TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 5.6 Talaj- és belvíz figyelése
2011. június 2-3.
Talajvízszint változás mérése vezeték nélküli szenzorrendszerrel belvizes területeken Pernyész Péter, Dr. Mucsi László, Csépe Zoltán, Muladi Beáta, Dr. Maróti Miklós
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Fogalmak A talajvíz a terepszinthez legközelebb található felszín alatti víz. Jogi értelemben a talajvíz a felszínhez legközelebbi összefüggő vízzáró réteg feletti állandó felszín alatti víz, amely legfeljebb 25 méter mély kúttal feltárható. Belvíz akkor keletkezik a talaj felső rétegében, ha a talaj szabad pórusai vízzel telítődnek, jellemzője, hogy helyben képződik a kedvezőtlen meteorológiai és vízjárási tényezők hatására: hirtelen hóolvadásból, csapadéktevékenységből, de keletkezhet magas talajvízállásból is, amikor a talajvíz kilép a felszínre
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A téma aktualitása A 2006. hidrológiai évben a vízzel
elöntött területek nagysága meghaladta a 270 ezer hektárt.
Ilyen méretű belvíz 10 évenként
térhet vissza.
2009 – 2010. év
csapadékmennyisége miatt lerövidült ez az intervallum.
A talajvíz változásának
folyamatos mérése (rövid és hosszú periódus) fontos információkkal szolgálhat a belvíz kialakulásának okairól.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A kezdetek A jelenleg forgalomban lévő
műszerek mérési módszereinek tanulmányozása. Felmerült több mechanikus módszer, lézeres mérés, ellenállás mérés, lézeres mérés, visszhang alapján történő mérés, nyomás mérés. Az eszközök specifikációiból adódóan több módszer kizárásra került, a visszhang alapján történő mérés mellett döntöttünk. Fő cél: talajvízszint mérése ~5 cmes pontossággal
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A műszer
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Az első tesztek
Városi talajvíz kutakban kézi mérővel lemértük a talajvízszintet. Utána ráhelyeztük a műszert és 6-8 perces folyamatos mérést végeztünk. Ezzel párhuzamosan laborkörülmények között is történtek mérések. A kapott adatokat összehasonlítottuk, és kialakult a végleges mérési módszer.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Az algoritmus 1024
768
512
256
0 0,00
5,02
10,04
15,07
20,09
25,11
30,13
35,15
40,17
45,20
50,22
55,24
ezredmásodperc
A szenzor minden mérésnél egy 1 ezredmásodperces hangot (kattanást) ad ki a hangszórón, majd 17723 Hzes hangfelvételt készít.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Az algoritmus
A táblázat miden egyes sora egy mérési eredményt tartalmaz. Az első oszlop (seqno), a mérés sorszámát, a második (timestamp) a mérés idejét tartalmazza az eszköz bekapcsolásától számítva ezredmásodpercben megadva. A harmadik oszlop (temperature) a mérés kezdetekor mért hőmérsékleti érték a dobozban. A negyedik oszlopban van a felvétel nyugalmi értéke, amely körül a hullám oszcillál. A további oszlopok tartalmazzák a legjobb három visszhang idejét mintákban számolva (17723 Hz), illetve a hozzá tartozó hangerőség növekedést. A vízszint kiszámításához a
range / 17723 * 330 / 2 képletet használjuk, ahol 330 m/s a hang terjedési sebessége, és kettővel azért osztunk, mert a hang kétszeres utat tesz meg.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A mintaterület
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A mintaterület RapidEye űrfelvétel 5-3-2–es kombináció, készült 2011. március 24-én
Forrás: SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
A mintaterület RapidEye űrfelvétel 5-4-3–mas kombináció, készült 2011. március 24-én
Forrás: SZTE Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Első mérési időszak 2010. 10. 25. – 2010. 11. 15.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Első mérési időszak 2010. 10. 25. – 2010. 11. 15.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Második mérési időszak 2010. 10. 25. – 2010. 11. 15.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Második mérési időszak 2011. 02. 14. – 2011. 02. 21.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Harmadik mérési időszak 2011. 05. 24. –
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
További célok
A harmadik mérési időszak céljai: Milyen hosszú ideig lehet a műszereket kint hagyni a terepen? Miként lehet kihasználni a vezeték nélküli szenzorhálózat előnyeit? Városi talajvíz kutak vizsgálata: állandó vízszintmérők telepítése egy Tiszával merőleges szegmensen kijelölt,10 db-ból álló kútcsoportra, melynek célja a Tisza hatástávolságának lehatárolása a talajvízfelszín változás vonatkozásában. További alkalmazások, nyitni más felhasználók felé.
TÁMOP 4.2.2 „Szenzorhálózat alapú adatgyűjtés és információfeldolgozás” 2011. június 2-3.
Köszönöm a figyelmet!
