Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

2. szám - Zsemle Ferenc–Mádlné Szőnyi Judit–Angelus Béla: Felszíni hidraulikai rezsimjelleg térképezése az izsáki Kolon-tó környezetében

•<Yi J. - ANGELUS B.: Felszíni hidraulikai rezsinijelleg 111 Hierarchikusan fészkelt áramlási rendszerek és a hidraulikai rezsim A legegyszerűbb elvi medence alulról és két oldalról merőleges impermeábilis síkokkal határolt, homogén kőzetösszetételű egység, amelyben a fő flkválasztótól a fo megcsapoló helyig egyenletesen lejtő talajvíztükör egyeden áramlási rendszert eredményez. Ez az áramlási rendszer egy beáramlási és egy kiáramlási területtel jellemezhető, amelyet a középvonal választ el egymástól. A természetben az elméletitől eltérő topográfiai körülmények megváltoztatják a talajvízdomborzat lefutását, ennek köszönhetően különböző rendű hierarchikusan egymásra épült áramlási rendszerek jönnek létre (Engelen et aL, 1996). A különféle rendű áramlási rendszerek mindegyikénél szintén háromféle (beáramlási, átáramlási és kiáramlási) vízáramlási rezsimet (területet) lehet megkülönböztetni (3. ábra). (Tóth, 1963): Beáramlás vagy utánpótlódás: az áramlási intenzitás függőleges komponensének iránya a felszínhez képest lefelé mutat, azaz a hidraulikus gradiens pozitív. Átáramlás: a vízáramlás irányának nincs függőleges, csak laterális komponense, azaz a függőleges gradiens komponens zéró. Kiáramlás vagy megcsapolódás: a fluxus függőleges komponense a felszínhez képest felfelé mutat, a függőleges gradiens komponense negatív. A homogén kőzet-összetételű összetett medencében a kialakult áramlási képet tovább módosítja a földtani heteroge2. ábra. A hidraulikus emelkedési magasság, nyomásemelkedés, a vízmélység és a viszonyító sík kapcsolata A hidraulikus vezetőképesség vagy szivárgási tényező (K) a porózus közeg vezetőképességi tulajdonságainak és a benne áramló folyadék tulajdonságainak a függvénye. Arányos a közeg permeabilitásával (k), a gravitációs gyorsulással, a folyadék sűrűségével és dinamikai viszkozitásával. «mpctmeibüis határ szinguláris pontok n, regionális áramlási rendszer intermedier áramlási rendszer lokális áramlási rendszer • • határ áramlási rendszerek között * beáramlás 3. ábra: Hierarchikusan fészkelt áramlási rendszerek (Tóth, 1963; módosítva Engelen et aL, 1996 után) A folyadékpotenciál (O)az egységnyi tömegű folyadék összes mechanikai energiájának mennyisége. A Hubbert-egyenletből (Hubbert, 1940) következően a folyadékpotenciál egy adott mérési pontra vonatkozóan hidraulikus emelkedési magassággal és a gravitációs gyorsulással fejezhető ki: <t>=hg Két pont közötti mechanikai energiakülönbség (A<J>) áramlást indukál a kisebbik folyadékpotenciál-értékű hely irányába. Mivel a g állandó, ezért a <I> egyenesen arányos a hidraulikus emelkedési magassággal. így két pont közötti áramlást a h értékek különbsége szabhatja meg. Darcy törvénye A porózus közegben zajló lamináris vízmozgásra vonatkozó empirikus összefüggés alapján az áramlási intenzitás vagy fajlagos vízhozam (q) arányos a hidraulikus gradienssel, az arányossági tényező a hidraulikus vezetőképesség: A negatív előjel arra utal, hogy az áramlás a nagyobb hidraulikus emelkedési magasságú hely felől a kisebb felé történik, azaz az áramlási intenzitásvektor (q) mindig ellentétes a hidraulikus gradiens (grad h) irányával.