Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)

12. szám - Marton Lajos: Izotóphidrológiai modellek és számítási eljárások a felszín alatti vizek mozgásának tanulmányozásához

526 Hidrológiai Közlöny 1982. 12. sz. Marton L.: Izotóphidrológiai modellek minta, vagy az 1. és 6. minta koncentrációjának (vagy korának) összevetéséből, amint azt a későbbiekben látni fogjuk. Az áramképek a természetben esetenként jóval bonyolultabbak, hiszen a topográfiai és a geológiai viszonyok változatossága kimeríthetetlen. De zárt vízadó rétegek esetében lehetnek jóval egyszerűbbek is. 2. Nyomás alatti zárt vízadó réteg A nyomás alatti zárt vízadó rétegben az áramlási rendszer áramképe viszonylag egyszerű és könnyen meghatározható, különösen akkor, ha a geológiai viszonyok alapián á tápterület helye ismert. Ebben az esetben a Buttlar és Wendt (1958) által kidolgozott ún. „Piston-flow" modell alkalmazható (2. ábra). A porózus rétegben a víz v sebességgel szivárog, minimális longitudinális diszperzióval. Mintát veszünk a tápterülettől x

1 és x

2 távolságra telepített kutakból. Ha meghatározzuk a minták radioizotóp-koncentrációit, ebből a kutakban a víz kora a t - Tl1

2 In h~ In 2 11

1 <V t - Ti

n In Í2

_ In 2 összefüggésekből számítható, amiből t -t - T

l'

2 In Q. (1) (la) (2) A t idő mint a víz által megtett út és a tényleges szivárgási sebesség viszonyszáma értelmezhető, ezért t

2 -t

1 = (x

2 -xjx T 1/2 V

D In Ci 0,693 C. (3) illetve: Vl) v

D = vn = (x

2 -xja. Vn = t —/ 2 ll 0,693a(x

2 —Xj) r

i/

2(ln C

L -\n~Cj ' 0,693a.x

2 Y

ll

2(\n C

0 —In 0

2) 0,693aa;

1 (4) (5) (5a) (5b) A (3)-ból következik: T

1/

2(ln C

0 -In 6\) ' ahol a a vízadó réteg hézagtérfogata, vr> a Darcyféle szivárgási sebesség, T

U

2 az izotóp felezési ideje. A (4) és (5) szinonim kifejezések. Látható, hogy az áramlási sebesség meghatározásához nem szükséges az abszolút korok ismerete, sőt a t időt ki sem kell számítani, mivel azt az izotópkoncentráció implicite magában foglalja. Zárt, nyomás alatti szivárgási rendszerben a vízszintes sebesség a vízadó réteg teljes vastagságában azonos, s egy-egy szelvényben a víz kora is azonosnak tekinthető. 3. Szabad felszínű szivárgás Sokkal nehezebb feladat az áramkép meghatározása a szabad felszínű szivárgási rendszerben. Egy szabad felszínű szivárgási tér maidnem minden pontjában eltérő sebességvektorokat kapunk. Tudjuk, hogy a potenciálos áramlásban a sebességnek nincs az áramvonalakra merőleges komponense, ezért a vízrészecskék nem keresztezhetik az áramcső határfelületét. Ez azt jelenti, hogy egy tetszőleges S szelvényz

vz

2,..., z

n mélységű pontjaihoz különböző helyekről induló áram vonalak tartoznak (3. ábra), így a megtett út hossza és a szivárgási idő (egyben a víz kora) is eltérő. (A diszperziót ez esetben figyelmen kívül hagyjuk). Az áramMegcsapotás s=2000mj Z

Q=500m;J=0,005; K=30m/év Tap/alas [Wcm/'evl 33,15 ?0,7S\ iOJlMtßSl 'IWISŐÍ'M/W 506,912^02,SN 502,82^ S08,248\S08,S32X8,583 506,086 500,80*501,012^ 501,363 501,752^/502,178 02,828• s

<k./ 9 / 0 scuMWM' 50IJS2 501,1*1 501,910 502,135] 502,815 Jí03,1t7I

812 50*

,068 504,833 505,000 505,187 505,331 508,39I—50X833 Í07,26l\ 507,881 \50t,03tl\50l FO— — Q _ Q L A \ RÍ \ R> . N 508,566 508/630 Ye> / \ ^"ri • —\ \ ^ \ /I 507,m \50W 507,66\ 608,126 ^.506,296 506,367 O \o \ O \o / O V"" \ sv "602,118 502,468 507,787 50íU)00 508,160 501,613 501,703 /501,875502,133 502,158 502,7srr503,229 ls03,661 501,086 501845 505,000 505,

KS 506M5508,346 508,771 501,78B\S01i860 502J000 507,233 602,532 502,881 603,288 503,881 604,111 504,653 505,000 505,117 505,669 506,319 506,132 502,288 502,502 502,900 507,100 507,44

3 50,234 503,261 503090 504,m 501,556 605,000 505,414 505,883 508310 508,278 50!Mt 601,838 5V2,0*I 500,018 600ASS 501,000 501500 502,000 502,500 503,000 503,500 504,000 504,500 505,000 505,500 508,000 506,500 602,000 607,500 508,000 508,500 509,000 509,501 510,185 508,102 3. ábra. Hidrológiai egység potenciál- és áramvonalai szabadfelszínű szivárgásnál Puc. 3. JIUHUU moKa u AUHUU paeabix nomemfuanoe npu 6e3nanopnoü (fiuAbmpaifiui Fig. 3. Potential distribution and flow pattern in an unconfined flow system