Hidrológiai Közlöny 1986 (66. évfolyam)
4-5. szám - Molnár György: A talajvíz függőleges vízforgalmának számítása talajvízszint-észlelési adatokból
MOLNÁR GY.: A talajvíz függőleges vízforgalma 237 A talajvíz függőleges vízforgalmának számítása talaj vízszint-észlelési adatokból Molnár György Jtudapesti Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási és Vízépítési intézet 1111 Budapest, XI. Műegyetem rkp. 3. Kivonat: A talajvíz vízmennyiségét a felszíni vizek partmenti sávját kivéve legnagyobb mértékben a talajvíz függőleges vízforgalma befolyásolja. A gyorsan változó hidrometeorológiai tényezőkkel ós a szintén elég gyorsan változó vegetációval nagymértékben befolyásolt. függőleges vízforgalom csak nempermanens folyamatként vizsgálható. A nempermanens felszín alatti vízmozgást legáltalánosabban leíró Boussinesq-fóle egyenlet egyetlen véges differencia elemre történő megoldásával talaj vízszint-észlelési adatokból számítható a talajvíz függőleges vízforgalma. A Fehórtó-Majsai kísérleti telep közelében homokdombháton lévő kútcsoport adatait felhasználva vizsgálták az észlelési időintervallum, a hidrogeológiai paraméterek és a kutak geodéziai bemérése pontosságának hatását a számítható függőleges vízforgalom értékére. Kulcsszavak: nempermanens vízmozgás, Boussinesq-egyenlet, szivárgás, véges differencia, kútcsoport 1. Bevezetés A talajvíz (a legfelső víztartó rétegben elhelyezkedő kétfázisú felszín alatti víz) vízmennyiségét a felszíni vizek partmenti sávját kivéve legnagyobb mértékben a talajvíz függőleges vízforgalma befolyásolja. Ebből következik, hogy minden olyan szakterületen, ahol a tervezés, építés és üzemelés során kapcsolatba kerülünk a talajvízzel, fontos információt ad számunkra a talajvíz függőleges vízforgalmának ismerete. A teljesség igénye nélkül két szakterületet említünk meg: Vízkészletgazdálkodás, ahol a talajvíz, de a talajvízen keresztül a mélyebb rétegek kitermelhető vízkészlete is szoros kapcsolatban van a függőleges vízforgalommal. Természetesen a partiszűrósű víznyerő területeken a függőleges vízforgalom hatása sokkal kisebb mértékű a felszíni vizekből beáramló víztömeghez viszonyítva. Mezőgazdasági vízgazdálkodás, ahol mind a belvízrendezés ós lecsapolás, mind az öntözés tervezése ós üzemelése csak a függőleges vízforgalom ismeretében végezhető el gazdaságosan. A természetes körülmények között előforduló talajvíz függőleges vízforgalma megfelelő elhelyezésű talajvízszint-észlelő kútcsoport vízállásadataiból számítható. A következőkben a függőleges vízforgalom számításához szükséges adatgyűjtés és adatfeldolgozás folyamatával és az egyes paraméterekben előforduló hibák hatásaival foglalkozunk. 2. A nempermanens felszín alatti vízmozgást leíró differenciálegyenlet és megoldása Belátható, hogy a gyorsan változó hidrometeorológiai tényezőkkel és a szintén elég gyorsan változó vegetációval nagymértékben befolyásolt függőleges vízforgalom csak nempermanens folyamatként vizsgálható. Hangsúlyozzuk, hogy vizsgálataink során a talajvízig lejutó, a talajvizet tápláló beszivárgás és a talajvízből távozó párolgás mennyiségével foglalkoztunk. Közismert, hogy a nempermanens felszín alatti vízmozgást legáltalánosabban a kibővített Boussinesqféle differenciálegyenlet írja le, amelynek kétdimenziós alakja a következő: d {. áh \ Of dh ) = a-^-+7 +i +|.(Ä.-Ä) (1) ahol x és y — térbeli derékszögű koordináták [m], k — a vízadó réteg Darcy-féle szivárgási tényezője [m/d], m — a víztartó medence vízvezető rétegvastagsága [m], h — a víztartó medence vízszintje [m a választott sík felett], s —a víztartó medence tárolási tényezője [m 3/m 3], q — a víztartó medencéből koncentráltan kitermelt vagy oda betáplált vízhozam területegységre vetített fajlagos értéke [m/d], 1 — a függőleges vízforgalom intenzitása [m'/rn* -d], k' — a vizsgált víztartó medence vízháztartását befolyásoló folyó-, csatorna-, vagy tómeder szivárgási tényezője [m/d], l) — a folyó-, csatorna-, vagy tómeder rétegvastagsága [m], Ii/ — a folyó-, vagy tó vízállása [m a választott sík felett]. Kezdeti feltétel a számítás első időpillanatához tartozó h érték összessége, az induló vízszintek: h(x,y,0)=h° (2)
