Máttyus Sándor nyomán Tolnai Béla (szerk.): Vízellátás. 3. jubileumi kiadás (Fővárosi Vízművek, Budapest, 2008)
2. Vízbeszerzés, víztermelés
2. Vízbeszerzés, víztermelés A végső cél meghatározott áramlási térben a rendszeren át szállított és ott tárolt víz meny- nyiségének meghatározása, ezek időbeni változásainak leírása. A hidrodinamikai modell felépítése: • mozgásegyenletek, • rendszer jellemző adatai: geometriája, rétegjellemzők (szivárgási és tározási tényező), • határfeltételek (természetes és mesterséges), • kezdeti feltételek. Rendszeranalitikai szempontok szerint csoportosítva: • A bemenő adatokat a határfeltételek adják, • A rendszer belső működését a mozgásegyenletekből levezetett differenciálegyenletek, a rendszerparaméterek (a porózus közeg és szivárgó folyadék fizikai tulajdonságai) és a differenciálegyenletek megoldását adó numerikus módszerek jelentik, • Az eredményt a szivárgási tér sebesség- és nyomáseloszlásából, valamint a rendszeren keresztül szállított és benne tározott víz mennyiségi, időbeni változásából meghatározható hidraulikai paraméterek adják. 2.2.2J A hidrodinamikai modellezés közelítő feltételei Ha a porózus közegben kialakuló vízmozgás kinematikai leírását matematikailag kezelhető alakban akarjuk megkapni, akkor el kell fogadni néhány feltételezést. Ezek a hipotézisek alapvető közelítések. • Folyamatos mező elve: Nem a Brown-mozgás által befolyásolt pályát írjuk le, hanem feltételezzük, hogy a vízrészecskék egyenes vonalú mozgást végeznek. Egységnyi térfogatú mintára jellemző átlagos paramétereket kell meghatározni (áteresztőképesség, tározási kapacitás). Az áramlást laminárisnak tételezzük fel: Elfogadjuk a Darcy-törvényt, amely szerint a szivárgási sebesség és a hidraulikai gradiens kapcsolata lineáris: v=kl (2. - 2) Ez dinamikailag azt feltételezi, hogy a mozgást két erő, a gravitáció és a belső súrlódás kormányozza. • Homogén és összenyomhatatlan a folyadék: • A vízkészlet meghatározására végzett számítások nem függenek attól, hogy hogyan változnak meg a víz tulajdonságai, mint pl. a hőmérséklet, sótartalom, az áramlási téren belül. • A szivárgási mező homogén és izotróp: • Az inhomogenitás elhanyagolását az teszi lehetővé, hogy az áramlási teret egymáshoz illeszkedő blokkokkal helyettesítjük. A levezetett egyenletek homogén mező esetén érvényesek, tehát lényegében csak egy-egy blokkra vonatkoznak. Ezért az áteresztőképességnek a rendszeren belüli változékonyságát úgy vonjuk be a számításokba, hogy a blokkokra jellemző paraméterek egymástól eltérő értékek lesznek. 50
