Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

1. füzet - Rákóczi László: A tavi üledék felkeveredése

A tavi üledék felkeveredése 99 Перемешивание озерных донных наносов Д-р РАКОЦИ Ласло, дипл. инженер, канд. технических наук Автором в гидравлическом аспекте рассматривается вопрос перемешивания донных наносов мелководных озер под действием ветрвого волнения. Изучение явления перемешивания наносов необходимо для прогноза качества воды, так как различные загрязняющие вещества, откладываясь на донных наносах, временно аккумулируются в ложе озера, но, вследствие волнового волнения, перемешиваются и вновь попадают в воду. В результате перемешивания в воду попадают питательные вещества и изменяются оптические свойства воды, что оказывает влияние на жизненный процесс живых организмов в воде и, таким образом, на процесс эвтрофизации. Для определения влияния ветрового волнения на перемешивание донных наносов, в первую очередь, необходимо располагать надежными данными о ветре (направление ветра и изменение его скорости), необходимо выполнить полевые измерения волн или охарактеризовать их с помощью номограмм (рис. 1). В случае использования номограмм определение необходимого эффективного разбега происходит с помощью рис. 2 и табл. I. Следующей задачей является быстрореактирование материалов донных наносов в ложе озера с помощью прибора, показанного на рис. 3, или путем отбора ненарушенных проб в различных точках ложа. Затем следует анализ проб и определение изменения плотности сухого материала по глубине. На основании рис. 5, построенного с помощью уравнения 6 и 7, и с помощью рис. 4, зная вышеназванные характеристики приближенно можно установить, что в данной точке озера при какой скорости и направлении ветра можно ожидать перемешивание донных наносов. Располагая длинным рядом данных наблюдений за ветром и батиграфической картой озера можно рассчитать, что сколько раз в год можно ожидать ветер, вызывающий перемешивание наносов в озере. Для оценки количества перемешиваемых донных наносов, т. е. для определения количества перемешиваемых наносов с единицы поверхности дна за единипу времени, кроме вышеуказанных данных, необходимо располагать данными об изменении взвешенных наносов во времени (рис. 6) или данными измерений количества наносов, попадающих в ловушки, расположенных в различных точках дна озера и на различной глубине озера. Автором представлены результаты измерений перемешивания, выполенных в Швеции на озерах Эркен и Тамнарен. На этих озерах с помощью трехразмерной числовой модели расчитывали скользящие напряжения на дне озер, вызываемые течениями ветрового происхождения. Сравнивая данные этих измерений с данными напряжений воды в результате ветрового волнения пришли к выводу, что в прибрежной зоне где глубина меньше 5 м во всех случаях напряжения ветрового волнения превышали предыдущие. Это, однако, не значит, что ими можно пренебрегать, а скорей целесообразно совместно учитывать оба вида скользящего напряжения. Методы, представленные автором, и вчастности рис. 5 могут применяться не только для озер, но и для мелководных равнинных водохранилищ со значительной водной поверхностью. Они могут быть полезны и при выборе места будущего водохранилища, т. к. с помощью карты рельефа соответствующего масштаба и на основании данных о ветровых ялвлениях, а также зная проектируемый эксплуатационный уровень воды водохранилищ зараннее можно решить, что в каком месте будет наблюдаться наименьшее перемешивание донных наносов. Приближенный прогноз качества воды в период проектирования позволит позже значительно сэкономить затраты на ремонт и эксплуатацию водохранилища. * * *