Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

1. füzet - Rákóczi László: A tavi üledék felkeveredése

A tavi üledék felkeveredése 95 egyensúlyi értékig, ami az adott turbulenciafokhoz tartozó lebegtetési képesség teljes kielégítettségét jelenti. A felkeveredés megindulásakor a visszaülepedés is megkezdődik, azonban a kezdeti szakaszban, amikor а с töménység még távol van a c

e-től, a <P

f sokkal nagyobb, mint а Ф

й leülepedési fluxus. A telítettség felé haladva Фу fokozatosan csökken, Ф

й pedig növekszik. A c

e elérésekor és tartós fennállásakor a töménység-görbe vízszintessé válik és a két fluxus kiegyenlítődik. A vihar újabb növekedése esetén a töménységgörbe újra emelkedik és meredekségét a két fluxus viszonya szabja meg. A szél elültével Ф

й válik egyre jobban uralkodóvá és a töménység-görbe lassanként visszasüllyed a kezdeti c

Q háttér értékre. A görbe leszálló ága rendszerint jóval laposabb, mint a felszálló volt és egyre inkább ellapul, ahogy a nagyobb üledési sebességű, durvább szemcsefrakciók fokozatosan kiválnak a lebegtetett anyagból. A gyakorlat szerint a 3-4 m mély Balaton vizének lebegtetett hordaléktartalma még nagy szélsebességek és meghajtási hosszak esetén is 500 g/m

3 alatt marad, ezt a töménységet pedig néhány mm vastag laza iszapréteg felkeveredése előállítja, így feltételezhetjük, hogy a vihar által felkorbácsolt tóvíz lebegtető képességét a homoklisztes-iszapos tófenék üledékkészlete minden esetben képes kielégíteni. 2. Az üledék-felkeveredés mérése és számítása A felkeveredés fluxusát a töménység-görbe emelkedő szakaszainak meredekségéből akár lépcsőnként is számíthatjuk, ha előállítjuk a töménység-idő kapcsolatot. Ez a feladat egyszerűbb esetben sűrű hordalék-mintavételezéssel hajtható végre, vagy valamilyen (elektro-optikai, ultrahangos, illetve nukleáris) töménységmérő detektor és a hozzákapcsolt regisztráló berendezés segítségével. Fukuda-Lick (1980) szerint Ф

г= lim Л™ [g/m

2-s], (8) с —• о dt ahol t az idő [s]. A számítás csak akkor érvényes, ha a töménység nem növekszik jelentősen a vízmélységgel, azaz ha a keveredési hossz l=—>d[m], (9) ahol D

v - a függőleges örvényviszkozitás [m

2/s] és w

u a hordalékszemcsék ülepedési sebessége [m/s]. Amennyiben D

v>0,0025 m

2/s és a mederanyagjellemző szemcseátmérője ^<0,05 mm, a fenti feltétel általában teljesül 5-8 m-nél sekélyebb tavakon. A svédországi Tämnaren tavon, amely 38 km

2 felületű és 1,1 m mély, egyszerű palackos mintavevővel beszerzett minták töménységének változásából számítottuk a felkeveredési fluxusokat a (8) egyenlet alapján. A rövid meghajtási hosszak és a 15 m/s-ot ritkán elérő szélsebességek esetében a legnagyobb töménységváltozás csupán 7 g/m

3 volt 4 h alatt. Az ebből eredő felkeveredési fluxus <t>

f = 0,0005 g/m

2s (Rákóczi 1986). Ez viszonylag kicsiny érték, azonban óránként 1800 kg/km

2-nek felel meg. Összehasonlításul megemlíthető, hogy a Balatonon az előzetes számítások szerint legalább két nagyságrenddel nagyobb fluxusok fordulhatnak elő erősebb szélben.