Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

4. szám - Székely Ferenc: Hidrogeológiai modellvizsgálatok eredményei az ÉK-i Alföld porózus üledékeiben

SZÉKE^^j^lidrogeoIógk 25 és (a talajvízmélység azonos előjele következtében) kizárja a terepszintet metsző talajvízszintek kialakulását. Ehhez az adott időszakban 125 talajvízszint észlelő kút adatai álltak rendelkezésre (2. ábra). A feldolgozás térinformatikai szakaszának első lépésként a kútadatok alapján interpolációval megszerkesztettük a "nyers" talaj vízmélység térképet, amely az alacsony adatsürüség következtében területileg erősen simított jelleget mutatott. Az interpolált felületet reprezentáló adatmátrix értékei 0,77 és 7,50 m között váltakoztak. Ezt a terepmodellből kivonva előállítottuk az ugyancsak "nyers" talajvízszint térképet, amely túlzottan a terepszint ingadozásait követte. A nem kívánatos trendek megfordítása érdekében a talajvízszint térképet 4 csomópontos csúszó átlagolással simítottuk, majd kivontuk a terepmodellből. Az így javított térképeken már a Jeczkó-Halász tanulmányban (1986) ismertetett jellegek (simított talajvizdomborzat, ingadozó talajvízmélység) dominálnak. A mikro-domborzati hatás következtében a hátsági területen a talajvízmélység térkép már a (feldolgozás végeredményét bemutató) 3. ábrán látható érdességet mutatta és rendkívül kis eltéréssel (0,007 m) illeszkedett a mért kútadatokhoz. Az elvégzett korrekció következtében a mélység felület maximuma 10,39 m-re nőtt. A következő, modellezési szakaszban permanens, háromdimenziós hozaminverziós szimulációt végeztünk. Az áramlási modell állandó nyomású felső peremfeltételét kezdetben a talaj vízdomborzat térinformatikai változatával adtuk meg és laterálisan vízzáró peremfeltételekkel a permanens nyomáseloszlást modelleztük. Ezt követően a csomóponti hozam egyenletek felhasználásával kiszámítottuk a talajvizet érő külső utánpótlás és megcsapolás területi eloszlását. Több olyan (a 2. ábrán szürke foltokkal jelölt) területet találtunk, ahol a beszivárgásból és felszíni vizekből származó külső utánpótlás még az éves csapadékot is jelentősen meghaladta. Itt a talajvíz mélységet fokozatosan növelve (egyúttal a talajvízszintet és annak görbültségét csökkentve) a külső utánpótlás értékét a feltételezetten 100 mm/év maximumra csökkentettük. A fokozatos közelítési módszer konvergenciáját és a hozamszámítás hibájának csökkentését a Kantorovics-Krülov algoritmus felhasználásával (Székely 1989) lehetett biztosítani. E fokozott pontosságú numerikus séma a csomópontokba befutó, rétegirányú hozam-komponenseket az összes szomszédos (4 tengely és 4 átlóirányú) csomópont nyomásának súlyozott átlaga alapján számítja. 3. ábra. A talajvízmélység m felülete árnyékoltan 4. ábra. A talajvízszint domborzat m tszf. szintvonalai az utánpótlódási (szürke tónusú) és megcsapolási (pontozott kitöltésű) területekkel A 3. ábrán a (célszerűbb megjelenítés érdekében negatív előjelű adatokból szerkesztett) végleges talajvízmélység eloszlás látható, ehhez a mért adatok 0,24 m átlagos hibával illeszkednek. A felület abszolút értékkel vett maximuma 17,22 m. Figyelemre méltó, hogy a 2. ábrán feltüntetett észlelő kutak, egy kivétellel, a szürke színnel jelzett területeken kívül, illetve azok határán találhatók. A vízháztartási jellegű mélység korrekció tehát nagy valószínűséggel a kutak közötti területek makro domborzati viszonyainak (meredek lejtőjű domboknak, tereplépcsőknek) a következménye. A talajvízmélység térkép a tavakra, mocsarakra és lápokra vonatkozó információk felhasználásával a jövőben tovább finomítandó. A 4. ábrán bemutatjuk a terepmodell és a végleges talajvízmélység térkép különbségeként szerkesztett (viszonylag nyugodt felülettel jellemezhető) talajvíz-domborzat térképet, valamint a talajvízre vonatkozó utánpótlási és megcsapolási területek eloszlását. A két fluxusnak a saját hatásterületekre vonatkozó átlagértéke 35,7 illetve -24,6 mm/év. Az öt réteges áramlási modellben a rétegek maximális piezometrikus szintjei lefelé haladva fokozatosan csökkennek: 160,45 m (1. réteg, talajvíz), 145,76 m (2. réteg), 139,29 m (3. réteg), 123,93 m (4. réteg), 109,42 m (5. réteg). E modellezési változatot "A" változatnak nevezzük. Ellenőrzés céljából a rétegek piezometrikus nyomáseloszlását a hozaminverzióval meghatározott utánpótlás és megcsapolás, továbbá az "A" változatból importált D-i, valamint Ny-i peremfeltételekkel rögzítetlen talajvízszintek mellett is felépítettük ("B" változat). A két modellezési változat eredménye megegyezett, ami a hozaminverzió pontosságát igazolja. A kutakban mért és a 4. ábrán látható felületből visszainterpolált talajvízszintek viszonylag nagy, 1,28 m átlagos eltérést mutatnak. Ennek túlnyomó részét (1,18 m) az 500 m felbontású terepmodellből kiolvasott kút terepszintek hibája adja. Ez a hiba csak finomabb felbontású és pontosabb terepmodell alkalmazásával csökkenthető. Egyes kutak esetében nem zárható ki, hogy a szintezési vagy koordináta adatokat (mérési, konverziós, adatkezelési) hiba terheli. A modellparaméterek verifikálása céljából a szimulált permanens nyomáseloszlást összehasonlítottuk a nagyarányú víztermelés előtti időszakból rendelkezésre álló mérési adatokkal. Tóth J. (1962, 1963) módszertani és gyakorlati eredményeire alapozva Erdélyi M. (1979) a Magyar Medence területére nagy mélységig lehatoló nyomás szelvény so• víztermelés • peremi eláramlás 300000 250000 200000 ro 150000 N o 100000 > 50000 0