Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

5. szám - Dr. Starosolszky Ödön: Irányzatok a jéghidraulika területén

206 Hidrológiai Közlöny 1979. 5. sz. Dr. Starosolszky Ö.: Irányzatok a jéghidraulika A témakörök lehatárolása igen nehéz, bonyolult továbbá annak eldöntése, mi inkább természettudományos és mi műszaki feladat. A következőkben az előző felsorolás szerint tárgyaljuk a helyzetképet és feladatfel vázolást, illetve azokról a tárgykörökről teszünk említést, amelyek ezekbe a témakörökbe beleférnek (2. ábra). Lehetne még egy másfajta rendezőt is bevezetni, nevezetesen az édesvízi vagy tengeri jég szerinti beosztást, ebben az esetben az 5. témakör szinte kizárólag folyami (édesvízi) jég vonatkozásában jelenne meg. 1. Jégképződés Közismert tény, hogy a jég képződésének előfeltétele a víz lehűlése, vagy talán szabatosabban * túlhűlése. Ezt a lehűlési folyamatot a víztér hőháztartása alakítja, amely viszont a felette levő légtér erős befolyása alatt áll. A víztér hőháztartási egyenletének megoldása számos olyan kezdeti és határfeltétel ismeretét követeli meg, amelyek jórészt meteorológiai vagy hidrológiai adatokból (és esetleg változásukból) tevődnek össze. Ezek az adatok a Föld viszonylag kevés pontján állnak nagy megbízhatósággal rendelkezésre, mégpedig azért, mert erre a célra orientált észlelést kevés helyen végeztek. A legtöbb meteorológiai állomás a szárazföldön nem közvetlenül a vízfolyás mellett (vagy pláne nem a vízfolyáson, tavon) létesült, a tengeri állomások száma is csekély, így a rövidhullámú radiációra, hosszúhullámú radiációra, párolgási-kondukciós-konvekciós hőveszteségekre meglepően kevés tényleges vízfelületi adat áll rendelkezésre a befagyás környezetében. A meder talajából és a talajvízből származó hő- áram értékére néhány helyen végzett becslés eredményére vagyunk utalva. A hóesés hőháztartási szerepéhez rendelkezésre álló adatok is vajmi szegények. Így azután, bár a hőháztartás leírása differenciálegyenletek numerikus megoldásai többkevesebb közelítéssel rendelkezésre állnak, az adatok legfeljebb jó becslési eredményként helyettesíthetők be. Az tehát a helyzet, hogy bár több kutatóhelyen jó eljárásokat fejlesztettek ki, némelyeket egy adott helyszínre a rendelkezésre álló adatokkal számszerűen alkalmazni is tudtak, a hőháztartás általános jó eredményű alkalmazását az adathiány akadályozza. Önként adódik tehát a feladat: olyan klímaállomásokat kell létesíteni — ahol még nem tették vohia —, amelyek a víztér tényleges hőháztartásának a leírását (és előrejelzését ) teszik lehetővé. A jégképződés elmélete állóvizeken eléggé tisztázott. Baj csak abból ered, hogy valójában kevés víztér áll. Áramlások és a hullámzás teszi annyira bonyolulttá a képet, hogy a statikus lehűlés és jégképződés kevés esetben ad valóságot tökéletesen tükröző képet. Vannak ugyan közelítő képletek a hullámzás hatásának figyelembevételére, de ezek általánosságának bizonyítása még nem nyugszik elég erős adathalmazon. A mozgó víz túlhűlése és a kásajég-képződés elmélete ma már eléggé tisztázott. Nem bizonyí( Természeti folyamatok ) 2. ábra. A jéghidraulika kulcsproblémái Abb. 2. Schlüsselprobleme der Eishydraulik tott azonban tényleges mérésekkel a vízfelületen levő hőmérsékleti határréteg helyzete, összefüggése a turbulencia viszonyokkal és ebből eredően a túlhűlt vízrészecskék eloszlása a víztérben. így a képződő kásajégtömeg számítási módszerei sem tekinthetők eléggé megalapozottaknak. Célszerű lenne tehát, ha a különféle áramlások és a túlhűlés szerepét a kásajégképződésre laboratóriumi és helyszíni mérésekkel egyértelműen lehetne tisztázni. A kásajégből képződő jégtáblák növekedésének számszerű leírása — amelyre feltehetően a stochasztikus folyamatok elméletét lehetne célszerűen alkalmazni — még késik. 2. A jég íizikai tulajdonságai A jég fizikai tulajdonságainak tanulmányozását több tényező nehezíti: az egyik ezen tulajdonságok közül a hőmérséklet, kor (a jég előélete), a víz sótartalma és mélység szerinti változékonysága, a másik a kísérletekhez szükséges ,,0" C alatti tér, a minták különleges igényei, a harmadik a helyszíni mérések nehézsége (és sokszor veszélyessége), a kristályos mikroszerkezet nehéz felderíthetősége stb. Ennek ellenére nyilvánvalóan szükség van ismeretükre és ma már sok paraméterről vannak elfogadott számszerű értékeink. A különböző helyeken meghatározott értékek összevetésének elég nagy nehézsége az egyedi vizsgálati technika. A bevezetőben vázolt gazdasági fejlődés eredményeként megnőtt érdeklődés következtében a