A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIX. Országos Vándorgyűlése (Nyíregyháza, 2022. július 6-8.)
5. szekció - Hidrológia, hidrogeológia, hidraulika, numerikus modellezés - 29. Zagyva Dániel (FETIVIZIG): 1D-s talajvízszint modellezések kalibrálásának lehetőségei
1D-S TALAJVÍZSZINT MODELLEZÉSEK KALIBRÁLÁSÁNAK LEHETŐSÉGEI Zagyva Dániel Felső-Tisza-vidéki Vízügyi Igazgatóság KIVONAT Egyik legnehezebb feladat a valóságban végbemenő' folyamatok matematikai leírása. A kézi számolásokat felváltották a modellezések, melyeket számítógépen végzünk annak érdekében, hogy a lehető legpontosabb képet kapjuk egy természeti jelenségről. A megnövekedett adat mennyiségek és igények ezt elengedhetetlenné tették, melybe a dolgozat is betekintést enged egy talajban végbemenő' jelenségen keresztül, a talajvízszint modellezés példáján. Számtalan bemenő' adat szükséges, melyek hidrológiai, hidraulikai és talajhoz köthető'k, valamint ezek egymásra hatása sem kezelhető' elszigetelten. Egy jó modell akkor hoz megfelelő' eredményt, illetve valósághoz közelit, ha azon kalibrálást hajtunk végre, vagyis egy valóságos helyzetet igyekszünk leképezni benne. Ennek a folyamatát és lehetőségeit igyekszik bemutatni a dolgozat a Hydrus 1D program segítségével. KULCSSZAVAK: modellezés, Hydrus, talajvíz, szivárgás, belvíz 1. SZAKIRODALMI ÁTTEKINTÉS A talajba szivárgó vizek jellemzően függőleges irányúak. A felszín alá szivárogva a vizek először a háromfázisú - telítetlen - zónába kerülnek, majd onnan tovább perkolálva éri el a talajvízszintet, a kétfázisú - telített - zónát, tehát a talaj a felszín felől fokozatosan nedvesedik át. A folyamatot befolyásolja a csapadék jellemzője és halmazállapota, talajfelszín tulajdonsága és állapota, talajfizikai paraméterek, a talaj eredeti víztartalma és a terepfelszín esése. (Vermes, 1997) A beszivárgást nagyban befolyásolja a talajvíz elhelyezkedése a felszínhez képest. A talajvízszint süllyedés egyre fokozódó akadályokat jelent a vízgazdálkodás területén. Az ország viszonylatában vizsgálva jelentős problémát jelent a csapadékok növekvő intenzitása - a lehullott menynyiségek ugyan nem változnak, de változó eloszlásban vagy időben jelentkeznek. A csapadékok időbeli változása miatt egyre növekvő öntözések, felszín alatti készletek fokozódó kihasználása és a földhasználatokban bekövetkező változások egyre csak fokozzák a szárazodást, és a talajvízszintek csökkenését. A csökkenő tendencia továbbá megfigyelhető a vízfolyások, folyók rögzített vízszintjeiben is. Különösen a kisvízi adatok kiértékelésénél szembetűnő ez a jelenség, mely a vízfolyások szabályozásának következménye. (Konecsny és Nagy, 2014) A felszíni vízmozgásokhoz hasonlóan a felszín alatti vizek esetén is kétféle vízmozgás alakulhat ki. Lamináris vízmozgás esetén a víz részecskék pályája meghatározott, és nem keresztezik egymást, míg a turbulens vízmozgás esetén szabálytalan, és keresztező a részecskék pályája. Reynolds, kísérleteit követően sikerült elkülönítenie a vízmozgás típusokat, melyek választója a kritikus vízmozgás. Elemzései nyomán megállapítható, hogy még a durva szemcsés talajokban kialakuló vízmozgások is jóval a kritikus érték alatt maradnak, ezért szivárgási kérdésekben minden vízmozgást célszerűen lamináris vízmozgásnak feltételeznek. (Reynolds, 1883) A talajban a telített és telítetlen közeg egzakt elválasztása csupán elméletben lehetséges. A felszínen és közelében telítetlen, háromfázisú a közeg és a talajvízszint közelében és alatta telített, kétfázisú. Az éles határfelület helyett egy átmeneti, kapilláris zóna jön létre. A talajvízszint mélységében a pórusfolyadék nyomásszintje megegyezik a légköri nyomással, így a ^ nyomómagasság zérus. A talajvízszint alatt a folyadéknyomás miatt ^ > 0, míg felette ^ < 0 értéket vesz fel. A telítetlen zónában a térfogati víztartalom és a szivárgási tényező a nyomómagasság függvényeként írható fel. A térfogati víztartalom és a nyomómagasság közötti függvény alakja eltér a nedvesedés és a száradás során, tehát a görbének hiszterézise van.
