kötél  hordozható mérőbukó

A mérőlapon átfolyó vízhozam és a mérőlap előtt kialakuló - az átfolyáskor bekövetkező leszívás által nem befolyásolt - vízállás között összefüggés (hitelesítési görbe) határozható meg. A hordozható mérőlappal végzett méréskor a vízhozamot a mérőlapon vagy az ahhoz csatolt berendezésen észlelt vízállás és a mérőlaphoz tartozó egyedi hitelesítési görbe (össze­füg­gés) segítségével számítással vagy grafikusan lehet meghatározni.

Felszín alatti mérésekhez használt mérőeszközök

mérősíp, elektromos vízszintérzékelő azaz kézi kútvízszintmérők

A kútba eresztett, hosszegység beosztással ellátott mérőeszközök a vízszin elérésekor fény, illetve hangjelzést adnak.

kézi kútvízszintmérő

szalagos vízállásmutató

Ez a mérési módszer a kutak vízszintjeinek rendszeres észlelésére szolgál. A vízszintingadozás a kútban úszót mozgat, amely ellensúllyal van kiegyensúlyozva. Az úszó mozgását szalag vagy kábel közvetíti a leolvasóberendezés kijelzőjéhez.

szalagos vízállomásmutató

 vízállásíró

A vízen lebegő úszó a vízfelszínnel együtt emelkedik illetve süllyed, függőleges mozgását írószerkezet folyamatosan rajzolja óraművel egyenletesen mozgatott papírszalagra.

nyomásérzékelős digitális vízállásregisztráló

A mérés elve kétféle lehet. Az egyik mérési elv szerint a kút vízállását a vízen lebegő úszó által mozgatott villamos jeladó használatával mérik. Ilyen eszköz csak megfelelő átmérőjű kútban, a felszíntől legfeljebb 20 méter mélységig alkalmazható. A másik mérési elv szerint a vízoszlop nyomását mérik a legkisebb  vízszint alatt elhelyezett érzékelő szondával, amelynek kimenő villamos jele  lineáris összefüggésben van a vízállással.

nyomásérzékelős vízállásregisztráló szonda

 nyomásmérő óra

Hidrometeorológiai mérésekhez használt mérőeszközök

Hellman-rendszerű csapadékmérő

Ezt a mérési módszert az előző észlelési időpont óta lehullott csapadék mennyiségi értékének meghatározására alkalmazzuk.

Hellman-rendszerű csapadékmérő

 csapadékíró

Ezt a mérési módszert a csapadékhullás idejének és mennyiségének folyamatos követésére és rögzítésére alkalmazzuk. A csapadékíró a csapadék részeinek és hevességének megmérését, illetve kiértékelését teszi lehetővé, a műszer óraszerkezetének típusától függő részletességgel.

csapadékíró

dig.automata billenőedényes csapadékmérő  automata hidrometeorológiai mérőállomás

automata hidrometeorológiai mérőállomás

párolgásmérő kád

Ezt a mérési módszert használjuk akkor, amikor természetes vagy mesterséges szabad vízfelületek párolgását kívánjuk megmérni. A szabad vízfelszín párolgását a párolgásmérő kádban mérjük úgy, hogy meghatározott időpontokban megmérjük a vízszintet és a különbségből állapítjuk meg a két vízszintmérés közötti időtartamra eső párolgást.

párolgásmérő kád

 mérleges hósűrűségmérő

A hó vastagságának és vízegyenértékének megmérése mérleges hómérővel történik. A hóvastagság az érintetlen hótakaróba a talajig szúrt mintavevő henger cm-beosztással ellátott külső palástján leolvasott érték, a hóvízegyenérték meghatározása a mintavevő hengerrel kiemelt hóminta súlyának mérésén alapul.

 léghőmérő  felszíni-mélységi talajhőmérő napsugárzás mérő szélsebesség- és széliránymérő

szélsebesség- és széliránymérő

 Terepi adatgyűjtő eszközök

PSION adatterminál terepi számítógép

PSION adatterminál

terepi számítógép

 

Vízhozammérések

 A vízrajzi területi mérések részét képezik a felszíni vízfolyásokon-, csatornákon végzett vízhozammérések, melyek fontos hidrológiai alapadatokat szolgáltatnak.

Vízhozammérés ADCP műszerrel

Távmérő rendszerek

Az országban mind a 12 VIZIG működtet egy vagy több távmérő rendszert. Ezek központja rendszerint a területi igazgatóság központjában, esetleg valamelyik szakaszmérnökségen van.

A távmérő rendszerek korszerű érzékelő, adatgyűjtő és kommunikációs eszközöket használnak. A rendszerek központjába érkező adatok grafikusan és táblázatosan megjeleníthetők, feldolgozhatók és továbbíthatók más feldolgozó rendszerek felé.

távmérő berendezés

távmérő berendezés

 

Kalibrálás

A hitelesítés célja annak elbírálása, hogy a mérőeszköz megfelel-e a vele szemben támasztott követelményeknek. A kalibrálás azoknak a műveleteknek az összessége, amelyekkel megállapítható az összefüggés a mérőműszer által mutatott érték és a helyes érték között. Valójában hitelesítéskor ugyan azokat a műveleteket végzik, mint kalibráláskor, a különbség tulajdonképpen adminisztratív jellegű. Különbség van hitelesítendő/kalibrálandó műszerek körében, a hitelesítést, illetve kalibrálást végző szervezetek jogosultságában, és különbség van a műveletek eredményének interpretációjában. A hitelesítendő műszerek körét jogszabály tartalmazza (68/2000. Kormányrendelet), a kalibráló műszerek körét viszont a felhasználó határozza meg. Fontos tudni, hogy joghatással járó mérést csak hitelesített vagy használati etalonnal ellenőrzött mérőeszközzel lehet végezni. A használati etalonnak hitelesítési vagy kalibrálási tanúsítvánnyal kell rendelkeznie.