A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIX. Országos Vándorgyűlése (Nyíregyháza, 2022. július 6-8.)

5. szekció - Hidrológia, hidrogeológia, hidraulika, numerikus modellezés - 3. Dr. Csoma Rózsa - Wagner Flóra (BME): Visszatöltési megoldások kavicsbányatavak kedvezőtlen hatásainak csökkentésére

A visszatöltés szivárgáshidraulikai ellenőrzése A vizsgálatok célja és eszközei

Az előbbiekben kialakított visszatöltés becsült, illetve bizonytalan jellemzőinek ellenőrzésére függőleges síkú szivárgáshidraulikai modell alkalmazható, melynek segítségével részletes érzékenység-vizsgálatok is végezhetők. így a vizsgálatok az alábbiakra terjedtek ki:- a hatástávolság ellenőrzése- a szivárgási tényező meghatározása a fúrások és egyéb források alapján mind a vízvezető rétegre, mind a visszatöltésként felhasználható fedőre, majd érzékenység-vizsgálat- a visszatöltés árokszélességének ellenőrzése- a visszatöltés anyagának ellenőrzése, beleértve a homogén, illetve agyagmaggal ellátott változatot.

Összegezve, a számítások célja az 1. ábrán megadott visszatöltés széles körű szivárgáshidraulikai ellenőrzése. Ehhez a szivárgáshidraulika alapegyenlete alkalmazható, függőleges síkáramlás esetére, mely az alábbi (Kovács, 1972):

d

dx

(**£)+ l^f)

= 0

ahol:

x, z, m : vízszintes és függőleges koordináták;

kx, kz, m/s : a Darcy-féle szivárgási együttható vízszintes és függőleges komponense; p, m : a piezometrikus nyomásszint magassága valamely viszonyító sík felett.

Matematikailag az egyenlet másodrendű lineáris, elliptikus parciális differenciálegyenlet,

melyhez a vizsgált tér határain többféle határfeltétel adható meg (Varga - Csoma, 1995.):

Adott nyomásszintű határ: Ilyenek a szabad vízfelszínnel határolt részek, így a bányató rézsűje is. A határszakasz helye ismert. Ha nyomásszint a határszakasz mentén állandó, az áramlás a határra merőleges.

Határ adott áramlási sebességgel: A határszakaszon a vízmozgás sebességének a nagysága és az iránya ismert. Egy eset kivételével ilyen határszakaszt kijelölése ritka és nehézkes. Ez a kivétel a vízzáró határ, melyet fontossága miatt külön tárgyalunk.

Vízzáró határ: A határ mentén az áramlás iránya adott: párhuzamos a határral. Ilyenek a vízzáró elemekkel határolt részek. A határszakasz helye ismert. Esetünkben ilyen határ a fekü felső síkja.

Szabad felszínű határ: A határ a szabad felszín, ahol a nyomás a po légköri nyomással azonos. A határ helye változó, rajta keresztül áramlás nincs. Ilyen határ a szivárgó víz szabad felszíne, esetünkben a tótól a védett terület felé.

Szabad kilépési felület: A határ mentén a nyomás a p0 légköri. Ilyen határszakasz alakul ki akkor, ha a szivárgó víz rézsűre lép ki, esetünkben a tóba. Ezt mutatja a 2. ábra vázlata.

2. ábra. Szabad kilépés

Az alapegyenlet megoldásával a fenti határfeltételek mellett, azaz a p nyomásszintek meghatározásával a teljes szivárgási térre bármely további hidraulikai jellemző (hozam, a szabad fel-