1 Vízminőség-védelem 7-9. ea. Konzervatív anyagok terjedése folyókban Dittrich Ernő egyetemi adjunktus PTE-PMMK Környezetmérnöki Tanszék Pécs, Boszorkány u. 2. B épület 039. PTE PMMK Környezetmérnöki Szak (BSC)

. előadás Diffúzió és konvekció össze kapcsolása

. előadás Transzport folyamatok folyókban

Transzmisszió folyamatait írja le. Konzervatív anyagot feltételezünk Transzport mechanizmusokból áll: konvektív, diffúziós és vagy diszperzív transzportból. Konvektív transzport:áramlási viszonyok által generált sebességgel szállítja az anyagokat. Diffúziós transzport: koncentráció különbség álltal meghajtott részecskék véletlenszerő elkeveredése.

Egyenletes valószínűségű Prandtl féle mozgás 20% cserélődik ∆ ∆ 10 db szárazanyag molekula0 db szárazanyag molekula T=0 időpillanat

∆∆ 8db 2db t=1 időpillanat 8-0,28+0,22=6,8 db 2+1,6-0,2=3,2 db t=2 időpillanat Bal oldal Jobb oldal Az elkeveredés csak következmény A Fick törvény írja le a diffúziós alaptörvényt

q be q ki

Analitikus megoldás:

f(x) x

x x0x0 x1x1 M=x 0 =0M=x 1 A várható érték megadja a szórás tengelyét az x síkon meg van határozva a távolság és az alak

3 szigma szabály f(x) x

Példa

x t1t1 t2t2 t3t ,5 2,40,60,2 0,62,4 C

Lamináris áramás: konvektív transzport- áramlási szálak nem keverednek. Diffúzió okozhatja csak a szálak keveredését.

dy dx dz

Diffuziós transzport tömegárama

x x1x1 x2x2 x3x3 Konvektív transzport. Anyagmennyiség nem változik

„3D”-s kiterjesztése y x

Az egyenlet kiterjesztése turbulens diszperzióval Turbulens diffúzió Áramszálak keveredése generálja Szóródás véletlenszerű x y Deffiniálható, hogy a a megérkezések egy koncentrikus körön lesznek Az átlag érkezések is Gauss eloszlásúak

Diszperziós tényező Turbulens diffúzió Hely és idő függő; anizotróp Több nagyság rendel nagyobb

„3 D”-s diszperzív- konvektív transzport egyenlet:

3D 2D 1D

Nagyságrendek vízben:

Keresztirányú diszperziónál: dy: egyenes szabályos szakasz: 0,15 enyhén kanyargós szakasz: 0,2- 0,6 kanyargós tagolt szakasz: 0,6- 2 Hosszirányú diszperziónál: dx: 6 mederalaktól függetlenül

Példa Becsülje meg a diszperziós tényezőt erősen kanyargós, tagolt folyómederre! v= 5 m/s, I= 5% K=6 m B=5 m

Diszperziós együtthatókat helyettesítjük:

„1D”-s transzportegyenlet kiterjesztése (nem konzervatív) bomló anyagokra c x Adott idő alatt lebomlott anyag 0 Konzervatív anyag esetén Lebomló anyag esetén

c t Ha végtelen idő állna rendelkezésre akkor lebomlana az összes bomlandó anyag.

. előadás Konzervatív transzportegyenletek analitikus megoldásai

„1 D”-s konvektív- diszperz egyenlet Szóród ás mértéke

x

Példa: múlva

x c

Lökésszerű terhelés széles sekély folyóban

Folyamatos emisszió széles sekély folyóban

E(t)= const. kg/s

Sodorvonali bevezetés E(t)= const. c

Part menti bevezetés

Első elkeveredési távolság sodor vonali bevezetés esetén( bevezetési ponttól először eléri a partot) BB CS B CS = B Első elkeveredési távolság sodorvonal bevezetés esetén

Első elkeveredési távolság partmenti bevezetés esetén

Példa Sodorvonal menti bevezetéssel, a befogadót konzervatív időben állandó terhelés éri. Folyó: B=300 m Q=600 m 3 /s v=0,7 m/s Enyhe kanyargós meder d y =0,4 I= 8 cm/km= 8*10 -5 m/m Bevezetés: q= 25 m 3 /s C be = 450 g/m 3 B A folyómedret közelítjük egy ilyen alakú mederrel

C max x (x B1 ) 25 km y 1, A horgász aki a bevezetéstől 25 km-re horgászik, be dob- e a csóvába? 2, Ha beledob akkor mennyi ott a szennyezőanyag koncentráció; számit hat e halfogásra a halak által elviselt Cmax=10 g/m 3 ?

1,

x c

60 Kötelező irodalom  dr. Clement Adrienn (2007): Vízminőségszabályozás. Felkészülési segédanyag. HEFOP HEFOP/2004/3.3.1/  Dittrich E., dr. Dolgosné Kovács Anita (2008): Vízminőség védelem (könyvfejezet) Környezetipari E-Tananyag III. Kötet: környezet- és természetvédelem.  Tárgyalt jogszabályok (   kapcsolódó anyagai

61 Ajánlott irodalom I. Balásházy L. (2004): A felszín alatti vizek védelmének szabályozása az EK-ban és Magyarországon. MHT XXII. Országos Vándorgyűlés, Keszthely Bartholy Judit (2006): Az éghajlat változása - bizonyosságok és bizonytalanságok.. Mindentudás Egyeteme, Benedek P.–Literáthy P. (1989): Vízminőség szabályozás a környezetvédelemben. Műszaki Könyvkiadó, Budapest Deák J. (2005): A felszíni alatti vizek Víz Keretirányelv szerinti monitoringja. VKI oktatóanyag (Power Point) GWIS Vízminőségi és Környezetvédelmi Kft, Budapest Dolgosné Kovács A. (2004): Bevezetés a környezetvédelmi analitikába I. PTE PMMK, PHARE jegyzet, Pécs Fekete E.-Szabó A.-Tóth Á. (1991): A vízszennyezés ökológiája. Pro Natura Kiadó, Budapest Felföldy L. (1974): A biológiai vízminősítés. VHB. 16., VGI, Budapest Felföldy L. (1981): Vizek környezettana. Mezőgazdasági Könyvkiadó, Budapest HEINRICH D. – HERGT M. (1994): SH atlasz: Ökológia. Springer Hungarica Kiadó, Budapest. Ijjas I. (2005): Környezeti célkitűzések a Víz Keretirányelv (VKI) szerint. VKI oktatóanyag BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék, Budapest IPCC 4. jelentése: Katona E. (szerk.) (1989): A vízminőség-szabályozás kézikönyve. Aqua Kiadó, Budapest. Kálmán E. (2000): Kémiai katasztrófa a Tiszán. Budapesti Közegészségügy 2000/3.szám, Budapest, pp Kiss I. (1997): Toxikológia. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém Láng István (szerk) (2005): Vahava projekt összefoglalás. Globális klímaváltozás program. A globális klímaváltozással összefüggő hazai hatások és az erre adandó válaszok. MTA.

62 Ajánlott irodalom II. McCann B. (2007): Climate conclusions –evidence from the IPCC. Water 21, Journal of IWA, 2007 April. pp- 10. Mosonyi Emil (2007): A hazai vízgazdálkodás távlati feladatai. Mérnök Újság, XIV. évf. 3. szám, 2007 március, oldal. Papp s.-Rolf K. (1992): Környezeti kémia. Tankönyvkiadó, Budapest Padisák Judit (2005): Általános limnológia. ELTE Eötvös Kiadó, Budapest. Pásztó P. (1998): Vízminőségvédelem, vízminőségszabályozás. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém Somlyódy László (szerk) (2002): A hazai vízgazdálkodás stratégiai kérdései. Magyar Tudományos Akadémia, Budapest. Stelczer Károly (2000): A vízkészlet-gazdálkodás alapjai. Elte Eötvös Kiadó, Budapest. Szilágyi F. et al (2005): Proffessional Training of Civil Servants Working for Regional Authoroties Belongoing to the Moew, Hungary. Tanfolyam jegyzet. BME VKKT, Budapest. Szilágyi F. et al (2000): Hidrobiológia mérnököknek. BME-VKKT, Budapest. Takács s. (1994): Az ember és környezete – A környezetszennyezés humán következményei. Veszprémi Egyetemi Kiadó, Veszprém Thyll SZ. (2000): Vízszennyezés, vízminőségvédelem. Egyetemi Kiadó, Debrecen Vízügyi és Környezetvédelmi Központi Igazgatóság: Vízkészlet-gazdálkodás Vízvédelem és vízbázis-védelem A felszíni vizek vízgazdálkodási feltételei az ezredfordulón. Zsuffa I. (1996): Műszaki hidrológia I.. Műegyetem Kiadó, Budapest.

63 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!