Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)

2. szám - Molnár György–Schultz Péter–Szerencsi László: Vízminőségvédelem a Veszprém városi vízműveknél a kezdetektől napjainkig

MOLNÁR GY. és mlsai: Vízminőségvédelem Veszprémben 77 azt jelentik, hogy adott pontokon a potenciál-értékek kötöttek (más szavakkal állandó vízszintü halárról van szó az adott pontokban) A permanens feladat megoldása után áttérhetünk az időtől is filggő (nem-permanens) feladat megoldására. Ez egy kezdeü-érték feladat, amit az irodalomból jól ismert Crank-NichoLson féle differencia-sémával oldunk meg A modellezéshez és tervezéshez a legáltalánosabb esetben a következő adatokra van szükség - egyszerűbb feladatoknál természetesen a feladat jellegétől függően csökken az igényelt adatok halmaza: - A vizsgált vízadó hidrogeológiai és szivárgás-hidraulikai jellemzői. - A vizsgált tér határvonalai és az ott feltételezhető határfeltételek. - A vizsgált tér vízháztartását befolyásoló művek, a létesítmények tervezett elhelyezkedése és hatása - A tervezett emberi beavatkozások és hatásai. A vizsgálandó területet háromszög hálózattal kell lefedni. A háromszögeket úgy kell elhelyezni, hogy háromszög csúcspont kerüljön - a határvonalakra, - a folyók, csatornák határvonalára (középvonalára), - vízkitermelés helyére és két kitermelési hely közé. Továbbá, a háromszögeket úgy kell elhelyezni, hogy egy-egy háromszög területe közel azonos - szivárgási tényezővel, - tárolási tényezővel és - függőleges vízforgalommal legyen jellemezhető. A háromszögek méreteit minden olyan helyen csökkenteni kell, ahol az átlagosnál nagyobb vízfelszín esések alakulhatnak ki. (Pl. víztermelő kutak környékén). Tervezési feladatok előkészítése során részletesen végig kell gondolni az adott feladat megoldásának feltételeit, azok feldolgozási és értékelési módszereit. Pl.: hol, milyen beavatkozásokat kell tervezni, ill. hatásait ellenőrizni. Ezek alapján eldönthető, hogy hol kell idősor, vagy szelvény értékeléseket v.égezni. Mindezeket figyelembe Véve kell elkészíteni a vizsgált terület háromszög hálózatának kialakítását, a csomópontok helyének kijelölését. A differenciálegyenlet megoldásához mátrixba kell rendezni a paramétereket. A mátnx mérete a háromszög csúcspontok számozási rendszerétől függ, ezért a csomópontok számozásának optimalizálását feltétlenül el kell végezni a programcsomagban lévő, sávszélesség^optimalizáló programmal. A korszerű technikai lehetőségeket kihasználva a további munka szempontjától is praktikus, de mondhatni alapkövetelmény a vizsgált területről digitális helyszínrajz készítése. Az alaptérképen fel kell tüntetni a feltáró, észlelő és termelő kutakat, valamint mindazokat a pontokat, amelyekre a véges elem hálózat csomópontjait helyezzük. A programcsomaghoz tartozik olyan program, amellyel az AUTOCADben készített digitális helyszínrajzból kikereshetők a megjelölt pontok koordinátái. A számítógépi technikával kikeresett koordinátákkal megjelölt pontokra generálható a véges elem hálózat. A generált véges elem hálózat csomóponti és topológiai (háromszögeket leíró) adatait egy erre a célra kifejlesztett programmal a matematikai megoldást végző program adatbázisnak megfelelő formába lehet rendezni. A kijelölt pontokat támpontul hasznába, a háromszög hálószerkcsztő program segítségével lehet elkészíteni a véges elem hálózatot. A szórtponti adatok és az elkészült véges elem háló figyelembe vételével és interpolációs programcsomag segítségével lehet elkészíteni a hidrodinamikai modellezés adat-modelljét. Az adatmodell a következő részekből áll: - csomóponü adatok, - elemi adatok (a háromszögekhez tartozó adatok), - állandó vízszintű határpontok számai, - az állandó vízszintü határon a vízszintváltozás idősora A csomóponti adatokat a munka megkezdése előtt fel kell tölteni a pontszerűen ható vízkitermelési, vagy vízbetáplálási adatokkal. A gyakorlati hidrológiai és hidraulikai számítások legnagyobb problémája a számításhoz szükséges paramétereknek a számítási munka szempontjából megbízható pontosságú meghatározása. Ugyanis közismert, hogy az egyes paraméterek meghatározása csak nagyon pontatlanul végezhető el, míg más paraméterek aránylag pontosan meghatározhatók. Ezért a hidrodinamikai modell helyes működése érdekében paraméter bearányosítást kell végezni. Vizsgálataink és számításaink során a mérnöki tapasztalaton alapuló, emberi döntéssel végzett bearányosítást alkalmazzuk. A modellezés részletei: A hidrodinamikai modellezést az 1994-ben elvégzett komplex geológiai és hidrogeológiai vizsgálat adatait felhasználva végeztük el. A hidrodinamikai modellezés végrehajthatósága érdekében nagyszámú csomóponttal és háromszög elemmel rendelkező véges elem hálózattal kellett lefedni a vizsgált területet. A véges elem hálózat kialakítása során figyelembe kellett venni a különböző geológiai képződményeket, azok hatását az áramlási viszonyokra. A hidrodinamikai modellezés igényeit kielégítő véges elem hálózat háromszögeinek mérete 600 m

2 és 25.000 m

2 között változik. Ilyen nagymértékben eltérő méretű elemeket egy méretarányban, egy rajzon nem lehet kezelhető és áttekinthető formában közölni. A jó áttekinthetőség miatt általában több méretarányban közöljük a véges elem hálózatot. A hidrodinamikai modell határai minden oldalon a szomszédos karsztterületek. Ez a határfeltétel az egész modellezés során a leginkább bizonytalan. Az elmúlt évek (1986-tól vizsgáltuk £ vízszint változásokat) spfán. kialakult áramlási helyzet, (amelyet a komplex hidrogeológiai vizsgálat adataiból vettünk át), hosszutát^,fennmaradását feltételezve, végeztük a bearányosítást. Ennek a feltételnek a helyességét kellene megvizsgálni egy nagy kiterjedésű, esetlég az egész fökarszt területét magába foglaló modellel. " * . . A bearányosítás során nagyon fontos tényező volt a függőleges vízforgalom értékének a meghatározása (esetünkben ez beszivárgást jelent), éspedig úgy, hogy a felvett értékkel az ismert vízszintek csak minimális értékkel változzanak meg. Ugyancsak fontos tényező volt a bearányosítás során a Séd patakból történő beszivárgás vizsgálata, amely mennyisége értelemszerűen növeli a felszín alatti vízforgalmat. A beszivárgó vízmennyiséget két részletes vízhozammérés adataiból számítottuk ki. A két mérés egyedi értékeit átlagoltuk, és azt adtuk meg az adott Séd szakasz beszivárgó vízhozamaként. A vektor-ábrákon jól érzékelhető volt a Sédből történő beszivárgás. A bearányosított szivárgási tényezők transzmisszibilitásra átszámítva 2,5 és 126,0 m

2/d közötti értéket adnak. Összehasonlítva az irodalmi közlésekben a vizsgált terület hidrogeológiai felépítéséhez hasonló területekre található