Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

4. szám - Csoma Rózsa: Talajvíz-áramlás modellezése az analitikus elemek módszerével

212 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 4. SZ. FDM háló: 50x50 m or 25x25 m Fenti megfontolások összefoglalását tartalmazza az 1. táblázat: A modell főbb jellemzőinek összehasonlítása ~ ^m^mmmmmmwmmmmmmmmmmmmmmt 5. ábra: Tesztfeladat kútcsoporttal A vízválasztót ez esetben az x és y tengelyek mentén vízzáró határként lehet figyelembe venni Az így lecsökkentett vizsgált területtel jelentősen csökkenthető mind a számítási időigény, mind pedig a számítógépes tárigény Az FDM-hez kétféle négyszöghálót alkalmaztunk, 50 x 50 m-es és 25 x 25 m-es osztással Talajvízszintek a kútcsoport környezetében szabad felszínű rétegben, beszivárgással Jellemző FDM AEM Alapegyenlet Altalános 1 lidraulikailag közelítő Megoldási mód Matematikailag közelítő Matematikailag pontos Talaj vízfelszín Diszkrét pontokban adott Folytonos Az áramlást befolyásoló elemek hatásának figyelembe vétele Közvetve, határfellételek segítségével Közvetlenül Modellkialakitás Altalános, kötött Rugalmas Nyomás alatti és szabad felszínű rends/trek kezelése A transzmisszibilitás miatt eltérő Azonos potenciállal Erőteljes változások követése I lálótól függő Igen jól követi Változó rétegjellemzők figyelembe vétele Egyszerű Nehézkes Nem-permanens folyamatok Egyszerűen Még kialakulatlan 6. ábra: Talajvízszintek összehasonlítása Eredményként a 6. ábrán az x tengely menti talajvízszinteket adjuk meg. Az ábrán a FÜM-25 jelzés a sűrűbb, míg azFDM-50 a ritkább hálóval számított változatot jelenti. Bár az AEM eredménye folytonos talajvízfelszín, az ábrán az összehasonlíthatóság kedvéért csak a FDM-25 változatnak megfelelő pontokat vettük figyelembe, közöttük lineáris interpolációval. Jól látható, hogy az eltérések a kutak környezetében - de különösen a kutak között - számottevőek Bár az FDM-25 adja a pontosabb eredményeket, az erőteljes változások környezetében még ez sem elég sűrű. Végül két olyan jellemző említendő, amelyek FDM esetén igen hatékonyak. Egyrészt a vízvezető réteg jellemzőinek (vízvezető képesség, vastagság, fekü szintje, stb ) nagyobb térségre kiterjedő változása, másrészt az időben változó folyamatok figyelembe vétele igen egyszerű. AIM esetén a rétegjellemzők lokális változása inhomogenitásokkai figyelembe vehető ugyan, azonban például egy folytonosan lejtő réteg már nehezebben közelíthető Időben változó folyamatokra a Laplace-egyerúei maga nem érvényes Léteznek ugyan próbálkozások például időben változó hozamú kutak vizsgálatára a Theiss-fé\e kútfüggvény segítségével, ezen terület még nem tekinthető kialakultnak. 4.3. Adatigény Egy modell alkalmazhatóságának alapvető eleme az adatigény, különös tekintettel a határfeltételi adatokra. Jelen pont ezekkel foglalkozik. Az FDM a vizsgált terület körül, körbe mindenhol adott határfeltételeket igényel Minden egyes határszakasz mentén a 2.3. pontnak megfelelően határfeltételi adatokat (esetleg összefüggéseket) kell megadni. Folyók, vízzáró sziklaképződmények vagy adott helyen levő talajvizválasztók esetén (mint a 4.2. pont tesztfeladata is) a határ megadása egyszerű és nyilvánvaló, azonban számos olyan eset fordulhat elő, amikor ilyen határ nem létezik. Ez esetben a vizsgált terület lehatárolása esetleg igen nehezen oldható meg. Az AFM nem igényel a területet körülvevő határfeltételeket, hanem csak a külső terület meghatározását, mely valójában egy sáv. Igaz ezen sáv mérete csak próbaszámításokkal határozható meg. Magát a határfeltételeket viszont csak az elemekhez kapcsolódó ellenőrző pontokban kell megadni. A határfeltételi igény ilyen szemléletbeli - különbsége valójában az FDM esetén a külső határokból történő interpolálást, míg az AFM esetén a belső határokból történő extrapolálást jelenti Mindkét módszer a számításokhoz figyelembe vett területet kisebb részterületekre (elemekre) osztja. Az FDM valamely hálózatot (gyakran négyszöghálót) alkalmaz, amely felosztás geometriai jellegű. Az AEM viszont síkidomok helyett minden olyan elemet külön függvénnyel definiál, amelyek az áramlást meghatározzák illetve befolyásolják. Az ilyen jellegű területfelosztás hidraulikai-hidrogeológiai szemléletet tükröz. A geometriai felosztás a teljes vizsgált területen definiál csomópontokat, bár természetesen sűrűben ott, ahol ezt a hidraulikai viszonyok igénylik, és ritkábban, ahol nem A hidraulikai jellegű felosztás viszont csak ott definiál elemeket, és olyanokat, amelyek az áramlásra valóban befolyással vannak. így az elemszám általaban alacsonyabb, mint a csomópontszám Mivel az FDM az alapegyenletet minden egyes csomópontra (vagy részterületre) alkalmazza, a vízvezető réteg valamennyi jellemzője adott (vagy számítható) kell legyen minden egyes pontban Az AEM adatigénye az egyes elemtípusokhoz, illetve a vízvezető réteg általános leírásához kötődik Valójában tehát ugyanazon információ megadását igényli, mint a FDM, csak némileg eltérő összeállításban