Hidrológiai Közlöny 2000 (80. évfolyam)
4. szám - Molnár Zoltán: A parti szűrésű víztermelés vizsgálata
MOLNÁR Z.: A parti szűrésű víztermelés 2T 7 3.4.3.2. Szivárgás-hidraulikai átlátok A felszín alatti vizek nem-permanens vízmozgásának hidrodinamikai modellezéséhez meg kell adni a vízvezető réteg szivárgási tényezőjét, a vízvezető réteg és a fedőréteg tárolási tényezőjét, és állandó vízszintű határfeltétel esetén folyó-, csatorna vagy tómeder szivárgási tényezőjét. E két paraméter meghatározására zavart és zavartalan talajmechanikai mintavételezésre alapozva nagyszámú eljárás ismert. Több más összefoglaló irodalom közül itt csak Kovács Gy. (1972) anyagát említem meg, ahol az eljárások zöme megtalálható. Ezeknek az eljárásoknak egyik hátránya az, hogy pontszerű adatot szolgáltatnak Azonkívül különösen kavicsos talajban mind a zavart, mind a zavartalan mintavételezés nagy hibával terhelt. Ha nincs lehetőség a pontosabb adatok meghatározása érdekében pl próbaszivattyúzást végezni, továbbá a később bemutatásra kerülő ún bearányosító modellek kiinduló adatai megadására a talajmechanikai adatokból számított szivárgási paraméterek is felhasználhatók a modellezéshez. A beszerezhető szemeloszlási görbék alapján kiszámítható a hatékony szemcseátmérő a D h, majd ennek függvényében meghatározható a szivárgási tényező és a tárolási tényező. A függőleges vízforgalom meghatározása már nehezebb Irodalmi adatok alapján becsülhető (Kovács, 1974, a; Major, 1979; Jovic, 1979), vagy talajvízszint észlelési adatokból meghatározható (Major, 1979; Molnár, 1984). 3.4.3.3. Az emberi tevékenység hatását jellemző adatok Az emben tevékenység hatását jellemző adatok kö'zül egyedül a koncentrált vízkivétel, vagy vízbetáplálás értékei azok, amelyeket a többi adattól független paramétertömbben kell megadni. Minden további adatot, a már ismertetett paraméterek változtatásával lehet a modellezéshez megadni. Például. - Egy szennyvízszikkasztó üzemeltetése során a talajvízbe jutó beszivárgás mértékével meg kell változtatni a függőleges vízforgalom értékét. - Egy új szivárgó csatorna építését úgy lehet megadni, hogy a tervnek megfelelő mértékben módosítani kell a topológiai mátrixot, a szivárgáshidraulikai paraméterek és a határfeltétel adatait. 3.4.3.4. A szivárgási tényezőbearányosítása 3.4.3.4.1. A paraméterbearányosítás lehetőségei Valamilyen paraméter bearányosítása alatt azt a folyamatot értem, amikor pontatlan, kismértékben megbízható paraméterek értékeit valamilyen más módszerrel beszerzett adatokkal összehasonlítva, az összehasonlítás eredménye alapján a paraméter értékét módosítva az adott, általában gyakorlati cél érdekében a feladat megoldásának szempontjából jobban megfelelő paraméter-értéket lehet nyerni, amely felhasználásával a modellezés során pontosabb eredményt lehet elérni. A paraméter-bearányosítás, vagy paraméterbecslés legrégebbi és legelterjedtebb módszere a legkisebb négyzetek módszere, amelyet Gauss dolgozott ki 1809-ben. Lineáris modellek esetében a legutóbbi eredmény a folyamatos paraméterbecslés, amely lényege az, hogy a mért adatok számának növekedésével a megoldás módszere pontosítja, felújítja a paraméter értékeit. Nem-lineáris modellek esetében (amilyenek a nempermanens felszín alatti vízmozgás hidrodinamikai modelljei is) két nagy csoportra oszthatók a felhasznált paraméterek. Első csoportba tartoznak azok, amelyek elég nagy megbízhatósággal meghatározhatók. Ilyenek pl a modellezett terület felszíne, a fedőréteg alsó síkja, a fekü. Ugyancsak megbízható adatnak tekintem a talajvízszint észlelési adatokat. Második csoportba tartoznak azok, amelyek csak elég pontatlanul határozhatók meg. A legfontosabbak a következők: - A vízvezető réteg szivárgási tényezője - A vízvezető réteg tárolási tényezője. - A fedőréteg tárolási tényezője - A felszíni víz mederanyagának szivárgási tényezője. - A függőleges vízforgalom értéke. A matematikai modellek bearányosításának, vagyis a modell paraméterei pontosításának módszerei három csoportba oszthatók. Minden ismert módszer alkalmazásához szükség van mért, vagy más néven ellenőrző adatokra. A bearányosítás első csoportjába az ún. '"trial and error" módszerek tartoznak, amelyek lényege, hogy felvett, vagy ismert módszerrel kiszámított paraméter halmazzal alkalmazzák a matematikai modellt. A számítási eredményeket összehasonlítva a mért adatokkal, meghatározható, hogy hol és milyen mértékben kell módosítani az eredeti paramétereket. A módosított paraméterekkel nyert eredményt megint összehasonlítva a mérési adatokkal újabb módosítás végezhető. Ezt a eljárást addig kell ismételni, amíg a számított és mért adatok között már elfogadható lesz az egyezés. 3.4.3.4.2. A bearányosításra alkalmas paraméter kiválasztása Az előző fejezetekben említettem, hogy négy szivárgás-hidraulikai jellemző és a függőleges vízforgalom az, amelyek meghatározása a hidrodinamikai modellezés során általában hozzáférhető adatokból a leginkább megbízhatatlan. A bearányosítási munka nagy mértékben megkönnyíthető, ha csak egy paramétert kell módosítani. Ennek az egy paraméternek a kiválasztása érdekében megvizsgáltam a felsorolt négy szivárgáshidraulikai jellemzőt és a függőleges vízforgalmat. A nem-permanens felszín alatti vízmozgás differenciálegyenletét megvizsgálva látható, hogy permanens állapotban a tárolási tényező nem befolyásolja a differenciál-egyenlet megoldásának eredményét. Tehát a szivárgási tényező bearányosítását permanens, vagy permanenshez közel eső állapot mért adataival el lehet végezni. A permanens állapot adatai alapján bearányosított szivárgási tényező felhasználásával egy másik, nem-permanens állapot adatait figyelembe véve elvégezhető a tárolási tényezők bearányosítása Abban az esetben, amikor nincs lehetőség a szivárgási tényező és a tárolási tényező egymással összefüggő, de
