ניטור אקוסטי, רציף ואוטומטי של גרופת גסת-גרגר בנחלים ביפאן

יונתן לרון

המחלקה לגיאוגרפיה ופיתוח סביבתי, אוניברסיטת בן גוריון בנגב

john@bgu.ac.il

Takahisa Mizuyama¹, Toyoaki Sawada², Akira Ode³ & Michinobu Nonaka⁴

¹Laboratory of Erosion Control and ²DPRI, Kyoto University, Kyoto; ³Civil Engineering Research Laboratory, Tsukuba; ⁴Hydrotech, Gamoukun, Japan

ניטור רציף של גרופת הינו חלומו של כל גיאומורפולוג נחלי, סדימנטולוג דינמי, מהנדס נחלים ואקולוג של נחלים. כבר ב-1964 צפהHubbell מהמכון הגיאולוגי האמריקאי כי ההבנה והכימות של תהליכים נחליים דורשים ניטור גרופת באופן רציף ובאמצעים עקיפים. הסיבות לכך מרובות וכוללות את העובדה כי ניטור באמצעים ישירים דורש נוכחות (פרט לשיטה אחת יקרה), דורש כח אדם רב, יקר, מסורבל לוגיסטית ואיננו אפשרי לפרקי זמן ארוכים או באופן מתמשך.

בעשור האחרון פותחו שיטות לניטור עקיף של גרופת שמרביתן אקוסטיות. השיטות יוצגו באופן השוואתי. ביניהן פותחה ביפאן שיטה ע"י קבוצת חוקרים ( Sawai, Mizuyama & Miyamoto) שהתבססו על התדירות האקוסטית השלטת של מכת גרגר סחף על צינור. זו נקלטת ע"י מיקרופון הנמצא בצינור אטום המונח על תשתית הנחל ומועברת דרך סדרת פילטרים והגברה לאוגר נתונים. הצינור בולט 3-5 ס"מ מעל תשתית הנחל. התשתית חייבת להיות קבועה, כגון מפתן של סכר (Sabo dam) או מברץ.

החיישן האקוסטי עבר סדרת כיולים לפני עשור ובשנה הנוכחית סדרת כיולים נוספת במיזרם ב-Tsukuba ובשדה. בכיולי המעבדה נבדקו ההשפעות של (1) גודל גרגר (2) שטף גרופת, (3) מיקום הפגיעה של גרופת בצינור, (4) אורך הצינור (5) ועוביו על תגובתו האקוסטית של החיישן. הניסויים קבעו כי המערכת האקוסטית רגישה לגודלי גרגר מעל 4 מ"מ ולשטפי גרופת גבוהים, אף מעל 1 ק"ג\מ' שנ'. כיול שדה השווה את המערכת האקוסטית לשטף שנקבע מיידת במורד בדוגם חריץ מטיפוס Reid Birkbeck slot sampler. הכיולים עקביים במזרם ובמעבדה ובעלי מקדמי מתאם יחסית גבוהים. מכאן נובע שניטור הרציף והאוטומטי של שטף גרופת גסת-גרגר אפשרי בדיוק רב יותר מאי פעם.

ביפאן מבוצע ניטור אקוסטי רציף של גרופת בנחלים הרריים רבים, בהם שטפי הגרופת נמוכים עד גבוהים. ב-7 אתרים בנחלים שונים מתקיים כיול של המערכת, שווה-ערך בהיקפו לכל יתר הניסויים המקבילים בעולם. ניסויים לבדיקת יכולת המערכת האקוסטית לנטר את פילוג הגודל של הגרופת עדיין לא נושאים פרי בשל, אך חלקם מבטיחים.