Vízügyi Közlemények, 1989 (71. évfolyam)

3. füzet - Völgyesi István: Időben változó talajvízszintek megcsapoló csatorna hatásterületén

418 Völgyesi István A kialakuló vízszintemelkedés mértékét kell ismerni, ha meg akarjuk határozni az ennek következtében fellépő hatásokat. Korábban kisérlet történt (Völgyesi 1986) az 1. ábrán bemutatott nyomásgörbe meghatározására, egyszerű eszközökkel, a szivárgócsatorna nélküli állapot duzzasztási görbéjének és a szivárgócsatornát képviselő nyelő potenciálvonalának összegzése alapján. Most ugyanennek a feladatnak más, szabatosabb módszerrel történő megoldását adjuk. A véges differenciákon alapuló numerikus modellel - a megemelkedett nyomásszintek meghatározása mellett - lehetőség nyílik a vízszintváltozások időbeni nyomonkövetésére is. A szakirodalomban az utóbbi években számos numerikus matematikai modellt mutattak be a legkülönbözőbb szivárgási jelenségek vizsgálatára. Azt lehet mondani, hogy szinte minden feladathoz más, a többiektől némiképp eltérő, de az alapelvekben megegyező modell illeszkedik optimálisan. Mi egy olyan megoldást ismertetünk, amelyik elsősorban a szivárgócsatornák vízszintszabályozó szerepének megítélésénél felmerülő kérdéseket tartja szem előtt. 1. Elméleti alapok A megoldást az 1. ábrán látható függőleges síkban, tehát a töltés és a szivárgócsatorna tengelyére merőleges, kétdimenziós szelvényben keressük, feltételezve, hogy: - a háttérben keletkező nyomásemelkedés elsősorban a vízvezető rétegben kialakuló potenciáleloszlás következménye, a fedőréteg szerepe jelentéktelen ; - a fedőréteg féligáteresztő jellegű, alulról vizet vehet fel, mégpedig az alsó síkjára ható nyomástól függő mennyiségben. A szivárgó vízmozgásra vonatkozó alapösszefüggést a leírt feltételek között a Boussinesq-egyenlet következő alakja szolgáltatja: 3 ( „ dh\ ô / dh\ „ óh _ ahol x és у - a vízszintes és függőleges koordináták ; h - a nyomómagasság (potenciál) [m] ; / - az idő [d] ; T

x és T

y - a réteg transzmisszibilitása a koordinátairányokban [m

2/d] ; S-a dimenzió nélküli tározási tényező; ET - az evapotranszspiráció [m/d], ET értékét Kovács (1974) összefüggései alapján a következőképpen határozhatjuk meg: exp (A — h

e)—\ ET = ET

0 " (2) exp (A, — h

e)—\ Itt h

e — a sokévi átlagos egyensúlyi talajvízszint [m] ; A, - a terepszint magassága [m] ; ET

0 - a lehetséges evapotranszspiráció [m/d], A (2) összefüggés szerint a párolgás éppen £T

0-lal egyenlő akkor, ha a talajvízszint eléri a terepet. Ahol viszont a talajvízszint nem emelkedett meg, tehát A^A

C, ott ET— 0. 2. Numerikus megoldás Az (1) egyenlet véges differenciák módszerével történő megoldásához a szivárgási teret a koordinátairányokkal párhuzamos vonalhálóval blokkokra osztjuk. A blokkokon belül a transzmisszibilitás állandó. Bármelyik blokkban meghatározhatunk egy