Assessment of possible uncertainties arising during the hydromorphological monitoring of a Sand-Bedded Large River

Main Article Content

Tamás Právetz
György Sipos
Zsuzsanna Ladányi

Abstract

The riverbed morphology of sand-bedded rivers is dynamically changing as a consequence of quasi continuous bedload transport. In the meantime, the dimension, size and dynamics of developing bedforms is highly depending on the regime of the river and sediment availability, both affected by natural and anthropogenic factors. Consequently, the assessment of morphological changes as well as the monitoring of riverbed balance is challenging in such a variable environment. In relation with a general research on the longer term sediment regime of River Maros, a fairly large alluvial river in the Carpathian Basin, the primary aim of the present investigation was to assess uncertainties related to morphological monitoring, i.e. testing the reproducibility of hydromorphological surveys and digital elevation model generation by performing repeated measurements among low water conditions on selected representative sites. Surveys were conducted with the combination of an ADCP sonar, GPS and total station. The most appropriate way of digital elevation modelling (DEM) was tested and 30-point Kriging was identified to be optimal for comparative analysis. Based on the results, several uncertainties may affect the reproducibility of measurements and the volumetric deviation of DEM pairs generated. The mean horizontal difference of survey tracks was 3-4 m in case of each site, however this could not explain all the DEM deviation. Significant riverbed change between measurements could also be excluded as the main factor. Finally, it was found that results might be affected greatly by systematic errors arising during motor boat ADCP measurements. Nevertheless, the observed, normalised and aggregated DEM uncertainty (600-360 m3/rkm) is significantly lower than the changes experienced between surveys with a month or longer time lag. Consequently, the developed measurement strategy is adequate to monitor long term morphological and sediment balance change on sand bedded large river.

Downloads

Download data is not yet available.

Article Details

How to Cite
Právetz, Tamás, György Sipos, and Zsuzsanna Ladányi. 2017. “Assessment of Possible Uncertainties Arising During the Hydromorphological Monitoring of a Sand-Bedded Large River”. Journal of Environmental Geography 10 (3-4):27-33. https://doi.org/10.1515/jengeo-2017-0010.
Section
Articles

References

Bogárdi, J. 1971. Vízfolyások Hordalékszállítása. Akadémiai Kiadó, Budapest. (in Hungarian)

Csoma, J. 1975. A Maros hidrográfiája. In: Vízrajzi Atlasz Sorozat 19 Maros. VITUKI, Budapest; 4–12. (in Hungarian)

Defendi, V., Kovacevic, V., Arena, F., Zaggia, L. 2010. Estimating sediment transport from acoustic measurements in the Venice Lagoon inlets. Continental Shelf Research 30 (8), 883–893. DOI: 10.1016/j.csr.2009.12.004

Detrekői, Á. 1991 Kiegyenlítő számítások, Tankönyvkiadó, Budapest. (in Hungarian)

Fryirs, K.A., Brierley, G.J., Preston, J.N., Kasai, M. 2007. Buffers, barriers and blankets: The (dis)connectivity of catchment-scale sediment cascades. Catena 70, 49–67. DOI: 10.1016/j.catena.2006.07.00710.1016/j.catena.2006.07.007

Gómez, A. E., Diana, G. C., Jorge, O. P. 2010. Sand transport on an estuarine submarine dune field. Geomorphology 121, 257–265. DOI: j.geomorph.2010.04.022

Jordán, Gy. 2007. Digital Terrain Analysis in a GIS environment, In: Peckham R., Jordan Gy. (szerk.) Digital elevation modelling. Development and applications in a policy support environment, 1–43.

Kertész, Á. 1991. Természetföldrajzi modellezés, A digitális domborzatmodellezés, In: Mezősi G. (szerk.) A mikroszámítógépes módszerek használata a természetföldrajzban, JATE jegyzet, Szeged (in Hungarian)

Kiss, T., Blanka, V. 2006: Kanyarulatfejlődés vizsgálata a Maros alsó szakaszán. Hidrológiai Közlöny 86 (4), 19–22. (in Hungarian)

Kiss, T., Fiala, K., Sipos, Gy. 2008. A terepi hordalékhozam-mérő eszközök és módszerek, I. (Hagyományos eszközök és a hazai gyakorlat). Hidrológiai közlöny 88, 58–61. (in Hungarian)

Kondolf, G.M. 1997 Hungry water: Effects of dams and gravel mining on river channels. Environmental Management 21 (4), 533–551. DOI: 10.1007/s00267990004810.1007/s002679900048

Laczay, I. 1968. A cikolaszigeti mellékágrendszer mederváltozásának vizsgálata. Vízügyi Közlemények 50(2), 245–255. (in Hungarian)

Právetz, T., Sipos, Gy. 2014. Mederanyag egyenleg változásának vizsgálata hidromorfológiai felmérések segítségével a Maros síksági szakaszán. Hidrológiai Közlöny 94 (2), 35–40. (in Hungarian)

Prónay, Zs., Törös, E. 2001. Szonár mérések hidrogeológiai alkalmazásai, In: MHT XIX. Vándorgyűlés. (in Hungarian)

Rakonczai, J. 2008 Globális környezeti kihívásaink. Universitas Szeged Kiadó, Szeged. (in Hungarian)

Schumm, S. 2005. River Variability and Complexity. Cambridge University Press. p. 220.

Sárközy, F. 1991. Térinformatika, BME, http://www.agt.bme.hu/tutor_h/terinfor/tbev.htm. (in Hungarian)

Sipos, Gy. 2004. Medermintázat és zátonyképződés homokos medrű síksági folyószakaszon (Maros 31-50 fkm), Geográfus Doktoranduszok VIII. Országos Konferenciája, Szeged, 2004 szeptember 4-5. (in Hungarian)

Sipos, Gy. 2006. A meder dinamikájának vizsgálata a Maros Magyarországi szakaszán Doktori (PhD) Értekezés, Földtudományok Doktori Iskola, Szeged. (in Hungarian)

Sipos, Gy., Kiss, T. 2003. Szigetképződés és –fejlődés a Maros határszakaszán, Vízügyi közlemények 85 (3), 477–498. (in Hungarian)

Sipos, Gy., Právetz, T., Katona, O., Florina, A., Timofte, F., Onaca, A., Kiss, T., Kovács, F. 2012. A folyamatosan változó Maros - Mureşul, un râu mereu în schimbare - The ever changing river. In A Maros folyó múltja, jelene, jövője, Szegedi Tudományegyetem Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, Szeged (FUTUMAR, ISBN 978-963-306-213-5)

Taylor, J. R. 1999. An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements. University Science Books. p. 94, §4.1.

Tiron, L. J., Jérôme, Le C., Mireille, P., Nicolae, P., Guillaume, R., Guillaume, D., Philippe, D. 2009. Flow and sediment processes in a cutoff meander of the Danube Delta during episodic flooding. Geomorphology 106, 186–197. DOI: 10.1016/j.geomorph.2008.10.01610.1016/j.geomorph.2008.10.016

Urdea, P., Sipos, Gy., Kiss, T., Onaca, A. 2012. A Maros, In: Sipos Gy. (szerk.) A Maros folyó múltja, jelene, jövője. Szegedi Tudományegyetem, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék, Szeged (in Hungarian)

Wise, S.M. 2000. Assessing the quality for hydrological applications of digital elevation models derived from contours. Hydrological Processes 14 (11-12), 1909–1929. DOI: 10.1002/1099-1085(20000815/30)14:11/12<1909::aid-hyp45>3.0.co;2-610.1002/1099-1085(20000815/30)14:11/12<1909::aid-hyp45>3.0.co;2-6