Talajvízszintet stabilizáló visszatöltés bányatavak

közelében

Dr. Csoma Rózsa egyetemi docens

BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék

terepszint

talajvíz

fekü

tepepszint

talajvíz

fekü

terepszint

talajvíz

fekü

3.

Háttérnyílt kavicsbányagödör:nyílt kavicsbányagödör:

talajvízveszteségtalajvízveszteség

felhagyott bánya:felhagyott bánya:3. párolog3. párolog

üzemelüzemelőő bánya bánya::1.1.kaviccsal elkaviccsal el2.2.kavics helyére kavics helyére

bebe3.3.párologpárolog

s

1.

kialakuló leszíváskialakuló leszívásss elfogadható? elfogadható?

2.

3.

fekü

terep eredeti talajvíz

A tó hatásának csökkentése

védvédőőpillér pillér : : 1. elfogadható 1. elfogadható szintcsökkenésszintcsökkenés

2. kitermelés korlátozása2. kitermelés korlátozása

védőpillér

s túl nagy

s megfelelő

kisebb védőpillérrészleges kitermelésmegfelelő védelmet ad a környező területnekmegoldás: talajcsere a teljes vízvezető

rétegbenanyaga vízzáróbb: ugyanaz a hidraulikai

ellenállás, mint a nagyobb pillérelhelyezkedés: a védendő terület mentén

Lehetséges megoldás

bányatelek határa

védendő terület

talajcsere

bányatelek határa

védendő terület

talajcsere

kitermelendő réteg

visszatöltés térségi hatásainak elemzése nyomán

támpont a visszatöltés jellemzőinek meghatározásáhozszélesség (Bv)hossz (Lv)vízvezető képesség (kv)elhelyezkedés a térségi

áramlási viszonyokhozképest

Célkituzés ,,

általánosítás: a vízvezető réteg valamely jellemzőjére vonatkozatott relatív paraméterekkel

nagytömegű számítás: 2D talajvízáramlási modell

Lv

Bv

kv

Analitikus elemek módszerealap: potenciálelmélettalajvíztér jellemzői: elemekegyedi elemek egyedi függvényekkel leírvateljes vízvezető réteg: egyedi elemek szuperpozíciója

Elemek: hidromechanika áramképei alapjántovábbfejlesztés.

Tesztsorozatfeltétetetett tó, 500x500 m (25 ha, ábrán északi

fele)vízvezető réteg : H = 10 m vastagvízvezető képesség: k = 20 m/dtöbbletpárolgás: 365 mm/évkeleti oldalon 10H = 100 m védőpillér : tó 20 %-

a

Védopillér hatása 1.,,

talajvízszintek összehasonlítása

í

Vsz= 10H

C vált. E vált.

y, m

x, m

Védopillér hatása 2.,,

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2x/l

jr, %

E változat

C változat

Vsz= 10H

cél: E változatnak megfelelő talajvízszintek elérése, de keskenyebb védőpillérrel

%100*0

0

jjjj

rrelatív szint: j0 : tó nélküli talajvízszint

Visszatöltés 10H = 100 m helyett 2H = 20 m védősáv: a tó

4 %-a visszatöltéssel : rézsűs, tengely a védősáv

közepéna./ tényleges tópart

0

2

4

6

8

10

12

220 230 240 250 260m

m

H

b./ tópart közelítése

0

2

4

6

8

10

12

220 230 240 250 260m

m

HH

B

alapváltozat: B0 = H = 10 m, L = 0k0 = k/20 = 1 m/d,

számítás tartománya: szélesség : B/H = 0

… 1.6

túlnyújtás: L/H = 0 … 5

vízvezető képesség: k/kv = 1 … 200.

Számított változatok

nem vizsgált: inhomogén visszatöltésrézsűkialakítástöbb oldali visszatöltés , stb

Értékelés szempontjai1. talajvízszintek

relatív szinteltérés az E-hez képest: térségi jellemzők

2. tószintek: alacsonyabb, mint visszatöltés nélkülrelatív szint: mint előbb

3. hozamok : tó középvonalában

o%1000*E

Er j

jjj

relatív hozam: az egységnyi parthosszra eső hozamához viszonyítva q

q q

qrx K

K

* %100

Értékelés 1 : szélesség1. talajvízszintek

relatív szinteltérés az E-hez képest•adott szelvényben, a tó tengelyében•a szélesség függvényében

térségi jellemzők

9.79.8

-200-400-600 600

B = 1.6 H

400200

200

400

600

y, m

x, m

-16

-12

-8

-4

0

0.4 0.8 1.2 1.6 2x/l

jr, ‰

C változat KB_0 változat

K0 változat KB_1.6 változat

Vsz= 2H

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 0.4 0.8 1.2 1.6B/Hj

r, ‰

tópart közelében

két tónyi távolságban

Értékelés 1 : szélesség2. tószintek:

3. hozamok :

szélesség hatása csekély

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

0 0.4 0.8 1.2 1.6B/H

jr, %

E változat

C változat

KB változatok

40

60

80

100

120

0 0.4 0.8 1.2 1.6B/H

%

C változat E változatészak-dél nyugatkelet

Értékelés 2: túlnyújtás1. talajvízszintek

relatív szinteltérés az E-hez képest:•adott szelvényben, a tó északi részén

térségi jellemzők2. tószintek3. hozamok

-16

-12

-8

-4

0

0.4 0.8 1.2 1.6 2x/l

C változatKB_0/KK_1 változatK0 változatKL_5 változat

jr, ‰

Vsz=2H

9.79.8

-200-400-600 600400200

200

400

600

L = 5 H

y, m

x, m

alig befolyásolja

túlnyújtás hatása lokális

Értékelés 3: vízvezeto képesség,,

1. talajvízszintekrelatív szinteltérés az E-hez képest

•adott szelvényben, a tó tengelyében•a szélesség függvényében

térségi jellemzők

9.79.8

-200-400-600 600

k = 20 kt

400200

200

400

600

y, m

x, m

-16

-12

-8

-4

0

4

0.4 0.8 1.2 1.6 2

x/l

jr, ‰

C változat KK_1 változat

K0 változat KK_100 változat

KK_200 változat

Vsz= 2H

-12

-8

-4

0

4

0 50 100 150 200k/kt

jr, ‰

a tópart közelében

két tónyi távolságra

Értékelés 3 : vízvezeto képesség2. tószintek:

3. hozamok :

vízvezetőképesség hatása döntő

,,

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

0 50 100 150 200k/ktjr, %

E változat

C változat

KK változatok

0

20

40

60

80

100

120

140

0 50 100 150 200

k/kt

qr, %

C változat E változatészak-dél nyugatkelet

Tényleges tavak

600

800

1000

1200

1400

1600

9600

9800

1000

0

1020

0

1040

0

1060

0

1080

0

m

m

tervezett tóvisszatöltésszelvény

600

1000

1400

1800

800

1200

1600

2000

2400

2800

x, m

y, mtervezett tavak

megfelelő visszatöltés

gyenge visszatöltés

nagyobb tórendszer délkeleti határatérségi áramlási irány: dél-délkeletdélre védett terület

1. délkeleti irányban visszatöltés: száraz/nedves időszak

2. délkeleti és délnyugati visszatöltés

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

-3 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30jr, %

x/Vsz

védősáv nélkül, nedves időszakvédősávval, nedves időszakvédősáv nélkül, száraz időszakvédősávval, száraz időszak

Összefoglalás

a visszatöltés : megnövelt hidraulikai ellenállás csökkenti a vízmozgást, a hiányzó víz a többi

oldalról részben pótlódik tószint alacsonyabba térség áramlási viszonyai gyökeresen nem

változnaka visszatöltés szélességének hatása csekély a visszatöltés L túlnyújtásának hatása lokálisa visszatöltés vízvezető képessége döntőa visszatöltés hatása erőteljesebb száraz

időszakban

Javaslatok

a szélesség a vízvez. rtg. vastagságához hasonló : Bv ≈ H,

a hossz a védelmet igényelő szakasszal megegyező, L túlnyújtás lokális igények esetén

a vízvezető képesség a környező vízvez. rtg. huszad - ötvened része, kv ≈ k/20 ... k/50

a merőleges a tavat tápláló áramlás jellemző irányára

tóH k

Bv ≈ H

kv ≈ k/20 ... k/50

a visszatöltés jellemzoire,,

Köszönöm a

figyelmet