Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

6. szám - Dr.Kádár László: A szennyvizek elkeveredése folyóban

282 Hidrológiai Közlöny 1970. 6. sz. Dr. Kádár L.: A szennyvizek elkeveredése nem lehetséges, mivel C

0 nem a befogadóra jellemző koncentráció érték. Pontszerű elméleti szennyvízforrás feltételezésével az a-=0 helyhez közeledve aC

m értéke oo-hez tart. A szennyvízforrás közelében az elkeveredésnek van egy kezdeti sugárszerű szakasza, ahol a valóságos helyzet az elmélettől eltér, így itt a (7) és (8) egyenletek nem érvényesek. Mivel az elméleti forráspont és a valóságos szennyvízbevezetés helye közötti eltérés a folyó vizsgált hosszához viszonyítva kicsiny, ezért számításainknál kezdőpontnak a tényleges bevezetés helyét tekinthetjük. Gyakorlati vizsgálatainkat egyébként a forrástól távolabbi eloszlás állapot meghatározására irányítottuk. (Vö. H. K. 1969. 9. 424. old.) A keveredési tényező A keveredési tényező (K

y) az áramlás turbulens sajátosságaitól függő, a koncentráció terjedési sebességének mértékét kifejező jellemző. A vizsgált eloszlás-modell esetében a főáramlási irányra merőleges vetületben értelmezhető. * Az elkeveredés tényezőjének értelmezésében az álláspontok nem egységesek, napjaink vitatémáját képezik világszerte. A turbulens diffúzió folyamatának geometriai szemléletéből következtethetjük, hogy a keveredés tényezője a víztér mozgásállapotát jellemző menynyiségek függvényeként írható fel. Állástfoglalnunk ebben a kérdésben korai volna, annál is inkább, mivel jelenleg nem vagyunk abban a helyzetben, hogy a folyók turbulens viselkedésének jellemzőit, azok egymásra hatását, függőségüket számszerűen ismernénk. Emiatt a keveredési tényező értékmegállapítására nincsenek bázisadatok. A kutatási eredmények gyakorlati alkalmazásának igénye azonban mind határozottabban felveti a turbulencia jellemzők ismeretének szükségességét. Ennek alapvető feltétele a hidrológiai adatképzés fokozatos kiterjesztése a folyók víztérbeli mozgásállapotát jellemző mennyiségekre. (Sebességeloszlás, pulzáció, gomolyok közötti korrellatív kapcsolatok, gomolvspektrum, nagyságrend, élettartam stb.). A szervezett, rendszeres, statisztikai úton is értékelhető adathalmaz képzése és feldolgozása útján lesz módunk az egyes paraméterek közötti jellemző összefüggések megállapítására. A vízminőségszabályozás elméleti és gyakorlati feladatainak korszerű megoldásához elkerülhetetlenül szükséges lesz az adatképzés körének említett kiszélesítése. Mint ahogyan más egyéb hidrológiai tényező érték megállapítása esetében történt, úgy a keveredési * Az eloszlást befolyásoló geometriai és hidraulikai paraméterek általában ismerteknek tótelezhetők fel, mert mérni vagy beesülni tudjuk azokat. Az eloszlást jellemző keveredési tényező számszerű értékét azonban még becsülni sem lehet megfelelő pontossággal. A hoszirányú keveredés jellemzőjének meghatározására több javaslat ismert az irodalomból [20]. Egyértelmű megoldását a folyamat bonyolultsága miatt hosszabb kutatómunka hozhatja meg. Általános az a gyakorlat, hogy nyomjelző anyaggal különböző áramlási feltételek mellett végzett kísérletekből határozzák meg a keveredési koefficienst. Ezt a gyakorlatot követtük a dunai vizsgálatok alkalmával is. tényező esetében is csak hosszas méréssorozat ós elemző vizsgálat eredményeként fogunk egyes folyókat vagy folyószakaszokat jellemző számszerű értékek birtokába jutni. Addig az eloszlás vizsgálatok során ténylegesen mért adatok és az elméleti eredmények összevetése alapján, a keveredési tényező értékének esetenkénti visszaszámítására vagyunk utalva. A koncentrációeloszlás vizsgálata a főáramlási irányra merőleges szelvényben A Tavlor-modell [3] alapján, egy dimenzióban vizsgált eloszlástípus megfelel a Gauss-féle normáleloszlásnak [4]. E feltételezést a dunai eloszlásvizsgálat során mért koncentráció értékek nem támasztották alá. A tényleges eloszlás jellegében különbözik a normáleloszlástól (5. ábra). A koncentráció y irányú csökkenése a szimmetria-tegely közelében gyorsabb, távolabb pedig lassúbb, mint ahogyan azt a Gauss-jelleg megköveteli. Az eltérő jelleg kialakulásában valószínűleg az anizotrop hatások, valamint a gomoly spektrum játszik döntő szerepet. Ez utóbbi a gyorsuló homogenizálódás irányába hat. E meggondolások alapján feltételezhető, hogv a koncentráció keresztirányú elemi megváltozása arányos a vizsgált (y) helyhez tartozó koncentráció értékével (6. ábra). =~aC

y (10) d y Az egyenlet megoldásának a következő határfeltételeket kell kielégítenie: Ha?/=0, akkor C

y=C

m ést/=ioo, akkor C

y—0. A határfeltételek figyelembevételével a (10) egyenlet megoldása: C\,=C

me-«v, (11) ahol C

u koncentráció az (y) helyen, C

m maximális koncentráció a vizsgált szelvényben , y távolság a szimmetria tengelytől (C

m helye), a, szelvényállandó. 5. ábra. A normál és a dunai mérések adatai alapján kidolgozott elméleti eloszlás-típus összehasonlítása Abb. 5. Vergleich des aufgrund von Normál- und DonauMessungen erarbeiteten theoretisehen Verteilungstyps