9.4 Árapály hatásfok

Az árapály hatás a tengerpart vagy óceánpart közelében elhelyezkedő víztartók esetében jelentkezik (8.9 ábra).

Tekintsük át, hogyan alakul az erőmérleg fedett víztartókban dagály előtt. A víztartó belsejében (X) az egyensúly a már ismert összefüggésnek megfelelően alakul, a teljes feszültséggel az effektív feszültség és a pórusnyomás tart egyensúlyt, azaz σTe+pW. A kútban ekkor az egyensúlyt a pW=ρgΨ összefüggés írja le.

Dagálykor a megemelkedett a tengervízszint hatására nagyobb nyomás fog a fedőrétegre nehezedni (dpT=ρgdΨT). Ez a nyomásváltozás azonban csak a víztartóra hat, a kútban lévő vízre nem (9.4. ábra). Az egyensúlyok tehát a következőképpen alakulnak. A dagály hatására a víztartó belsejében (X) a fedő rétegekre nehezedő teljes feszültség növekedést az effektív feszültség és a pórusnyomás megváltozása kompenzálja, vagyis dpT = dσe + dpW. A pórusnyomás növekedés a kútban (Y) ‒ a dpw révén és  az  erőmérlegből kifolyólag (pW + dpW = ρgΨ‘) ‒ nyugalmi vízszint növekedést (Ψ‘) idéz elő. Láthatjuk, hogy a tengerszint növekedésével a kút nyugalmi vízszintje is növekedni fog, azaz éppen ellentétes hatást vált ki, mint a légnyomás emelkedés. A változás mértékét az árapály hatásfok adja meg.

Az árapály jelenség hatása fedett víztartóra

9.4. ábra: Az árapály jelenség hatása fedett víztartóra

Az árapály hatásfok definíció szerint az egységnyi tengerszintváltozás hatására bekövetkező nyugalmi vízszintváltozás egy fedett víztartóban, melyet a

(9.5)

képlet ír le, ahol dh a vízszintváltozás, dpT a teljes feszültség változás, dpW a pórusnyomás változás, ρ a víz sűrűsége, g pedig a gravitációs gyorsulás.

Teljesen merev víztartó esetében C=0, teljesen képlékeny víztartó esetében pedig C=1. Az árapály hatásfok és a barometrikus hatásfok között ugyanarra a víztartóra vonatkozóan a következő összefüggés írtható fel: B+C=1.

A tengerparton lévő kutak hidrográfja egyértelműen kirajzolja az árapály jelenséghez kapcsolódó vízszintfluktuációt.  A napi két apály és két  dagály következtében a kutakban mért nyugalmi vízszintek is napi két maximumot és két minimumot mutatnak.