Hidrológiai tájékoztató, 1981
2. szám, október - DIPLOMATERV PÁLYÁZATOK - Baka István: Nempermanens talajvízmozgások vizsgálata változó határfeltételek esetén
A fentiekben leírt kétváltozós parciális differenciálegyenlet parabolikus differenciálegyenlet, amely zárt formában nem oldható meg, hanem a közelítő matematikai módszerek valamelyikét kell alkalmazni. A diplomamunkámban bemutatott modellek az (1) egyenletet a végleges differencia módszer egy változatával, a váltakozó irányok módszerével oldják meg. A programokkal leírt fizikai modell legfontosabb feltételei: \ — a vízvezető rétegben a víz mozgása szigorúan horizontális; — a fedőrétegben a víz mozgása szigorúan vertikális; — a fedőrétegben a tárolódó víztömeg a megadott tárolási tényezővel lineárisan függ a vízállás-változás mértékétől; — a számítás során a rendszer 'fizikai paraméterei nem változnak, — a vízvezető rétegek izotrópok. A hidrológiai feladatok a vízvezető réteg felső lehatároltsága szerint két részre oszthatók: — nyomás alatti víztartó rétegek modellezése (ahol a vízszín, illetve a nyomásszint változása mellett változatlan marad a transzmisszibilitás értéke) és — szabad felszínű víztartó rétegek modellezése (ahol a vízszín változásával lineárisan változik a transzmisszibilitás értéke). Ezek alapján a felszín alatti víztartók modellezésére két program- készült. A nyomás alatti szivárgási állapot modellezésére, a COGW jelű és a szabad vízfelszínű szivárgási áilapot modellezésére az UNCOGW jelű program. A COGW jelű program olyan esetben alkalmazható, mikor az egész modellezendő víztér nyomás alatt van és a víztermelés hatására, vagy más hatás nyomán bekövetkező nyomásváltozás után is nyomás alatt marad. Ez a helyzet általában a mélységi vizek esetén. Az UNCOGW jelű program csak egyetlen, mélységben homogénnek tekinthető nempermanens vízmozgások vizsgálatára alkalmas. A szimuláció során a víztér egyetlen pontja sem kerülhet nyomás alá. A modell a következő hatásokat tudja figyelembe venni (az igénytől függően egyesek elmaradhatnak): — adott négyszöghálóban forrás, vagy nyelő hatását, — a határvonalon állandó vízhozam kiáramlását, illetve beáramlását, — a határvonalon a vízállás változással arányos vízhozam kiáramlást, — vízzáró külső- és belső határvonalat. A programok a megadott időciklusok végén kialakuló vízszintet, illetve nyomásszintet számolják. A számított értékeket a következő formában nyomtathatjuk ki: — a modellezett területre fektetett négyszögháló rácspontjaiban a számított vízállás adott szinthez viszonyítva, — a vízállás változás megadott időpontok között, táblázatban és karakteres megjelenítéssel, — a négyszögháló megadott rácspontjainak vízállás változása az idő függvényében, — metszet a vízvezető rétegről. A programok használatához szükséges adatok előkészítését a peremfeltételek megadási módját, valamint a modell egy felhasználási lehetőségét egy gyakorlati példán is bemutatom. A vizsgált terület a Rába völgy, melyet nyugatról az Alpok, északról a Hansági medence és a Mosoni síkság, délről a Marcal medence és a Kemeneshát, míg keletről a Győri medence határolja. A modellezésbe bevont területen szabad felszínű a talajvízszín, ennek következtében az UNCOGW jelű programot használtam a vizsgálatok során. A modellezendő területet állandó térközű hálóval fedtem le. A feladat végrehajtását a közel párhuzamos talajvízszín vonalak igen megkönnyítették. Mivel a talajvízszínvonalakra merőlegesen nincs áramlás, a szimulációs modellt a hidroizohipszákra merőlegesen (vagyis az áramlási iránnyal párhuzamosan) vízzáró határ feltételezésével zártam le, nulla értékű áteresztőképességi együttható megadásával. A terület délnyugati határán forrást tételeztem fel minden csomópontban, amelyeknek a hozama megegyezik a ténylegesen mért adatoktól számítható beáramlási hozamokkal. A terület északkeleti határvonalán végtelen nagy kapacitású nyelőt tételeztem fel, 10 2 1 m : l/m nagyságú tározási tényező megadásával. Első lépésként csak felszín alatti beáramlást szimuláltam. Ezzel azt vizsgáltam meg, hogy a modell öszszeállításához felhasznált adatok elfogadhatóan leírják-e a vizsgált vízveziető rétegben kialakuló talajvíz mozgásokat. Ezen szimuláció során feltételezzük, hogy a függőleges vízforgalom (csapadékból történő, a talajvízig lejutó beszivárgás és a talajvízből történő evapo- transzspiració), illetve a Rábából és a Rábába való szivárgás mennyisége egy éven belül kiegyenlítődik. A szimuláció során az a maximális vízszínváltozás egy év alatt a modell egyik csomópontjában sem haladta meg a 20 cm-t. A hidrogeológiai feltárás pontosságát figyelembe véve, s a további vizsgálatok során nyert eredményeket az ennél a szimulációnál kapott eredményekhez viszonyítva, az egyéb hatások szimulációjával megállapításokat lehet tenni azok várható következményei re. 1. ábra. Q = 1000 m^/nap rácspont. A Rábából történő talajvízpótlás esetén előálló talajvízszín emelkedés X. Rába iolyó; 2. Talajvízszín-emelkedés cm-ben 28
