Hidrológiai Közlöny 1988 (68. évfolyam)
6. szám - Haszpra Ottó–Horváth László: Háromdimenziós, szabadfelszínű, nempermanens szivárgás vizsgálata hibrid (analóg–digitális) számítástechnikával
334 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1988. 58. ÉVF., 6. SZAM figyelembe véve azonban a vízvezető réteg áteresztőképességét és anizotrópiáját is. Mint ismeretes az eleklrolitos modell a permanens szivárgási állapotok vizsgálatára alkalmas. Esetünkben tehát csupán az analóg modellel nem értünk volna célt, a kiinduláshoz azonban szükségünk volt a permanens állapot eredményeire. Feltételeztük, hogy a piezometrikus szintfelületek, ezen belül a szintvonalak (potenciálvonalak) alakja lényegében változatlan marad nempermanens esetben is, ezért először a térség kellő számú potenciálvonalát határoztuk meg a fedőréteg alján különböző permanens esetekben (pl. 2. ábra), majd ezek figyelembevételével alakítottuk ki a sziget felületét borító elektródalemezeket (pl. 3. ábra) amelyek a permanens felszivárgás vizsgálatát tették lehetővé. 3.2. A nempermanens felszivárgás vizsgálatának módszere Legyen adott egy kis áteresztőképességű vízszintes fedőréteg, amely alatt viszonylag vastag és jó víz vezető talaj helyezkedik el. Tételezzük fel, hogy vizsgálatunk kezdetekor a talajvíz szintje már valahol a fedőrétegben van. A vízvezető talajba mélyedő folyómeder vízszintjének emelkedése növekvő nyomást eredményez a fedőréteg aljára, a szivárgás megindul felfelé. Határozzuk meg, hogy egy adott alakú árhullám egy adott helyen és valamely elemi időtartam alatt milyen mértékben változtatja meg a talajvízszintet. Az árhullámot (elvileg 'tetszőlegesen finom) lépcsőzéssel közelítjük (4. ábra), vagyis egy átlagos vízszint érvényesül bizonyos ideig, majd ugrásszerűen magasabb, vagy alacsonyabb szintre változik. Előzetes becslés alapján ugyanilyen jellegű, ugrásszerű — de más-más mértékű — változások vehetők fel a fedőréteg aljának egyes sávjain érvényesülő átlagos nyomásszintek tekintetében is. Az időben állandó nyomásszinthez közelítőleg már meg tudjuk határozni az adott időtartam alatt bekövetkező talaj vízszintemelkedést. Mivel a Darcy-féle összefüggésben szereplő esés a felszivárgás folyamán állandóan változik, a számításhoz szükséges átlagos értékeit a várható emelkedésre vonatkozó becslés alapján vehetjük fel. A feladat fokozatos közelítéssel oldható meg, a módszer konvergens. Az 5. ábra egy tetszőleges közbülső időciklus átlagos h p piezometrikus és átlagos h w talajvízszintjét, és a kettő közti Ah — h v—h w különbséget mutatja. Mivel az alapsíkot a réteg alsó síkján vettük fel, h w egyúttal a At ciklus folyamán átlagosan áztatott rétegvastagság (szivárgási hossz) is. Valamely At időtartamú ciklus alatt a talajvíz a kezdeti h w, i szintről a h w, i+ 1 — h w, i+Ah w szintre emelkedik. Az átlagos felszivárgási sebesség kétféle módon számítható: v = Ah u -=k Ah (1) At hw vagyis megfelelő átalakításokkal a At idő alatt bekövetkező talaj vízszintemelkedés Ai 7 i, hp — hw, i — Ah wl2 Ah.=kAt-——±-, (2) amely a fedőréteg alján permanens alapon közelítőleg felvett h P — h' piezometrikus nyomásszint behelyettesítése után iterációval (vagy másodfokú egyenlettel) meghatározható. (Nines akadálya a kapilláris hatás figyelembevételének sem.) Ah w ismeretében egy-egy területsávra a v átlagos emelkedési sebesség, ill. a felszivárgó Q vízhozam számítható. Ez utóbbinak az elektrolitos modellben egy 1 áramerősség felel meg, melyet a vizsgált területsávot modellező elektródáról egy bizonyos feszültségérték rákapcsolásával lehet elvonni, s ennek a feszültségnek a fedőréteg alján ható nempermanens piezometrikus nyomásszint újabb, h p" közelítő értéke felel meg. Ha éppen megegyezik a feltételezett Árértékkel, a közelítést befejeztük, ha nem, akkora szá4. ábra, A mértékadó árhullám és egyik közelítése
