Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

7. szám - Muszkalay László: A vízfolyások háromdimenziós turbulenciájának szerepe az elkeveredésben

Muszkalay L.: A vízfolyások szerepe Hidrológiai Közlöny 1980. 7. sz. 313 68,25ml/s C

0= 200g/l K

7 20,0 X[

mj fö 4. ábra. Jelzőanyag koncentrációjának eloszlása egy kis vízfolyás kanyarjában. Puc. 4. PacnpedeMHue pacmeopa-UHÖuKamopa na mziiöe Ma/ioü peKu Abb. 4. Verteilung der Spvrstoff-Konzentration in der Krümmung eines kleinen Wasserlaufs nyezők már nem a vízmozgás elkeverő képességét jellemzik, hanem csak arról adnak tájékoztatást, hogy az adott adagolási helytől, az adott szakaszon milyen távolságra várható a teljes elkeveredés. Ez az eljárás tehát közvetlenül nem alkalmas arra, hogy egy méréssel meghatározhassuk egy hosszabb folyószakasz elkeveredési viszonyait a különböző szakaszok összehasonlítása, vagy az elkeveredés szempontjából legkedvezőbb bevezetési hely kiválasztása céljából. Ezen az úton minden esetben csak az adott adagolási helytől el nem vonatkoztatható, emiatt virtuálisnak nevezhető elkeveredési tényezőket határozhatunk meg. Az egyes szakaszok tényleges elkeverő képességét jellemző, potenciálisnak nevezhető D

v

t elkeveredési tényezőket a későbbiekben ismertetendő módon a sebesség pulzációs összetevőiből számíthatjuk, vagy bizonyos rfiegkötésekkel a következők szerint határozhatjuk meg a D

c

t értéket a jelzőanyagos vizsgálatok eredményei alapján. A o

e = (T

clo° maximumra vonatkoztatott szórás bevezetésével levezethető, hogy különböző víztükörszélességek esetéljen a következő összefüggés alkalmazható: o

c

t a javított (a víztükörszélességtől független) szórás értéke, Bi a víztükörszélesség a szel vény változás kezdetén, Bj a víztükörszélesség a szel vény változás végén, a

c a mért szórás értéke a szelvényváltozás végén. Amennyiben a szennyezési csóva széle, amit 2a

c-vel jellemezhetünk, eléri a partokat, az adagolástól L

1 első elkeveredési távolságra, akkor a továbbiakban a koncentráció-eloszlások szórása B/4 és B/Yi2 érték között változik és 2,3 L

v távolságban a szórás értéke eléri a maximális érték 99%-át. Az L

2= 2,3 Ly érték a teljes elkeveredés távolságának tekinthető. A 0—i, szakaszon a koncentráció-eloszlások jól közelíthetők normális eloszlással, a momentumok módszere alapján számíthatók az adott forrásra vonatkozó virtuális D

c elkeveredési tényezők a a" szórások alapján és a víztükörszélességtől és forrástól független, a mederszakaszra jellemző, potenciálisnak tekinthető D

d elkeveredési tényezők a o

ct szórások alapján. Az L

x—L, szakaszon a koncentráció-eloszlások a normális eloszlás tükrözésével közelíthetők, a D

c értéke bizonytalan a víztükörszélesség változása és a partról való visszaverődés miatt, a D

d értéke még közelítően meghatározható. Az i>/y, szakaszon a koncentráció-eloszlások már nem értékelhetők a mérési hibák domináns jellege miatt. A pulzáció hatása az elkeveredésre Az egy adott pontból elinduló vízrészecskék a sebesség irányának ingadozása következtében Ax véges távolságra levő szelvénybe egy adott értéknél nagyobb valószínííséggel egy ellipszis területére érkeznek meg. Ezt a térbeli eloszlást olyan a

v

y és al fajlagos szórásokkal, mint az ellipszis féltengelyeivel jellemezhetjük, melyek Ax-et egységnek véve a következő arányosságok alapján számíthatók : al=^Ax és Ax. v

x 1 v

x Az áramlás folytonossága miatt és a megérkezési idő figyelmen kívül hagyása következtében a o

v

x értékeknek nincs szerepe. A továbbiakban a vízszintes és függőleges elkeveredés együttes hatásának figyelembe vétele érdekében az adott i szelvényt jellemző fajlagos szórásokat a következők szerint összevontuk: vagy közelítően: Az íj szakaszra vonatkozó átlagos a* és Z)»j értéke a következőképpen számítható: