Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

2. szám - Kováts Béla: A vízminőségi követelmények biztosítása völgyzárógátas tározással történő ivóvízbeszerzésnél

Kováts B.: Vízminőségi követelmények biztosítása Hidrológiai Közlöny 1962. 2. sz. 123 2. ábra. A szél által előidézett keringtető áramlás hőmérsékleti átmeneti réteg kialakulása esetén 0ue. 2. /JeusiceHiie, ebi3eanuoe eempoM, e CAyiae npucymcmEUH nepexodüoeo meMnepamypHoeo CAO.H Fig. 2. Circulation due to icind in the case of temperature stratification jöttében a hőmérsékletnek döntő a szerepe (3. ábra, [4]). A tavak és a tározók hőháztartása között lényeges különbséget okoz az a körülmény, hogy míg a tavakból a víz mindig túlfolyón keresztül távozik, tehát az év túlnyomó részében a melegebb víztömegek távoznak el, addig a tározókból a vízkivétel többnyire a fenék közeléből történik, tehát nyáron a hidegebb, télen a melegebb víztömeget vonjuk el. Nyugalomban levő nagy víztömegeknél ismeretes, hogy a víz a fajsúlya szerint rétegződik. A hidegebb víz igyekszik a melegebb alá rétegződni. Ez a megállapítás 4 C°-ig érvényes, alacsonyabb hőfok esetén a rétegződés már fordítottá válik. Tavasszal a jég olvadása után a hideg, könnyebb fajsúlyú, 0—2 C° körüli víz fent van. A melegebb — 3—4 C° körüli víz, amely nehezebb fajsúlyú — a fenék közelében helyezkedik el. A felszíni vízrétegek fokozatosan 4 C°-ig felmelegednek és nehezebbé válnak, mint az alatta levő rétegek. Ennek következtében beáll egy függőleges értelmű átkeveredés, amelyet a tavaszi szelek is siettethetnek. Ez a teljes tavaszi kiegyenlítő áramlás időszaka. Az átkeveredés addig tart, amíg a felszíntől a fenékig az összes vízrétegek egyenlő hőmérsékletűvé nem válnak. Ez az egyenletes hőmérsékletű állapot (homotliermia) a jégolvadás utáni néhány hét alatt alakul ki. A felszíni vízrétegek további felmelegedése során a felszínközeli könnyebb fajsúlyú rétegek az alattuk levő hidegebb, nehezebb fajsúlyú vízzel már nem keverednek, legfeljebb a szól képes azokat néhány méter mélyre sodorni. Beáll a „nyári pangás" időszaka a víz hőmérsókletzónák szerint rétegződik (4. ábra) [10] A rétegződési jelenségek egyik jellegzetessége a tavakban és a tározókban a hőmérsékleti „átmeneti vízréteg'' kialakulása. A napsütés hatására ugyanis közvetlenül csak a legfelsőbb vízréteg melegszik fel és nyáron csak a szél hatására történhet függőleges irányú átkeveredés az alsóbb rétegek termikus ellenállása következtében. Az ,,átmeneti vízréteg" a gyakorlatban úgy jelentkezik, hogy a szélhatás határa alatt néhány méter mélységkülönbségen belül a vízben igen jelentékeny hőmérsékletcsökkenés mutatkozik. Ez az „átmeneti vízréteg" a metalimnion, a felette levő melegebb réteg az epilimnion, az alatta levő hidegebb réteget pedig hypolimnionnaik nevezzük. A metalimnion mélysége a tavaszi szelektől és a meder morfológiai alakjától függően 4—8 m közé esik, tehát fellépte a hazai tározókban is várható. A csehszlovák Sedlicei tározóban végzett megfigyelések szerint napos időben a felszínközeiben, hidegebb patakvíz befolyása esetén pedig a fenékközeiben is alakulhatnak ki átmeneti vízrétegek. ősszel a lehűlő, egyre nagyobb fajsúlyú víz mind mélyebb rétegeket ér el függőleges irányú termikus áramlás folytán. Ez a teljes őszi kiegyenlítő áramlás ós átkeveredés mindaddig tart. amíg az egész víztömeg a fenékig 4 C°-ú nem lesz. (Őszi liomothermia.) Ez a folyamat egyszersmind a víz összes minőségi jellemzőinek is a kiegyenlítődésére vezet. Ha a vízfelszín 4 C° alá hűl, bekövetkezik a „téli pangás" egyensúlyi állapota (fordított rétegződés). Ellentótben a folyókkal, a tározókban jégkristályok csak a felsőbb vízrótegekben képződnek. Összefüggő jégfelület kialakulása után az alsóbb vízrétegek hőmérsékletét csak a fenékiszapban lejátszódó folyamatok hőleadása és átlátszó jég esetén a Nap sugárzó energiája befolyásolhat j a. Tározókban a tápláló patakok torkolata és a vízkivétel helye közötti szakaszon a főáramlási sebesség általában igen kicsi. Az állóvizek rétegződési jelenségei így az egész tározóban bekövetkezhetnek. A főáramlás a mindenkori rétegződési állapothoz igazodik. Ennek megfelelően a sűrűségtől függő háromféle hosszirányú, vízszintes értelmű főáramlást különböztetünk meg : felső, közbenső és alsó főáramlás. Felső főáramlás esetében a hozzáfolyó vízfolyás vize a tározó felszínén oszlik szót. A felső áramlás során a hozzáfolyó víz esetleg jelentékeny távolságon át halad a felszínen előre, majd azután a felszín közelében levő vízzel a szél és a hullámok hatására keveredik. Közbenső áramlás esetén a hozzáfolyó víz sűrűsége nagyobb a tározó felszíni rétegeinek sűrűségénél, azonban kisebb a legalsó vízrótegek sűrűségénél. A hozzáfolyó víz a tározóban a saját sűrűségével egyenlő sűrűségű szintre süllyed le majd eme szinten oldalirányban szétterjedve halad előre. Alsó áramlás esetében a hozzáfolyó víz sűrűsége nagyobb, mint a tározó bármely pontjához tartozó víz sűrűsége. A hozzáfolyó víz a tározóban a fenékre sülylyed és a fenék közelében rendszerint a régi folyómederben halad előre. 3. ábra. A víz fajsúlya és hőmérséklete közötti kapcsolat 0ue. 3. Ce.i3b Mewdy ydeAbHbiM eecoM u meMnepamypoü eodbi Fig. 3. Relationship between density and temperature of water