Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Felszín alatti vízbázisok védelme Felszín alatti vízbázisok védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK, ÁRAMLÁSI VISZONYOK, VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Felszín alatti vízbázisok védelme Felszín alatti vízbázisok védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK, ÁRAMLÁSI VISZONYOK, VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS."— Előadás másolata:

1 Felszín alatti vízbázisok védelme Felszín alatti vízbázisok védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK, ÁRAMLÁSI VISZONYOK, VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS Felszín alatti vízbázisok védelme Felszín alatti vízbázisok védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK, ÁRAMLÁSI VISZONYOK, VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS Simonffy Zoltán Simonffy Zoltán

2 EGY TÖBBRÉTEGŰ FELSZÍN ALATTI ÁRAMLÁSI RENDSZER ÖSSZETEVŐI féligáteresztő réteg (lösz, iszap, agyag) lencse vízvezető réteg (kavics,homok) ablak karsztos hegyvidék

3 EGY TÖBBRÉTEGŰ FELSZÍN ALATTI ÁRAMLÁSI RENDSZER ÖSSZETEVŐI Utánpótlódás: csapadékból történő beszivárgásMegcsapolás: párolgás vagy vízfolyás 1000 év 100 év 10 év < 1 év Utánpótlódási és megcsapolási helyek közötti áramlási pályák, ennek megfelelő potenciálviszonyok!!!

4 VÍZKIVÉTEL HATÁSA A REGIONÁLIS ÁRAMLÁSI RENDSZERRE

5 A VÍZMÉRLEG ELEMEI ETtv Qbe Qki Qfa-fsz Qfsz-fa P Es Bfsz K ΔV ETtn Ls KsKs v Fs,be-Fs,ki v v Külön vízmérlegek a mederre, a felszín alatti rendszerre ezen belül a felszín alatti rendszerre ezen belül a telítetlen zónára és a a telítetlen zónára és a a telített zónára a telített zónára A mederbeli lefolyás két összetevője: felszíni lefolyás csapadékból (Ls) és talajvízből (alaphozam) (Qfa-fsz) és talajvízből (alaphozam) (Qfa-fsz) Evapotranszspiráció a felszínről (Es), a telítetlen zónából (ETtn) és a telítetlen zónából (ETtn) és a talajvízből (ETtv) a talajvízből (ETtv) Btv

6 A VÍZMÉRLEG A VÍZMÉRLEG Vízmérleg a telítetlen zónára ΔV tn /Δt = A·(B fsz – B tv + ET tv – ET fsz ) és (P – E s – L s = B fsz ) A: vízgyűjtőterület (L 2 ) Δt: a vízmérleg időszaka (T) ΔV tv : a tárolt készlet megváltozása a telítetlen zónában (L) B fsz : beszivárgás a felszínen (L/T) B tv : beszivárgás a talajvízbe (L/T) ET fsz : párolgás a talajból (L/T) ET tv : párolgás a talajvízből (L/T) P: csapadék (L/T) E s : párolgás a felszínről (L/T) L s : felszíni lefolyás (L/T) Bfsz ETfsz BtvETtv  Vtn

7 A VÍZMÉRLEG A VÍZMÉRLEG Btv ET tv Q pbe Q pki Q fa-fsz Q fsz-fa K ΔV t v Vízmérleg a telített zónára ΔV tv /Δt = A·(B tv - ET tv ) + Q be - Q ki + Q fsz-fa – Q fa-fsz – K A: vízgyűjtőterület (L 2 ) Δt: a vízmérleg időszaka (T) ΔV tv : a tárolt készlet megváltozása (L) B tv : beszivárgás a talajvízbe (L/T) ET tv : párolgás a talajvízből (L/T) Q be : oldalirányú beáramlás (L 3 /T) Q ki : oldalirányú kiáramlás (L 3 /T) Q fsz-fa : a felszíni vizekből származó szivárgás (partiszűrés is!) (L 3 /T) Q fa-fsz : a felszíni vizeket tápláló felszín alatti víz (L 3 /T) K: vízkivétel (L 3 /T)

8 HIDRAULIKAI JELLEMZŐK --- A VÍZMOZGÁS DIFFERENCIÁLEGYENLETE Induljunk ki a vízmérlegből, de úgy, hogy az elem térfogata V, területe A V·s ·Δh/Δt = Q be - Q ki + A·(B tv - ET tv ) + Q fsz-fa – Q fa-fsz – K s: tározási tényező, az egységnyi nyomásváltozásra jutó tárolt készlet változása (1/L) h: piezometrikus potenciál (L) A jobb oldalon a külső forrásokat és nyelőket vonjuk össze és az egész egyenletet osszuk el a térfogattal: s ·Δh/Δt = (Q pbe - Q pki )/V + q q: térfogategységre eső forrás-nyelő (1/T)

9 HIDRAULIKAI JELLEMZŐK --- A VÍZMOZGÁS DIFFERENCIÁLEGYENLETE Figyelembe véve, hogy a jobb oldal első tagja a belépő és a kilépő hozam eredője, vagyis a sebességvektornak (v) a V térfogat felületére vonatkozó integrálja, és hogy ennek matematikai azonosságon alapuló kifejtése a vektor divergenciája, valamint, hogy a nyomásváltozás idő szerinti differenciálhányadosa helyett a parciális differenciál írható: s ·  h/  t = - div(v) + q Ha a sebességet a Darcy-törvény szerint számítjuk, azaz v = - K. grad(h), akkor: s ·  h/  t = K ·div[grad(h)] + q = K ·  2 h + q --- ez a Bussinesq-egyenlet A kezelhetőség érdekében a q forrást h-tól kell függővé tenni

10 A vízmozgás differenciál-egyenlete nem oldható meg analitikusan, • ha a víztartó vastagsága a térben változik, • a rétegek szivárgási jellemzői heterogének, • az utánpótlódás a piezometrikus nyomás nem lineáris függvénye numerikus megoldások A VÍZMOZGÁS EGYENLETÉNEK MEGOLDÁSA Analitikus megoldás csak kivételes esetekben, de tájékozódásra megfelelő Közelítő analitikus megoldások léteznek egyszerű nem-permanens esetekre A közelítő analitikus megoldások jelentősége a számítástechnika fejlődésével csökkent a számítástechnika fejlődésével csökkent

11 ADATGYŰJTÉS KONCEPCIONÁLISMODELL SZOFTVERVÁLASZTÁS VERIFIKÁCIÓ KALIBRÁCIÓ VALIDÁCIÓ SZIMULÁCIÓ PARAMÉTER-BECSLÉS ELŐZETES SZÁMÍTÁSOK előkészítő fázis kidolgozási fázis értékelési fázis ÉRTÉKELÉS A MODELLEZÉS ELEMEI

12 Koncepcionális modell A modell geometriai felépítése (határai, 1, 2 vagy 3 dimenzió, horizontális felosztás, rétegfelosztás) horizontális felosztás, rétegfelosztás) Peremfeltételek (választás a három típusból: adott nyomású, adott hozamú/vízzáró, nyomástól függő hozam) adott nyomású, adott hozamú/vízzáró, nyomástól függő hozam) Az idő (permanens vagy nem permanens modell, az utóbbi esetében kezdeti feltétel és időlépcsők) az utóbbi esetében kezdeti feltétel és időlépcsők) Források és nyelők (beszivárgás, párolgás, vízfolyások, tavak, vízkivételek) Transzportfolyamatok (csak advekció, advekció + diszperzió, a szennyezőanyagtól és a közegtől függő egyéb folyamatok: adszorbció, lebomlás, és a közegtől függő egyéb folyamatok: adszorbció, lebomlás, kémiai átalakulások  több komponens?) kémiai átalakulások  több komponens?)

13 Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme védelem bekövetkezett védelem bekövetkezett szennyezések esetén szennyezések esetén Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme védelem bekövetkezett védelem bekövetkezett szennyezések esetén szennyezések esetén Simonffy Zoltán Simonffy Zoltán

14 A FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGÉNEK VÉDELME A megelőzés ellenére előfordulhatnak szennyezések: korábbi szennyezések, illetve balesetek Cél a szennyezés tényleges veszélyességének megfelelő beavatkozás Cél a szennyezés tényleges veszélyességének megfelelő beavatkozás meghatározása meghatározása • a szennyezés megfigyelése • a szennyezés továbbterjedésének megakadályozása • a szennyezés káros hatásának csökkentése • a szennyezés felszámolása

15 A FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGÉNEK VÉDELME Jelenleg (33/2000-es korm. rendelet, 10/2000-es miniszteri rendelet) • háttérérték • környezeti határérték (jelenleg azonos az ivóvíz határértékkel) • intézkedési határérték a terület érzékenysége alapján • kármentesítési határérték (egyedi kockázatelemzés alapján) Az EU Víz Keretirányelv: a ”jó állapot” fenntartása és elérése kémiai szempontból azt jelenti, hogy a szennyezőanyagok koncentrációja • nem éri el a környezeti határértéket, • nem mutathat romló tendenciát, Az EU ezeket a határértékeket még nem alkotta meg. Kockázat-orientált szemlélet!

16 Ha a mért koncentráció meghaladja az intézkedési határértéket, a beavatkozás fő lépései: • a szennyezett állapot feltárása ( jelen) (tényfeltárási terv alapján) (tényfeltárási terv alapján) • az emberi vagy környezeti veszélyeztetettség értékelése (jövő) (a receptor lehet az ember vagy a környezet) (a receptor lehet az ember vagy a környezet) • a beavatkozás tervezése a jelenlegi szabályozás szerint az alap a kármentesítési határérték, a jelenlegi szabályozás szerint az alap a kármentesítési határérték, ha nincs, akkor kockázatelemzés alapján kell egyedileg meghatározni ha nincs, akkor kockázatelemzés alapján kell egyedileg meghatározni EU Víz Keretirányelv: a „jó állapot” ebben az esetben is kritérium EU Víz Keretirányelv: a „jó állapot” ebben az esetben is kritérium • utóellenőrzés (monitoring) • megoldások: csak megfigyelés, csak megfigyelés, aktív védelem (felszámolás nélkül) aktív védelem (felszámolás nélkül) kármentesítés (a szennyezőforrás és a szennyezett talaj és víz eltávolítása és/vagy tisztítása) kármentesítés (a szennyezőforrás és a szennyezett talaj és víz eltávolítása és/vagy tisztítása) A FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGÉNEK VÉDELME

17 Lehetséges beavatkozási formák általános esetben:   pontszerű szennyezések és kis kiterjedés esetén:   a szennyezett víz továbbterjedésének megakadályozása (hidraulikai lokalizáció) - aktív!   semlegesítő anyag bekeverése - aktív!   áramlási holttér létrehozása (kút, terelőfal, drének) - aktív!   a szennyezőforrás eltávolítása, beleértve a szennyezett talajt is (ennek elhelyezéséről is gondoskodni kell) A FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGÉNEK VÉDELME • • nem-pontszerű szennyezések vagy jelentős szétterjedés esetén:   a szennyezési tevékenység megszüntetése   a szennyezés "tördelése" - aktív! az áramlás szerint megfelelően kiválasztott pontokon a szennyezési front tördelése vízkitermeléssel (főként makroszennyezők esetében, ha a helyszíni talajba szivárogtatás (öntözés) megengedett )

18 Védőterületen belüli szennyezés esetén az általánoshoz képest további lehetőségek adódnak: • • Áramvonal menti beavatkozás:   a szennyezési csóva tördelése (ua., mint a szennyezőforrásnál) - aktív!   a szennyezési csóva elterelése védőkutakkal, terelőfalakkal, drénekkel - aktív! A FELSZÍN ALATTI VIZEK MINŐSÉGÉNEK VÉDELME • • Beavatkozás a vízkivételeknél:   vízkivétel csökkentése, hogy az utánpótlódási zóna ne érje el a szennyezett vízteret - aktív!   szennyezett és tiszta kutak vizének keverése (nem mindenütt engedik) - aktív!   termelőkút mint védőkút (a szennyezett kút leállítása nem megoldás!) - aktív!   külső védőkút elterelés miatt - aktív!   különféle tisztítási technológiák - csak végső esetben!!!

19 a szennyezett víz kitermelése (hidraulikai lokalizáció) Eltemetett hulladék, beszivárgási többlettel rendelkező területen Kutak távolsága ? Hozam? Hozam?

20 a szennyezett víz kitermelése (hidraulikai lokalizáció) Eltemetett hulladék, beszivárgási többlettel rendelkező területen Kutak távolsága ? Hozam?

21 áramlási holttér létrehozása kúttal munkagödörben hagyott veszélyes anyag, kötött fedőrétegű, feláramlási területen A kút távolsága ? Hozama?

22 áramlási holttér létrehozása terelőfallal munkagödörben hagyott veszélyes anyag kis vastagságú talajvízadóban A terelőfal helye ?

23 áramlási holttér létrehozása terelőfallal munkagödörben hagyott veszélyes anyag kis vastagságú talajvízadóban

24 áramlási holttér létrehozása drénekkel munkagödörben hagyott veszélyes anyag kis vastagságú talajvízadóban A drén méretei ?

25 a szennyezés tördelése Mezőgazdasági eredetű nem-pontszerű nitrátszennezés, beszivárgási terület A kitermelt vízzel öntözött terület Kutak kiosztása? Hozama?

26 Védőkút alkalmazása vízmű közelében Pontszerű szennyeződés, rétegvízre települt vízmű esetén A védőkút helye? Hozama?


Letölteni ppt "Felszín alatti vízbázisok védelme Felszín alatti vízbázisok védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK, ÁRAMLÁSI VISZONYOK, VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS VÍZMÉRLEGEK, MODELLEZÉS."

Hasonló előadás


Google Hirdetések