Hidrológiai tájékoztató, 1995
2. szám, október - ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Balassa Géza: Síkszivárgás számítása árvízvédelmi vonalon, talajvízdúsításnál és munkagödör esetén
kapott a,], a„ 2 optimum értékekből pedig az n-edik vízvezető réteghez tartozó legnagyobb ki- és beszivárgási távolságot kaphatjuk meg. A módszer alkalmazásának nagy előnye, hogy bonyolult földtani szerkezetek esetében is használható. Könnyen meghatározhatjuk az átáramló hozamot akkor is, ha a fedőrétegnek a gátra merőleges szelvénye mentén változik a vastagsága, vagy a szivárgási tényezője, valamint ha a fedőréteg az anyagárok miatt, vagy egyéb okból hiányos. Ezen túlmenően a vízvezető réteg vastagságának, szivárgási tényezőjének, vagy anizotróp tényezőjének változását is követni lehet. A kidolgozott számítástechnikai eljárás egyik fő célja olyan számítógépes program és diagramsor készítése volt, amelyekkel könnyen és gyorsan meg lehet határozni az átáramló vízhozamot, a be- és kiszivárgási távolságot, a lassú és nehézkes iterációs eljárás nélkül. A módszer során alkalmazható szivárgási feltételek Az árvédelmi gátak alatt átszivárgó vízhozam meghatározásához szükség van bizonyos korlátok bevezetésére. Feltételeznünk kell, hogy a vizsgált szakasz végtelen hosszú, miáltal a feladat síkbeli feladattá redukálható valamint, hogy a különböző áteresztőképességű rétegek párhuzamosak és vízszintesek, a szivárgás ekvipotenciális vonalai közel párhuzamosak, és a gát nem vízáteresztő. Ha a rétegek vastagsága változó, akkor a változás átlagánál lépcsőzetesen kell meghúzni a határokat. A rétegek közül azokat, amelyeknek egy nagyságrenden belül van a szivárgási tényezője, érdemes összevonni. Az így kapott sematizált földtani felépítések a következők lehetnek. - Ha gát mindkét oldaláról hiányzik a fedőréteg =m f 2 = 0), akkor a (2) és (3) egyenlet a következő lesz: B=L 0 és 2X C = + 2a. Mivel a gát két oldalán ugyanazok a be- és kiszivárgási feltételek, ezért cij = a 2 = a. - Ha a gátnak csak az egyik oldalán van fedőréteg (m= 0, vagy m f 2 = 0), akkor (2) és (3) egyenlet szimmetrikusságából adódik, hogy mindegy melyik oldalról hiányzik a fedőréteg. Ebből következően, ha a felvízi oldalon nincs fedőréteg, akkor ugyanakkora vízhozamértéket fogunk kapni, mint amikor az alvízi oldalon hiányzik a fedőréteg. Természetesen a, és a 2 értékek is meg fognak egyezni, csak fel kell cserélni őket. Ebben az esetben B = L + 0 t n C pedig megegyezik a (3)-mal. - Ha a gát két oldalán levő fedőréteg vastagsága és szivárgási tényezője megegyezik (m f l =m f l = m f és k f l = k f 2 = k f), vagyis a szivárgási viszonyok azonosak (a t = a 2 = a), akkor a (2) és (3) egyenlet és C = ^2a lesz. 0 kp. a - A legáltalánosabb helyzet ha a gát két oldalán levő fedőréteg vastagsága és szivárgási tényezője különböző. Ebben az esetben a (2) és (3) egyenlet behelyettesítésével kell megkeresni a maximális vízhozamot. Ha a vízvezető rétegek szivárgási tényezőjének összevonását nem lehet elvégezni, akkor különálló vízvezető rétegekként kell őket kezelni. A felső „ a " réteg vízhozamát a fent leírtak alapján, az alsó rétegeken átáramló hozamokat a különböző földtani felépítésnek megfelelően, az „ a " rétegnél használt módszerhez hasonlóan más és más B n és C„ részegyenletekkel kell számolni. Előfordulhatnak összetett földtani felépítésű esetek is (pl. anyagárok), azonban ezeknek szinte mindegyike visszavezethető több egyszerű eset valamilyen kombinációjára. Az árvédelmi vonalak mentén előforduló esetek Az általam írt számítógépes program segítségével könnyen és gyorsan kiszámolhatók a q mi x és T értékek nagy mennyiségű bemeneti adat esetén is. Ezt a lehetőséget kihasználva a különböző földtani esetekre adott számú ésszerű határok közé eső bemenő paraméterekből görbeseregeket készítettem. A bemeneti adatokat úgy kellett megválasztani, hogy a felvett sematizált földtani esetre több, viszonylag jól elkülöníthető görbét kapjak, mind a vízhozamra, mind pedig aj és a 2 értékeire. A vízvezető, valamint a víz- és a mentett oldali fedőréteg paramétereit nem szükséges külön-külön megadni. Elegendő csupán az eltérő minőségű rétegek paramétereinek valamilyen arányát képezni. Például az „ a " vízvezető rétegre —r-" arányt felvéve, a rétegre jellemző „vezetőképességet" kapjuk meg. Ha az m„, k„, X a értékeket úgy változtatjuk, hogy arány konstans maradjon, akkor mindig ugyanazt az a„ a 2 és q m a értékeket fogjuk kapni. Ez a megállapítás érvényes a fedőrétegre felvett a = ^Lés b = -jp- hányadosokra, mint „időtényezőre" is. A hányadosok megadásánál arra kell törekedni, hogy a lehető legnagyobb értéktartományt fogják át, és lehetőség legyen a görbék közé eső pontok - interpolációval történő - viszonylag pontos kiszámolására. Ahhoz, hogy a kisebb a hányadosokhoz tartozó pontokat is jól láthatóan lehessen ábrázolni, az abszciszszára az a hányados tízes alapú logaritmusát kellett felmérni. A b értékei úgy lettek felvéve, hogy az a/b arány a lehető legnagyobb tartományt fogja át. Az alb hányados a víz és a mentett oldali fedőréteg „időtényezőjének" arányát mutatja meg. Ez az érték végtelen, ha a mentett oldalon nincs fedőréteg, vagyis m p = 0. Ha a vízoldalon nincs fedőréteg = 0), akkor a (2) és (3) egyenletek szimmetrikussága miatt fel lehet cserélni a két oldalt. Két vízvezető réteg esetén a c = és a d- hányadosokat lehet felvenni, ahol az a indexek a felső, a b indexek az alsó rétegre vonatkoznak. A dd arány a két réteg vízvezető képességének viszonyát adja meg, értékeit úgy kell felvenni, hogy a lehető legnagyobb tartományt fogja át. Az ábrázolásnál a maximális vízhozam értékek és az alfa optimumok tízes alapú logaritmusai az ordinátatengelyen szerepelnek. Mivel L 0 értékének változása csak nagyon kis mértékben módosítja a 1. táblázat A 2. ábrán felrakott görbék alapadatai sorszám c- K alb 1 2500 1 2 2500 0,5 3 1500 1 4 1500 0,5 5 1000 1 6 1000 0,5 7 2500 0,1 8 500 1 9 1500 0,1 10 500 0,5 11 1000 0,1 12 500 0,1 13 100 1 14 100 0,5 15 100 0,1 16 10 1-0,1 10
