Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)

4. szám - Pattantyús-Ábrahám Margit–Tél Tamás–Krámer Tamás–Józsa János: A kaotikus advekció vizsgálata sekély tavakban a klímaváltozás figyelembe vételével módszertan és alkalmazás

PATTANTYÚS ÁBRAHÁM M. - TÉL T. - KRÁMER T. - JÓZSA J.: A kaotikus advekció vizsgálata 45 mi a felszínközeli szélprofil fokozatos átalakulását, és ezáltal a felszíni csúsztató feszültség megváltozását eredményezi. A szél felőli terepen a referencia állapotban korábban sima partot tételeztünk fel. Ha a parton ennél magasabb növényzet található, akkor az ennek megfelelő aerodinamikai érdesség-magasság nagyobb lesz (esetünkben zo,i=0,15 m), és a tó felett kialakuló belső határréteg eltér a viszonylag sima, pl. alacsony füvei benőtt tereppel övező tó feletti határrétegtől. Ez a tó áramlási rendszerét is meghatározza (Józsa et al.2007). A 12. ábrán összehasonlítjuk a két különböző terepi érdesség-magasság esetén a tó felett kialakuló szélcsúsztató feszültség elkeveredésre gyakorolt hatását, az együttes VMLE-eloszlás segítségével. A z

0,i=0,15 m-nél, mely nádborítású partnak felel meg, továbbra is szálaskacsos szerkezetet mutat a VMLE kép (12. ábra baloldal), a nagy értékekhez társítható sokaságok azonban máshol találhatóak, mint a referencia esetben. 12. ábra. VMLE eloszlás /h'/ nádas (bal) illetve erősen érdes (jobb oldalon) teriilethaszálat esetén 13. ábra. A kijelölt négyzet felett 8 periódus alatt áthal végpontjait (fekete) nádas (bal) illetve erősen ét A magas fákkal, és épületekkel tarkított terepet nagyságrendileg z

0,i=0,50 m értékű érdesség magassággal jellemezhetjük. 12. ábra jobboldalán látható az együttes VMLE mező. A kialakuló szélcsúsztató-feszültség egyenlőtlenebb lesz, ami a köröző áramlások erősödését vonja maga után, így az eredmény nagyobb VMLE értékeket mutat, mint az eredeti, 6. ábrán tapasztaltak, illetve a nádas borítás esetén tapasztaltak. A sokaságok futása is sűrűbb szabdaltságú, mint a korábbi eseteknél. Az elkeveredés tehát nagyon intenzív, és rosszul keveredő rész-tartományt a tóban nem is találunk. Ha a 13. ábrát nézzük, láthatjuk a nádas, illetve érdesebb területhasználat esetén a nyomvonal-nyaláb ábrát. A bal oldali ábra azt mutatja, hogy a részecskék hoszszabb ideig együtt maradnak, hiszen itt nem tapasztaljuk a korábbi kacsos-szálas mintázatot, és a kiindulási és végpontok is közel maradnak egymáshoz. Ez az együtt maradás azonban nem örökérvényű, amint azt a dél és nyugat felé kiinduló kacsok is jelzik. Összességében azonban elmondhatjuk, hogy ebben az esetben találtunk olyan vízrészt, amely hosszabb ideig együtt mozog, és a ó részecskék nyomvonal-nyalábjai. A kezdő (szürke) és s (jobb oldalon) területhasználat esetén jelöltük benne található szennyeződés sokáig, ebben a vízrészben maradhat. A 13. ábra mutatja a nagyobb terepérdességü esetét is. Láthatjuk, hogy a vizsgált 8 periódus alatt a kijelölt terület felett áthaladó részecskék kezdő és végpontjai az egész tavat bejárják, vagyis a keveredés igen erős. Ennyi idő alatt az eredeti tónál is csak pár rövid kacs megjelenését tapasztaltuk (lásd 7. ábra). Ez az eredmény jól szemlélteti a keveredés erősödését. Egy esetleges szenynyező-folt a tóban rendkívül gyorsan el tud terjedni, pusztán advekció miatt is. Meg kell jegyeznünk, hogy a környezetükkel nem keveredő tartományt már egyáltalán nem találhatunk a parti érdesség magasság növekedésével. 5. Összefoglalás Munkánkban egy egyszerű geometriájú szélhajtotta modelltó keveredési viszonyait vizsgáltuk időfüggő gerjesztés esetén. A keveredés-vizsgálathoz Lagrangeszemléletü leírást alkalmaztunk, amely alkalmas kaotikus tulajdonságok kimutatására. Az anyagtranszportot kormányzó hiperbolikus pontokat és sokaságokat a VM-