Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
4. szám - Csoma Rózsa–Gálos Miklós: A Duna vízjárásának hatása a talajvíz-viszonyokra az Infopark-Budapest térségében
7 sét. Továbbá a 2.2.3. pont értékelései is ezen időszakhoz tartoznak. A jelenség leírásához vízszintes síkú talajvíz-áramlási modellt alkalmaztunk. Ezzel az egyes kutak pontszerű információi helyett a tejes vizsgált terület leírható, akár valamely múltbeli vagy jelenlegi állapotban, akár egy tervezett létesítménnyel. A fenti két múltbeli eset így egy korábbi állapotfelvétel kialakítására alkalmas, jelenlegi helyzetet a D jelű épület figyelembe vételével, jövőbeli állapotot pedig az épülő E épülettel lehet vizsgálni. Az elmúlt évtizedekben többféle talajvíz-áramlási modellt dolgoztak ki különféle problémák megoldására. A vizsgálatokhoz ezek közül a potenciálelméleten alapuló analitikus elemek módszerét (AEM) alkalmaztuk. A módszer fontosabb jellemzőit röviden az alábbiakban összefoglaljuk össze, részletes ismertetése egy korábbi számban fellelhető (Csorna, 2002). Az AEM az áramlási térben a mozgást befolyásoló természetes képződmények, mesterséges létesítmények hatását külön-külön, a talaj vízmozgás alapegyenletét egyenként kielégítő összefüggésekkel vizsgálja. Ezek a teljes talajvíztér egy-egy lokális jellemzőjét adják, a hozzájuk tartozó összefüggés a teljes áramlási tér leírásának egy-egy analitikus eleme. Az egyes elemek elkülönített leírása után a hatások az alapegyenlet linearitása/linearizálhatósága alapján egymásra halmozhatok. így alakul ki az áramlási tér átfogó leírása, mely kielégíti az időben állandó talajvízmozgás alapegyenletét. A fenti, egyedi összefüggések az áramlási tér egy-egy elemét íiják le az elem helye, geometriai és hidraulikai jellemzői függvényében. Számos elem esetén a jellemzők adottak, azonban különösen a hidraulikai jellemzők esetén -ezek gyakran nem ismertek. Meghatározásukhoz szükséges egy-egy ellenőrző pont, ahol vagy a talajvízszint, vagy az áramlás iránya, vagy egyéb feltétel ismert. Ezen feltételek segítségével minden egyes ellenőrző pontra felírható a teljes áramlási teret jellemző összegzett hatás. Az így kapott egyenletek olyan lineáris egyenletrendszert alkotnak, melynek megoldása után a vizsgált tér bármely pontjában megadható a talajvízszint. Az egyes elemek leírásához a hidromechanika jól ismert áramképeit (Németh, 1963.) vagy azok továbbfejlesztett változatait (Strack, 1989, Haitjema, 1995, Csorna, 2007, stb.) alkalmazzuk. így folyók vonal menti források láncolatával, esetleg felületi források sorozatával vehetők figyelembe. Mivel a Duna jelen munka esetén a vizsgált területet határolja, a vonal menti forrást alkalmaztuk. A vízvezető réteget teljesen le nem záró épületek vizsgálatára a réteg hidraulikai jellemzőinek lokális megváltozását leíró „inhomogenitások" azon változata alkalmazható, mely csak a rétegvastagság megváltozását veszi figyelembe. A AEM alapvető feltételezése a végtelen kiterjedésű talajvíz-tér. A vizsgálatok azonban konkrét területeket érintenek. Ezt olyan külsőnek tekinthető terület vesz körül, ahol a lejátszódó jelenségek hatása nem minden esetben elhanyagolható. Ennek megfelelően a számítások során kétféle területet kell figyelembe venni. A vizsgálandó területe t maga a feladat szabja meg. Az ott jelenlevő valamennyi elemet a lehető legjobb közelítéssel kell figyelembe venni, hiszen ezek adják a feladat megoldását. A számításokba bevont területmindazon térség, ahol olyan elemek találhatók, melyek a vizsgálandó területre még hatással vannak. A terület lehatárolása, a figyelembe vett elemek kiválasztása csak többszöri próbaszámítással lehetséges. A vizsgálandó területből kiindulva addig kell újabb külső elemeket bevonni, amíg azok a vizsgálandó térség talajvízszintjeire csak elhanyagolhatóan kicsiny hatást gyakorolnak. így a számításokba bevont terület fokozatos bővítéssel alakul ki, melynek külső részen olyan elemek is alkalmazhatók, melyek lokálisan közelítőek, nagyobb térségre gyakorolt hatásuk azonban megfelelő. A módszer ezen túl nem igényli sem diszkretizálási háló kialakítását, sem pedig a háló határa mentén további peremfeltételek megadását, mely egyéb numerikus módszerek gyakori jellemzője. 3.2. A számításokhoz felhasznál adatok Az AEM modell alkalmazásához szükséges adatokat az alábbiak szerint állítottuk össze: - A vízvezető réteg jellemzőit a 2.1. pont szerint adtuk meg. - A Duna helyszínrajzi elhelyezkedését és szintjeit a 2.3. pont alapján vettük figyelembe. - Az egyes épületek elhelyezkedését és felszín alatti mélységét a kutak, kútcsoportok telepítési dokumentációi valamint az Infopark honlapja nyomán adtuk meg. - Az egyes épületeket határoló sokszögekkel írtuk le. - Az előző pontban említett vizsgálandó területet a Duna, Lágymányosi-híd és csatlakozó töltése, egyetemi sporttelepek valamint az ELTE északi és déli területeit elválasztó sáv által határolt négyszög alkotja. - A számításokba bevont terület ennél tágabb, különösen a Duna északi és déli irányú kiterjesztése a Lágymányosi-öböllel tűnt indokoltnak. - A modell bearányosításához a 2.2. pontbeli kutak szintjeit alkalmaztuk. A számításokat először a megadott két időszak figyelembe vételével, az akkor meglevő épületekkel végeztük el. Ez valójában csak az ELTE déli epülete volt, hiszen az Infopark akkori épületei nem érnek mélyebbre a feltöltésnél. Ezután a Ilm mélyre leérő D épület hatását vizsgáltuk. Mivel az épületet csak 2007-ben adták át, újabb vizsgálandó időszak kiválasztására lett volna szükség. Ehelyett azonban az összehasonlíthatóság érdekében továbbra is a 2005. tavaszi, illetve 2005-06. téli talajvízszintekkel vizsgáltuk az épület hatását. Hasonlóan jártunk el a jelenleg épülő E épület esetén is. 3.3. A talajvíz és a Duna kölcsönhatásának vizsgálati eredményei Az előző pontokban megadott modellel és adatokkal modellezett 2005. tavaszi talajvízszinteket a 16. ábra mutatja. Az ábra a vizsgált terület négyszögét EOV koordinátákkal mutatja, feltüntetve az egyes talajvízszint észlelő kutakat is. A talajvíz szintvonalak lépcsője 10 cm. Az ábrán jól látható, hogy ebben az állapotban az áramlás iránya már éppen a Duna felől a térség felé mutat. A 2005-06. téli állapotot a 17. ábra mutatja. A vizsgált terület azonos, a szintvonalak továbbra is 10 cm-es közökkel adottak. Az áramlás iránya itt az előzőhöz lépest fordított, a vizsgált terület felől a Duna felé mutat. A két vizsgált változat így két hidraulikailag eltérő állapotot mutat. Ezen két állapotba illesztettük be előbb az Infopark E, majd és D épületét. Az E épület egymagában az alacsony talajvízszintü 2006. téli állapot esetén a szintekben a modell pontossági határát alig elérő, vagy csak kismértékben meghaladó eltéréseket okozott. Ez esetben a D épület hatása is elhanyagolható. Ennek oka, hogy az épületek alsó síkja a viszonylag alacsony talajvízszint fölött csak néhány méterrel található, így a telített rétegvastagság alig csökken.
