Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 1. szám - Kiss Melinda - Józsa János: Szélkeltette cserefolyamatok sekély tavak nádas- és nyíltvízi határzónájában
56 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. ÉVF. 1. SZ. eredetű csereáramlás meghatározóvá válhat, ami egy sokkal összetettebb sebességprofilt eredményez (Zhang et al., 2009). A mérési időszakban az átlagos szélsebesség 3,9 m/s volt, így további mérések szükségesek ettől eltérő áramlási helyzetekben. A nyers áramlásadatokból a nádasra merőleges és azzal párhuzamos sebességkomponenseket számszerűsítettük. A merőleges komponens és a vízmélység ismeretében a határfelületen keresztül átáramló fajlagos vízhozam meghatározható. Egy 2,5 órás időszak alatt a nádszegélyre merőleges áramlási sebesség (bal oldali függőleges tengely) és fajlagos vízhozam (jobb oldali függőleges tengely) látható a 9. ábrán. A pozitív értékek a nádasba befele, a negatívok pedig az onnan kifele irányuló áramlást jelentik. Az átlagos belépő fajlagos vízhozam 2,5 m3/óra/m, az átlagos kilépő 4,2 m3/óra/m. Ha a lebegőanyag-koncentrációt az 1992 és 2006 között a tó több val, azaz 70 mg/1 koncentrációval vesszük figyelembe, mint elsődleges, durva közelítés, akkor a hordalék lerakódás becsülhető a bemenő fajlagos vízhozamból és ebből az átlagos lebegőanyag koncentrációból. Általános jelenség, hogy a nádas zónába belépő áramlás hirtelen lelassul, továbbá a hullámzás a nádas zóna hatására már rövid úton jelentős mértékben csillapodik. Mindezek következtében az áramlás hordalék-felkeverő képessége csökken és hordalék-lerakódás válik dominánssá. Ezeket alapul véve és számításainknál azt feltételezve, hogy minden, nádasba belépő lebegtetett hordalékszemcse le fog ülepedni, a fajlagos hordalék-lerakódás 4,1 kg/nap/ m-re adódott, ami. 1500 kg/év/m-nek felel meg. Valóban, a mérési területünkön évről-évre a nád enyhe, de folyamatos terjeszkedése tapasztalható, ami a meder fokozatos feltöltődésének biztos jele, az ugyanis a sekély vizet kedvelő nádas életfeltételeit megteremtve annak előretö9. abra: A nádasba befele illetve onnan kifele irányuló áramlás és fajlagos vízhozam Annak érdekében, hogy jobban megértsük a nádas áramlásra gyakorolt hatását, az áramlás néhány fontos jellemzőjét, úgymint a Reynolds-számot, a fenékcsúsztató feszültséget és a turbulens kinetikai energiát számszerűsítettük a nádastól különböző távolságokban. Ezek a paraméterek képet adnak a hordalék leülepedésről és felkeveredésről, illetve a turbulencia mederfenék közeli struktúrájáról is (Kim et al., 2000). A Reynolds-szám (Re=UL/v) meghatározásánál a horizontális áramlási sebességet vettük, mint karakterisztikus sebesség (U), és a helyi vízmélységet, mint karakterisztikus hosszméret (L); v a kinematikus viszkozitás. A turbulens kinetikai energia (TKE) a közismert képlettel számítható: TKE = [u'2 +v'2 + w'2)/2 Soulsby és Dyer (1981) alapján a következő egyszerű lineáris kapcsolat áll fenn a turbulens kinetikai energia és csúsztatófeszültség között r = C, ■ TKE, ahol C, — arányossági tényező (~ 0.2, ld. pl. Soulsby és Dyer, 1981). A mederfelszínnél az ub, fenékcsúsztató sebesség felírható az összefüggéssel, ahol p - a víz sűrűsége. A nádas hatásának megismerésére a nádszegélytől három különböző távolságban hajtottunk végre ADV méréseket. Az eredményeket és a mérési pontokat a 2. táblázat foglalja össze. A nádas felé haladva a Reynolds-szám csökkenő tendenciát mutat, ami egyezik Leonard és Luther (1995) következtetéseivel. Mivel a kritikus Reynolds-szám 600 és 12500 közé esik Kadlec (1990) alapján, így az áramlás minden egyes mérési pontban turbulens. Hordalék- felkeveredés akkor történik, amikor a mederfelszínen a r fenékcsúsztató feszültség meghaladja a kritikus fenékcsúsztató feszültséget, rc-t (ld. pl. Bengtsson és Hellström, 1992). Utóbbi a Shields diagramból határozható meg. Az iszap átlagos szemcseméretét alkalmazva a kritikus fenékcsúsztató feszültség 0,007 N/m2 nagyságrendűre adódott, ami mindhárom pontban nagyobb, mint a számolt aktuális fenékcsúsztató feszültség, így feltehetően nem volt hordalék-felkeveredés a vizsgált időszakban. Figyelembe kell azonban venni, hogy a három mérési időszak alatt az áramlási sebesség nem haladta meg a 4 cm/s-t, így a részletesebb, átfogóbb elemzéshez nagyobb áramlási sebességnél végzett mérések szükségesek.
