dr. szőcs péter, egyetemi tanár miskolci egyetem ... · hidrogeológia bsc dr. szőcs péter,...
TRANSCRIPT
Hidrogeológia BSc
Dr. Szőcs Péter, egyetemi tanárMiskolci Egyetem,
Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Tanszék
2. részA vízadó réteg és a felszín alatti víz fıbb tulajdonságai
A felszín alatti víz néhány fizikai tulajdonsága
• Belsı súrlódás, a víz viszkozitása
- Csúsztató feszültség [Pa]
dy
duµτ =
µ - dinamikai viszkozitás
µ = 0.001 Pa s (20 °C)
1 centi poise = 0.001 Pa s
),( PTµ
2
0
00022.0337.01 tt ++=
µµ
Poiseuille (1832)
A felszín alatti víz néhány fizikai tulajdonsága
• Belsı súrlódás, a víz viszkozitása
- kinematikai viszkozitás [m2/s]
),( PTν
ρµ
ν =
= 10-6 m2/s (20 °C)ν
dy
duµττ += 0 Bingham test
Összenyomhatóság, rugalmasság
• Bv , rugalmas térfogat-kiterjedési tényezı
[1/Pa]
dP
dV
VBv
1−=
vBE
1=
E, rugalmassági modulus
[Pa]
⋅== −
PaBv
1105 10β
)(
00expPP−⋅= βρρ
A felszín alatti víz sőrősége
• A folyadék sőrősége függ a hımérséklettıl, az oldott
sótartalomtól és a nyomától
=
3m
kg
V
Mρ
A víz sőrősége a T növekedésével csökken
+⋅=
310007.0
m
kgSkρ
Sk a vízben oldott sótartalom [g/l]
A víz gáztartalma
• Normál állapoton 20 l levegı oldódik 1 m3 vízben
PVgo ⋅Γ= A CO2 nagyság rendekkel jobban oldódik
a vízben mint a metán vagy a nitrogén
A víz gáztartalma
• A nyomás és a
geotermikus lépcsı
szerepe
• A víz sőrősége
az elnyelt gáz
mennyiségének
növekedésével csökken
A Bernoulli – tétel, a Hubbert összefüggés,a hidraulikus emelkedési magasság
• m tömegő test energiája
++=Φ
kg
J
P
2
vgz
2
ρ
Potenciális energia
Kinetikus energia
Rugalmas energia
[ ]JmgzW =1
[ ]JmvW 2
22
1=
[ ]JPmWρ
=3
Bernoulli: egységnyi tömegő folyadék energiája
A Bernoulli – tétel, a Hubbert összefüggés,a hidraulikus emelkedési magasság
• Hubbert: egységnyi tömegő folyadék energiáját
vízoszlop magasságban fejezi ki, illetve a kinetikus energia
elhanyagolása
[ ]mg
h
Pz
ρ+=
A Hubbert összefüggés, a hidraulikus emelkedési magasság (h)
+==Φ
kg
J
Pgz
ρgh
A Bernoulli tétel, a Hubbert összefüggés,a hidraulikus emelkedési magasság
• Nyomásmérés
egy adott helyen
z g
Pz h +=+=
ρψ
A hidraulikus emelkedési magasság, h
• A víz a magasabb energia szintő helyrıl mozog az alacsonyabb felé
z g
Pz h +=+=
ρψ
Darcy’s Law and the Fluid-Dynamic
ParametersFluid potential, Φ, and
hydraulic head, h
The unique control on flow direction:The unique control on flow direction:
hydraulic head, h.hydraulic head, h.
ρρρρΦΦΦΦ
pgz ++++====
∫∫∫∫++++++++====p
p
2
0
dp
2
vgz
ρρρρΦΦΦΦ
p=ρρρρgψψψψ
ΦΦΦΦ=gz+[ρρρρg(h-z)]/ρρρρ
Φ= ghh=z+Ψ
ΦΦΦΦ: mechanical energy perunit mass
hh11>h>h22 hh11>h>h22
from figure:from figure:
Felszín alatti áramlási rendszerek megjelenítése
A felszín alatti áramlási rendszerek törvényszerőségeinek
bemutató ábrája Tóth József (1963) elmélete alapján.
Felszín alatti áramlási rendszerek megjelenítéseH' 1H1
DunaTisza
-5500
-5000
-4500
-4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
-5500
-5000
-4500
-4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000Elevation a.s.l. (m
)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180
Szeged
H'' 1H2
90 9090
90
808085
85
85
95
95
95
95
100
100
100 110
110
120
120130
120
150
150
150
200
1000500
1000
1000
500 20
0
150
120
100
100100
100120
150
200
?
100
120
150
200
500
110
W E
Distance from western end of cross section (km)
50x exagerated elevation (m a.s.l.)
land surface
(vertical exageration: Mh
Mv = 10 )
hydraulic head contour (m a.s.l.)with direction of fluid driving force
top of Pre-Neogene basement with fault
120
NW SE / NW
H4 H'4 H"4
Berettyó Sebes Körös
-5000
-4500
-4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
-5000
-4500
-4000
-3500
-3000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
Elevation a.s.l. (m
)
Tisza
SEH3
120
110
100 90 90
100
110120
150
200500 1000
1500
20001500
1000
500200150120
110
100
90
2000
1500 1000
500200
150 120
110100
90
2000
1500 100
0 500
200
150120
110100
Distance from north-western end of cross section (km)
hydraulic head contour (m a.s.l.)with direction of fluid driving force
top of Pre-Neogene basement with fault
50x exagerated elevation (m a.s.l.)
land surface