A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIX. Országos Vándorgyűlése (Nyíregyháza, 2022. július 6-8.)
5. szekció - Hidrológia, hidrogeológia, hidraulika, numerikus modellezés - 8. György Máté - Ács Tamás - Decsi Bence - dr. Kozma Zsolt (KDVVIZIG - BME): Párolgásbecslő módszerek összehasonlító vizsgálata talajvízforgalmi modellezéssel
^=áMM (8) ahol ő(p) [-] a térfogatos víztartalom, k(ő) [cmmap-1] a telítetlen szivárgási tényező a víztartalom függvényében és p [cm] a vízfázisban uralkodó nyomás. A legtöbb esetben az egyenletnek nincs zárt analitikus megoldása, ezért általában numerikusan oldják meg. A jelenség erősen nemlineáris jellege miatt a megoldás számításigényes és gyakran instabil. Az összefüggés szerint három egymással összefüggő változó (p, ő(p), k(ő)) szükséges a vízáramlás leírásához, mégis csak egy dinamikai egyenletet adunk meg. így matematikailag további két összefüggésre van szükség: ezek a talajfüggő statikus hidraulikai összefüggések - nevezetesen a víztartóképességi görbe és a vízvezetőképességi görbe - kulcsfontosságú bemeneti adatok a Richards-egyenlet megoldásához (Kozma, et al., 2014). Víztartóképességi (VTK) görbe: megadja, hogy egy adott talaj mekkora vízmennyiséget képes megtartani különböző szívómagasságok mellett. A porózus közegek víztároló képessége a szemcseméret-eloszlással függ össze, így más tényezők mellett a talaj textúrája is erősen befolyásolja a görbe alakját (l.ábra; ahol pF = log(-^)). Gyakorlatilag a VTK görbe meghatározható a mért ő vs. p adatpárok halmazával. A p [m] nyomásmagasság egyenlő a folyadék nyomásával a p [kg-m -2] ponton, osztva a y [kg-m-3] tömegsűrűségével (Dingman, 2015): p = z + p (9) ahol z a viszonyítási sík feletti pont magassága [m]. A térfogatos víztartalom 6 (más néven víztartalom vagy talajnedvesség-tartalom) a víz térfogatának és a talaj térfogatának aránya (Dingman, 2015): 6 = — (10) A természetes talajok víztartalma jellemzően nagymértékben változik függőlegesen, vízszintesen és az idő függvényében. A 6 elméleti tartománya 0 (teljesen száraz) és (telítettség) között van. Az 1. ábra a víztartóképességi görbe fizikailag értelmezhető tartalmát szemlélteti egy tetszőleges, közepes textúrájú agyagos talajra (Kozma, et al., 2014): • • reziduális víztartalom: őr = ő(pF=6,2); • hervadáspont: őwp = ő(pF=4,2); • szabadföldi vízkapacitás: őfc = ő(pF=2,5); • telítési víztartalom: ős = ő(pF=0) • hasznosítható víztartalom: AWC = őfc - őwp A görbe leírására különböző parametrikus analitikus képletek is használhatók. Ezeket a függvényeket a mért diszkrét adatpontokra kell illeszteni. Folytonos jellegük miatt nagymértékben elősegítik a konvergenciát és a stabilitást a képlet numerikus megoldása során. E formulák közül a legelfogadottabb a l.ábra. Víztartóképességi görbe fizikai tar- (n) van Genuchten-féle függvény (van talma vályogra, forrás: (Kozma, et al., 2014) Genuchten, 1980): 6(p) = 6r + (6S - 6r) • [1 + \ap\n] m (11)
