Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)
5-6. szám - Halász Béla–Szőke Sándor: Nem-lineáris vízgazdálkodási modell rétegzett hidrogeológiai rendszerekben
332" Nem-lineáris vízgazdálkodási modell rétegezett hidrogeológiai rendszerekben llalász Béla Szőke Sándor Felső-Tisza vidéki Környezetvédelmi Felügyelőség 4400 Nyíregyháza, Széchenyi út 19. Kivonat: A tanulmány a sokszintes tárolókban kutas víztermelés által előidézett nem-permanens depressziót vizsgálja, heterogenitást ós nem-lineáris párolgáscsökkenóst feltételezve a talajvízszint süllyedésénél. A szintetikus analitikus-numerikus megoldás párosítja az Ai enalitikus kúthidraulikai megoldást a paraméter heterogenitást, a nem-lineáris párolgáscsökkenés ós a szabálytalan elterjedési határ hatását leíró Et korrekcióval. Az Ei függvények a rendszer válaszát képezik a heterogenitást, a szabálytalan ós nemlineáris kerületi feltóteleket reprezentáló külső terhelésre. .Ezek a függvények térben simák, időben lépcsőzetesen változnak és jól becsülhetők a szokványos numerikus módszerekkel. A rendelkezésre álló analitikus megoldásokkal való összehasonlítás megfelelő pontosságra utal. A felhasználás egy esettanulmányát is közli a cikk. Kulcsszavak: kutas víztermelés, rétegzett heterogén tároló, integrált transzformációk, numerikus módszerek 1. Bevezetés A Duna—Tisza közén jelentkező regionális talajvízszint süllyedés ráirányította a figyelmet arra az igen fontos tényre, amit a szerzők egyike — hivatalos levelezéssel igazolhatóan — 1982-ben, az új Keretterv véleményezése során már hangoztatott, hogy a rétegvíz-készlet számításánál a talajvíz szintjét nem lehet süllyeszthetetlennek, a talajvíztároló szintet korlátlan utánpótlódási forrásnak tekinteni. Kiszámította, hogy ez a közelítés mintegy kétszeres készlettúlbecslést eredményezett. A regionális talajvízszint csökkenés tudomásul vételét követő vizsgálatok (Liebe, 1990) igazolták ezt az eredményt, amelyet egy az OTKA keretében végzett további munka (Alföldy L.. 1991) is megerősített. így, látszólag, a régebbi készletek egyszerű megfelezésével az ügy lezárult. Főhatósági szinten azonban további lépések történtek, minek eredményeként a hivatkozott vélemény (Halász, 1982) egyéb javaslatait is elfogadták, miszerint a felszínalatti vízkészlet definiálhatatlansága miatt célszerűtlen a globális készlet meghatározására törekedni. Ehelyett előnyösebb a felmerülő vízigény kitermelésének környezeti hatásait vizsgálni, és ennek alapján dönteni a vízhasználati engedély kiadásáról. Sok országhoz hasonlóan hazánkban is folytak az ilyen irányú globális vízföldtani modellezéssel kapcsolatos kutatások, elsősorban a VITUKI-ban (Liebe et al., 1986), ezek azonban főként a víztároló komplexum rétegzettségének figyelembe vételére összpontosultak. A későbbiek során történtek kísérletek a talajvíz süllyedésének közelítő számba vételére, azonban az ezzel járó párolgáscsökkenést a süllyedéssel egyenesen arányosnak tekintették (linearizálás), ami nem biztos, hogy elegendően pontos ennek az egyik legfontosabb környezeti hatásnak a becslésére. így végül is a pontosabb, nem-lineáris modell kidolgozásával bennünket bíztak meg. A magunk részéről erre a célra a legalkalmasabbnak az egyébként lineáris problémák megoldására kidolgozott CHD algoritmus (Halász & Szőke, 1990) módosított változatát ítéltük. 2. A íeladat megfogalmazása A hosszú idejű és nagy távolságra kiterjedő modellezés miatt a megbízó óhajának is megfelelően az agyagokból felszabaduló tárolt készleteket pillanatszerűen kinyomódónak tekintjük. A talajvíz párolgáscsökkenését a fiktív agyagréteg módszerével vesszük figyelembe (Halász, 1987), de a megfelelő átszivárgási tényezőt (bj) a talajvíz depressziójától függőnek tekintjük. A Major P. (1979) szerinti párolgáscsökkenósi görbével számolva, a probléma a biSi-^ A(TíAsí) — (bi-\-bi + í)si + bi + 1si + x + u\ — ^ <5(x — x u)b(y — y u)Qiv, U = I v = f)lr)x + í)ldy; &» + 1 = 0; / = Ei 0 í 1 1 1 • I l + (2h/h), 1 + (2h + 2s 1(hk)q }' nemlineáris parciális differenciálegyenlet-rendszerhez vezet, ahol sí — az i = l, 2, ..., n vízadó rétegből álló rétegzett rendszer felülről számított
