Medertöltés

BY admin
|

A medertöltés vagy medertöltet kifejezés az áramló folyadékban (általában vízben) lévő részecskéket írja le, amelyek a patakmeder mentén szállítódnak. A medertömeg kiegészíti a lebegő és a mosótömeget.

A medertömeg üledéke az alaszkai Campbell Creek torkolatában.

A medertömeg gördüléssel, csúszással és/vagy sózás (ugrálás) útján mozog.

A medertömeg a folyásirányban általában kisebb és kerekebb lesz, mint a folyásirányban felfelé (ez a folyamat a folyásirányban történő finomítás néven ismert). Ez részben a kopásnak és a koptatásnak köszönhető, amely a kövek egymásnak és a folyócsatornának való ütközéséből ered, így eltávolítva a durva textúrát (lekerekítés) és csökkentve a részecskék méretét. Az üledékek szelektív szállítása is szerepet játszik azonban a lefelé irányuló finomítással kapcsolatban: az átlagosnál kisebb részecskék könnyebben magával ragadhatók, mint az átlagosnál nagyobbak, mivel a szemcsék magával ragadásához szükséges nyírófeszültség lineárisan arányos a szemcsék átmérőjével. A méretszelektivitás mértékét azonban korlátozza a Parker és Klingeman (1982) által leírt rejtőzködési hatás, amelynek során a nagyobb szemcsék kiemelkednek az ágyból, míg a kisebb szemcséket a nagyobb szemcsék elrejtik és elárnyékolják, ami azt eredményezi, hogy közel azonos nyírófeszültség mellett szinte minden szemcseméret magával ragad.

Kísérleti megfigyelések arra utalnak, hogy a kohézió nélküli sík meder feletti egyenletes szabadfelszíni áramlás egy kritikus τ ∗ c {\displaystyle \tau _{*c}} érték alatt nem képes az üledékeket magával ragadni. \tau _{{*c}} az üledék részecskékre ható hidrodinamikai (destabilizáló) és gravitációs (stabilizáló) erők aránya, az úgynevezett Shields-feszültség τ ∗ {\displaystyle \tau _{*}} \tau_*. Ez a mennyiség a következőképpen olvasható:

τ ∗ = u ∗ 2 ( s – 1 ) g d {\displaystyle \tau _{*}={\frac {u_{*}^{2}}}{(s-1)gd}}}} \tau _{*}={\frac {u_{*}^{2}}}{(s-1)gd}},

hol u ∗ {\displaystyle u_{*}}} u_{{{*}} a súrlódási sebesség, s a relatív részecskesűrűség, d az áramlás által magával ragadott effektív részecskeátmérő, g pedig a gravitáció. A Meyer-Peter-Müller-képlet a mederkapacitásra egyensúlyi és egyenletes áramlási körülmények között azt mondja ki, hogy a mederkapacitás q s {\displaystyle q_{s}} q_{s} egységnyi szélesség esetén arányos a nyírófeszültség többletével a kritikus τ ∗ c {\displaystyle \tau _{*c}} \tau _{{*c}}. Konkrétan q s {\displaystyle q_{s}} q_{s} a többlet Shields-feszültség ϕ ( τ ∗ – τ ∗ c ) {\displaystyle \phi (\tau _{*}-\tau _{*c})} monoton növekvő nemlineáris függvénye. \phi (\tau _{*}}-\tau _{*c}}), jellemzően hatványtörvény formájában kifejezve. .