Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
12. szám - Marton Lajos: Izotóphidrológiai modellek és számítási eljárások a felszín alatti vizek mozgásának tanulmányozásához
HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 26. ÉVFOLYAM 12. SZÁM 525—572. oldal Budapest, 1982. december Izotóphidrológiai modellek és számítási eljárások a felszín alatti vizek mozgásának tanulmányozásához MARTON LA J OS 1. A felszín alatti víz kora mint hidrológiai paraméter A felszín alatti vizek kora (azaz a beszivárgás helyétől az adott pontba való eljutás időtartama) ugyanolyan fontos paramétere az áramlási rendszereknek, mint a beszivárgási intenzitás, a szivárgási sebesség, a szivárgási tényező vagy a transzmisszibilitás s egyéb hasonló hidraulikai és hidrológiai jellemzők. A felszín alatti víz korát hidrológiai (vagy akár csupán hidraulikai) paraméternek tekinteni azért szokatlan és újszerű, mert eddig az áramlástan sohasem vizsgálta (nem is vizsgálhatta) és a permanens víz mozgások esetében nem vonta be a kifejezésekbe az időt mint a víz korát, mivel meghatározása csak az izotóphidrológia új eredményeinek és módszereinek segítségével vált lehetségessé. Az izotóptechnikai adatok, s köztük különösen a víz kora csak akkor használhatók fel az áramlási rendszer egyes paramétereinek (beszivárgási intenzitás, szivárgási sebesség, vízhozam stb.) meghatározására, ha ismerjük az áramképet. Ez nem egyszerű feladat, csak az utóbbi másfél-két évtizedben alakultak ki azok a számítógépes eljárások, amelyek a gyakorlati feladatok megoldásához szükségesek. Az áramlási rendszerek matematikai modellezése elsősorban TÓTH (1962, 1963), FREE- Arami/onol ZE és WITHERSPOON (1966, 1967, 1968) és FREEZE (1971) nevéhez fűződik, de napjainkban már kiterjedt irodalma van. Fontos hangsúlyozni, hogy egy áramlási rendszert csak mint a táplálás és megcsapolás helyét és mértékét is magában foglaló hidrológiai egységet lehet értelmezni. Csak a hidrológiai egységként tekintett áramlási rendszer paramétereiből és határfeltételeiből lehet az áramlási sebességet, a vízhozamot, a felületi hatást (beszivárgást, megcsapolást) számítani és a víz korát értelmezni, amelyek szigorúan determinált, egymást kölcsönösen feltételező és egymással kölcsönösen összefüggő kapcsolatban vannak. Az áramkép ismeretének feltétlen szükségességét jól illusztrálja az 1. ábra, amelyen TÓTH (1963) által bemutatott egyik áramképre ötletszerűen berajzoltunk több különböző mélységű kutat. A hullámos térszín és ennek megfelelő vízfelszín a homogén porózus közegben különböző áramlási zónákat indukál. Ha példaként felvett esetünkben a kutak vizének elemzésével meghatározzuk az izotópkoncentrációkat s ezekből a vizek relatív vagy abszolút korát, akkor még az azonos mélységű kutak izotópadatai sem hasonlíthatók össze az áramkép ismerete nélkül. Nyilvánvaló, hogy súlyos hibát követnénk el, ha pld. az 1. és 3. minta, vagy a 2. és 4. vagy akár a 4. és 6. minta koncentrációjából kísérelnénk meg szivárgási sebességet számítani, mivel azok az áramlási rendszer különböző zónáit jellemzik. De számítható a szivárgási sebesség — egyebek közt —• a 2—3—5. 2. hőt 1.kőt Tápterület mm P H Helyi áramlási zóna Köztes áramlási zóna f" 7] Regionális áramlási zont 1. ábra. Hidrológiai egység áramlási rendszerei {TÓTH, 1963, nyomán) Puc. 1. CucmeMbi ifupKyAHifuu zudpojwewiecKoen ÓAOICÜ (no TOTy, 1963) Fig. 1. Theoretical flow pattern of different flow systems (after TÓTH, 1963) 2. ábra. A Piston-flow modell (Buttlar és Wendt, 1958, nyomán ) Puc. 2. ModeAb «piston flow» (no Eymnapy u Bendmy, 1958) Fig. 2. Piston-flow model (after Buttlar and Wendt, 1958)
