Hidrológiai Közlöny 2008 (88. évfolyam)
2. szám - Marton Lajos: A hidrogeológia alapvető hidraulikai kérdései: A zárt és átszivárgó vízadó rendszerek hidraulikájának áttekintése
MARTON L.: A hidrogeológia alapvető hidraulikai kérdései 7 Következésképpen: q* = dq (21) A vízadóban áramló fajlagos hozam a Darcy-törvény alapján: dH q = Km dx A további részletek mellőzésével felírhatjuk (22) d 2s r K' dx mm'K vagy d\ dx 2 ahol = -6 25 x = 0, K' (23) (24) mm' K A (24) szerinti b érték dimenziója [L"'] Látható, hogy a (24) kifejezés reciproka a (9) kifejezésnek. A (23) egyenlet lineáris másodrendű homogén, állandó együtthatójú differenciálegyenlet, amely azonos a (8) egyenlettel, azzal a különbséggel, hogy a b és B állandók egymásnak reciprokai. A (23) egyenlet általános megoldása s x = C {e~ b x + C 2e h x (25) A C\ és C 2 állandók meghatározása a peremfeltételekből történik. Esetünkben a peremfeltételek: x = 0, s x = s 0 x = oo , s x = 0 . Ezeket a (27) összefüggésbe helyettesítve kapjuk: C1 = S0. C2 =°A kapott állandókat a (25) egyenletben szerepeltetve, felírhatjuk a depressziós görbe Mjatiev-féle egyenletét: formában használják, ahol B a (9) szerinti, hosszúság dimenziójú átszivárgási tényező, („leakage factor"). Több mint egy évtized elteltével Garmonov és tsai (1960) kifejezik sajnálatukat, hogy Mjatiev munkássága a maga korában nem kapott elegendő figyelmet a szakirodalomban. Beszámolójukban közlik, hogy a nyugatszibériai alföld délkeleti részén végzett részletes vizsgálataik teljes mértékben Mjatiev téziseit igazolják és erősítik. A negyedidőszaki, neogén, oligocén és kréta-kori üledékek kapcsolatát vizsgálták. Ezek az üledékek impermeabilisnak minősített rétegekkel vannak egymástól elválasztva. Ezen kívül mindegyik aquifer, az egy negyedidőszaki aquifer kivételével, teljes mértékben izolálva van a jelenkori folyóvízhálózattól. Ennek ellenére a neogén, oligocén és kréta-kori vízadók nyomásmagassági térképei és a negyedidőszaki üledékek nyomás alatti és szabad felszínű vizei nyugalmi szintjének adatai azt bizonyítják, hogy vertikális hidraulikai kapcsolat van közöttük, amely abban manifesztálódik, hogy a nyugalmi szintek a jelenkori térszín alakjával egybevágóan alakulnak (manifested in a conformation of static levels to the recent relief). A Mjatiev által közreadott 4. ábrán (in: Szilin-Bekcsurin 1965, p. 132.), amely a természetben tapasztalt megfigyelések alapján készült, három víztartó réteg depreszsziós görbéi vannak ábrázolva, a rétegekben kialakult áramlási irányokkal. Ezekből látható, hogy a folyók közötti magasan fekvő összletben, amely beszivárgási terület, a gyengén áteresztő rétegen történő átszivárgás során csökken a potenciál, de a nagy folyó völgyében és a mocsár környezete megcsapolási terület, itt megfordul a potenciometrikus szintek trendje, a mélységgel emelkedő potenciálok uralkodnak. A másik oldalon fekvő ismét magasabb domborzatú zóna szintén beszivárgási terület. A domborzat következtében kialakuló kétoldali tápterület között a folyó völgye feláramlási övezet. -bx (26) A (26) egyenlet azt mutatja, hogy a depressziós görbe exponenciális vonal. Az átszivárgással táplált vízadó rétegben az áramló víz fajlagos hozama: q = Km^ = -Km^- = -Km—(s 0eb') (27) dx dx dx ds r vagy q = Kmbs üe (27a) Az x = 0 helyen q 0 = Kmbs 0 (28) Az angolszász szakirodalomban a (23) egyenletet és a (25) szerinti megoldását a d's r s r dx 2 B 2 0 s x = C xe~ x' B +C 2e x! B (29) (30) 4. ábra. Átszivárgás a táp- és megcsapolási területen (Mjatiev ábrája 1947-bő!) Hasonló ábrát a magyar szakirodalomban is találunk. Karácsonyi és Scheuer (1969) Dunaújvárosban a Duna medrében és jobbpartján végeztek hidrogeológiai kutatásokat. A Duna jobbpartján Érd és Mohács között mintegy 200 km hosszúságban a folyó völgyét kisebb-nagyobb megszakításokkal meredek partok határolják. A part sok helyen függőleges, ill. közel függőleges, 10-30 m magasságú fal. A magaspartok földtani felépítésében felsőpannóniai és negyedkori üledékek vesznek részt. A felsőpannóniai rétegek a felszínen általában csak kis vastagságban bukkannak ki, a magaspartokat túlnyomó mocsár tápterület tápterület felszivárgási terület