Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÉS VÍZMÉRLEGEK ÉS VÍZMÉRLEGEK Felszín alatti vizek védelme.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÉS VÍZMÉRLEGEK ÉS VÍZMÉRLEGEK Felszín alatti vizek védelme."— Előadás másolata:

1 Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÉS VÍZMÉRLEGEK ÉS VÍZMÉRLEGEK Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÉS VÍZMÉRLEGEK ÉS VÍZMÉRLEGEK Simonffy Zoltán Simonffy Zoltán Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék MTA Vízgazdálkodási Kutatócsoport MTA Vízgazdálkodási Kutatócsoport

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 Efsz Bfsz Kfa ΔV ETtn Lfsz Kfsz v Qfsz,be-Qfsz,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) Párolgás a felszínről (Efsz), 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 tn ) és (P – E fsz – L fsz = 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 tn : evapotranszspiráció a talajból (L/T) ET tv : felszivárgás (evapotranszspiráció) a talajvízből (L/T) P: csapadék (L/T) E fsz : párolgás a felszínről (L/T) L fsz : felszíni lefolyás (L/T) Bfsz ETtn BtvETtv  Vtn

7 A VÍZMÉRLEG A VÍZMÉRLEG Btv ET tv Q be Q ki Q fa-fsz Q fsz-fa Kfa 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 fa A: vízgyűjtőterület (L 2 ) Δt: a vízmérleg időszaka (T) ΔV tv : a tárolt készlet megváltozása a viszonyítási szint alatt (L) B tv : beszivárgás a talajvízbe (L/T) ET tv : felszivárgás a talajvízből (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 fa : vízkivétel (L 3 /T)

8 HIDRAULIKAI JELLEMZŐK --- A VÍZMOZGÁS DIFFERENCIÁLEGYENLETE Induljunk ki a vízmérlegből, úgy, hogy az elem térfogata V, felszíni metszete 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 be - Q ki )/V + q q: térfogategységre eső forrás-nyelő (1/T)

9 HIDRAULIKAI JELLEMZŐK --- A VÍZMOZGÁS DIFFERENCIÁLEGYENLETE A jobb oldal első tagja a belépő és a kilépő hozam eredője, vagyis a sebességvektornak (v) a V térfogat felületére vonatkozó integrálja, ennek matematikai azonosságon alapuló kifejtése a vektor divergenciája, valamint, hogy a nyomásváltozás idő szerinti differenciahányadosa helyett a parciális differenciál írható (tekintve, hogy h a helynek és az időnek is függvénye) 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 beszivárgási folyamat A párolgási folyamat

11 a talajvízháztartási jelleggörbe Sokévi átlag: B fsz = P – E s – L s ET fsz = ETP - E s B tv ET tv 500 mm/év B fsz ETfsz -800 mm/év 2 m 4 m 6m Tározódás és közvetlen párolgás a talajnedvességből Csökkenés a kapilláris vízemelésben Nagy párolgási többlet, A talajvíz időnként a felszínre emelkedik megcsapolás

12 B fsz ETfsz B tv ET tv 500 mm/év -800 mm/év 2 m 4 m 6m a talajvízháztartási jelleggörbe Sokévi átlag: B fsz = P – E s – L s ET fsz = ETP - E s Párolgásitöbblet megcsapolás

13 B fsz ETfsz B tv ET tv 500 mm/év -800 mm/év 2 m 4 m 6m a talajvízháztartási jelleggörbe Sokévi átlag: B fsz = P – E s – L s ET fsz = ETP - E s Egyensúlyi állapot állapot Kapilláris vízemelés

14 B fsz ETfsz B tv ET tv Bo 500 mm/év -800 mm/év 2 m 4 m 6m a talajvízháztartási jelleggörbe Sokévi átlag: B fsz = P – E s – L s ET fsz = ETP - E s Beszivárgási többlet utánpótlódás Kapilláris vízemelés Talajvízmélységtől független tározódás

15 A TALAJVÍZHÁZTARTÁSI JELLEGGÖRBE B fsz ET terep B fsz – B tv + ET tv = ET tn B tv ET tv Bo Btv - ETtv ETtn 500 mm/év -800 mm/év 2 m 4 m 6m

16 A TALAJVÍZHÁZTARTÁSI JELLEGGÖRBE TÍPUSAI ETtv Btv - ETtv Homokos talaj, Sekély gyökérzet Btv Btv - ETtv Btv Iszapos talaj Sekély gyökérzet ETtv ETtv Btv Btv - ETtv Iszapos talaj Mély gyökérzet

17 A TALAJVÍZHÁZTARTÁSI JELLEGGÖRBE Egy talajvízháztartási jelleggörbe adott talajszelvény típusra, adott talajszelvény típusra, adott meteorológiai viszonyokra és adott meteorológiai viszonyokra és adott növényzetre adott növényzetrevonatkozik (B tv - E tv ) átl = f (H átl ) ETtv Btv - ETtv Btv Hosszú idejű átlagos viszonyok esetén a tározás zérus, B tv - ET tv a talajvíz szintjén jelentkező átlagos vízforgalom Az átlagos talajvízszinttől való függést mutatja a jelleggörbe

18 VÍZFOLYÁSOK ÉS A TALAJVÍZ KAPCSOLATA A vízforgalmat a meder vezetőképessége (ellenállása) és a felszíni és a felszín alatti víz nyomásszintje közötti különbség határozza meg Hvf = f(Qvf), Qvf = f(Qfsz-fav) Qvf Qfa-fsz Qfsz-fa qfsz-fa = c.(Hfsz-Hfav2), ha Hfav2 > Hb = c.(Hfsz-Hb), ha Hfav2 < Hb = c.(Hfsz-Hb), ha Hfav2 < Hb qfa-fsz = c.(Hfsz-Hfav1), (qfa-fsz< 0) c: a meder átszivárgási együtthatója c: a meder átszivárgási együtthatója 1/c: a meder ellenállása 1/c: a meder ellenállása Hfav1 Hfav2 Hfsz Hb Qfsz-fa = B.L.qfsz-fa Qfa-fsz = B.L.qfa-fsz B.L: aktív mederfelület B.L: aktív mederfelület

19 A vízmozgás differenciál-egyenlete nem oldható meg analitikusan, ha a víztartó vastagsága a térben változik, ha a víztartó vastagsága a térben változik, a rétegek szivárgási jellemzői heterogénak, a rétegek szivárgási jellemzői heterogénak, az utánpótlódás a piezometrikus nyomás nem lineáris függvénye 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 (Theis, Hantush) - próbaszivattyúzás eredményeinek értékeléséhez Halász Béla, Székely Ferenc: közelítő analitikus megoldások a depresszió számítására - a számítógépek fejlődésével jelentőségük csökkent

20 A TALAJVÍZHÁZTARTÁSI JELLEGGÖRBE a MODFLOW közelítés ETA tv,max h max H ETA,max

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


Letölteni ppt "Felszín alatti vizek védelme Felszín alatti vizek védelme ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÁRAMLÁSI VISZONYOK ÉS VÍZMÉRLEGEK ÉS VÍZMÉRLEGEK Felszín alatti vizek védelme."

Hasonló előadás


Google Hirdetések