Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)

6. szám - Dr. Kovács György: Szempontok a Dunántúli Középhegység vízforgalmát szimuláló modellek felülvizsgálatához

342 Hidrológiai Közlöny 1985. 6. sz. Dr. Kovács Gy.: A Dunántúli Középhegység vízforgalma Meghatározott hosszúságú minták porozitásának gyakorisági eloszlása 0 2 U 5 8 10 12 ~16 A kúton vizsgált szakaszok hossza [m] 8. ábra. A reprezentatív elemi egység meghatározása mészkő és dolomit lineáris parazitása alapján Fig. 8. Determination of a representative elementary unit based on the porosity of limestone and dolomite tényező mindig olyan átlagos paraméter, ami a mező hidraulikai viselkedését jellemzi, nyilvánvaló, hogy a hipotézis csak akkor fogadható el, ha az áramlási tartomány a REU-nál nagyobb. Az áramlás irányában még hosszabb pálya megléte az alkalmazhatóság feltétele, mert a mozgás a ténylegesen makroszkópos, átlagos jellege csak akkor fejlődhet ki, amikor több sorba kapcsolt REU átlagoló hatása már kiegyenlíti az eg.y-egy elemben még jelentkezhető helyi különbségeket. Matematikailag a REU-k átlagos jellemzőjének számítása az egyedi értékek számtani közepének számítását igényli, amihez szükséges hogy a statisztikailag vizsgált halmaz elemszáma legalább 25...30 legyen. Jelzőanyagnak porózus közegen keresztül létrejövő transzportját vizsgáló kísérletek bizonyították, hogy a helyi változékonyság fizikai átlagolásához még ennél is hosszabb útvonal szükséges (KOV ÁCS, 1984-b). Ezért a szivárgási törvények alkalmazhatóságának feltótele az, hogy az áramlási tartomány legalább 30. . . 50szer hosszabb legyen, mint a REU. Ez a határ karsztos víztartók esetében km nagyságrendű. Amikor az említett határnál rövidebb szakaszt vizsgálunk, a vizet szállító egyedi csatornák jellegétől függ az áramlással szemben fellépő ellenállás (9. ábta). Szükséges ezért, hogy a karsztos vízvezető rétegben kialakuló áramlási tartományt két részre bontsuk (KOVÁCS et al. 1981). A kilépési pont környezetében, ahol a víz a víz vezető réteget akár természetes forrásokon át, akár aknák, kutak leszívó hatására elhagyja, a néhány csatornára koncentrált mozgás a vízszállítás domináló formája. Az átlagos paramétert tartalmazó szivárgási törvény nem alkalmas ezért ebben a zónában a porózus közeg ellenállásának jellemzésére. Mintegy 30...50 REU-nak megfelelő távolság után már sokkal egyenletesebben eloszlott áramlás kialakulását várhatjuk. így a fluxus és a hidraulikai gradiens között meghatározott átlagos kapcsolat már elfogadható a regionális vízjáratokon át zajló áramlás zónája Szivárgási zóna 9. ábra. .4 koncentrált és a megosztó áramlás értelmezése repedezett kőzetben Fig. 9. Definition of concentrated and distributed stremflow in fractured rocks szállító rendszerek paramétereinek meghatározására. A szivárgási törvény szerkezete azonban függ a vízmozgás dinamikai jellegétől (KOVÁCS, 1981). Lamináris áramlás esetében a fluxus és a gradiens kapcsolata lineáris (Darcy-törvény). Amikor a mozgás turbulens a gradiens a fluxus négyzetével arányos (Chezy-képlet). Az átmeneti zónában az összefüggést a Forchheimer-egyenlettel közelíthetjük (I = av + bv

2). A felszín alatti regionális vízrendszer modelljének levezetésekor a lineáris Darcy -törvény érvényességét mindig feltételezzük, mert összetettebb szivárgási törvény helyettesítése nehézségeket okozna az egyenletrendszer matematikai megoldásában. A karsztos víztartókban azonban ennek az egyszerűsítésnek az alkalmazása is kérdéses, mert a széles csatornákban az áramlás jellege a lamináristól eltérő lehet, ahol a helyi sebesség is számottevő. A lamináris mozgástól ^való eltérést világosan jelzik a karsztkutak leszívási görbéi, amelyek a tartósan szivattyúzott állandó Q hozam és a hatására kialakuló 8 leszívás közötti kapcsolatot ábrázolják (SCHMIFDEB, 1975). Az s ve Q összefüggésnek lineárisnak kellene lennie fedett víztartó rétegben kialakuló lamináris áramlás esetében, sőt a linearitás fedetlen rendszer esetében is elfogadható lenne, hiszen a leszívás mértéke általában elhanyagolhatóan kicsiny a legtöbbször nagy áramlási mélységhez viszonyítva. A gyakorlatban azonban a legtöbbször másodfokú parabola illeszthető a mérési pontokhoz (10. ábra) jelezve, hogy az ellenállásnak van a fluxus négyzetével arányos összetevője is (természetesen a lineáris tag A szorzótényezője ebben az esetben is tekinthető a réteg transzmisszibilitásával — azaz a szivárgási tényező és a rétegvastagság szorzatával — fordítottan arányos mennyiségnek ). Figyelembe kell vennünk, hogy a lamináris áramlás érvényességi tartományának felső határát a Reynolds-szám kritikus értékével jelezzük és