Hidrológiai Közlöny 1993 (73. évfolyam)
5. szám - Ujfaludi László–Maginecz János: A Szigetköz felszín alatti vizei – Hidraulikai és vízminőségi helyzetelemzés, 1987–1989
UJFALUDI L. - MAGINECZ J.: A Szigetköz felszín alatti vizei 287 TU 100 80 60 40 20 0 0 DUNA TU 100 80 • 60 40200 DUNA TU 100 80-\ 60 40 s / A 14 út [km] 3. \ \ • s to 12 út [km] 4. / X X \ 20 0 a DUNA TU 80 6040200 ót [km] f' N \ DUNA út [km] 11. ábra. A talajvizek tricium-aktivitása 1988-ban források és az azok közelében lévő objektumok (pl. települések) közötti elérési idő általában rövid, míg a nyomvonalak mentén fent megadott teljes tartózkodási idők igen hosszúak. Ennek két lényeges gyakorlati következménye van: (1) a pillanatnyi talajvízminőséget domináns módon a helyi szennyezések határozzák meg, a Duna vízminőségének hatása másodlagos; a dunai hatások a terület belsejében csak igen hosszú idő után jelentkezhetnek; (2) a talajvízminőség javítását célzó bármely intézkedés (pl. a települések csatomázása, racionálisabb mezőgazdasági vegyszerhasználat stb.) hatása csak igen hosszú idő - évtizedek - elteltével kezd érvényesülni. diszperzió miatt azonban az eredetileg éles front egyre inkább elmosódik, az áttörési görbe ellapulttá válik. Mikroszkopikus léptékben a diszperzió az alábbi négy okra vezethető vissza (Fried, 1975): - a parabolikus sebességeloszlás az egyes pórusokon belül; - a nagy- és kis átmérőjű pórusok közötti sebesség-különbség; a talajszemcsék terelő hatása; molekuláris diffúzió. A diszperziós tulajdonságokat a D diszperziós-tenzor fejezi ki; általános esetben ez egy 3x3 elemű szimmetrikus i tenzor, amelynek megfelelően választott koordináta rendszer esetén csak 2 zérustól különböző' eleme van: a Dl hosszirányú és a Dt keresztirányú diszperziós tényező. Ezeknek az effektív (pórus-) sebességgel (U) és a molekuláris diffúziós tényezővel (DM) való kapcsolata: D L = a LU + D M D T = a TU + D M (4) ahol aL és aj a hosszirányú, illetve keresztirányú diszperzivitás (Bear, 1972). A gyakorlatban előforduló sebességtartományban a Dm elhanyagolhatóan kicsiny. A diszperziós tényezők, illetve a diszperzivitások számszerű meghatározására nagyszámú laboratóriumi és terepi kísérlet történt (összefoglalóan lásd: Fried, 1975). Inhomogén szemcseösszetételű talajok diszperziós vizsgálatát és a diszperziós és talajfizikai tulajdonságok összefüggését korábban a VITUKI-ban is vizsgáltuk (Ujfaludi, 1986b). A homok-finom kavics tartományban az ai diszperzivitás és a dso közepes szemcseátmérő között az alábbi empirikus kapcsolatot határoztuk meg: O-l = 48.4b 5 (5) ahol dso méterben helyettesítendő' és akkor ai,-et is méterben kapjuk. A terepi mérések során kapott diszperzivitások a laboratóriumi értékeknél jóval, esetenként 2-3 nagyságrenddel nagyobbak, amint arról sok szerző beszámol (pl. Fried, 1975; UNESCO, 1980). Ráadásul egy bizonyos - esetenként változó - távolságig a diszperziós tényezőnek az úttal arányos növekedését is megfigyelték (Chin, 1986). Terepi (regionális) méretekben történő szennyezőanyag-teijedés esetén ugyanis az említett mikroszkopikus hatásokat sokszorosan felülmúlják: - a talaj rétegződéséből eredő áramlási sebességkülönbségekből; - a nagykiteijedésű lencsés képződmények terelő hatásából származó „makrodiszperziós" hatások. A makro-léptékű diszperzió tehát fizikailag különbözik a mikro-léptékű diszperziótól, kvantitative mégis azzal analóg módon, a (4)-hez hasonlóan értelmezett (terepi, vagy regionális) diszperziós tényezőkkel, ül. diszperzivitásokkal jellemzik. (Pl. kavicsréteg estén a laboratóriumi a L-érték legfeljebb cm nagyságrendű, terepi méretekben heterogén kavicsos-iszapos összletekben 10 m, sőt 100 m nagyságrendű cx rértékeket is mértek: UNESCO, 1980.) 3.2. A diszperzió jelensége kis- és nagyméretű áramlási tartományokban A szennyező anyagok a talajvízban áramlás és diszperzió révén terjednek. Tisztán áramlás útján történő (advektív) terjedés esetén homogén talajban egy éles koncentráció-front változatlanul haladna tovább. A 3.3. Becslés a pleisztocén víztartó regionális diszperzivitás-értékeire A termonukleáris légköri robbantások által létrehozott nagy tricium aktivitásokat (tricium-csúcsot) több szerző felhasználta felszín alatti vizek transzport-paramétereinek meghatározására. Gvirtzman és mások (1988) a
