140 likes | 426 Views
Pille Sedman/29.10.2010. 2. TEEMAKSITLUS. Loengu I osaVrtlgendused ei ole otseselt valed, vaid need seisukohad kehtivad ainult teatud tingimustesInfiltratsioon nlvadel on vike, kuna vesi voolab pindmiselt ra Vee vertikaalne liikumine toimub veetasemete vahel Pinnase vertikaalne veejuhtiv
E N D
1. Pille Sedman/29.10.2010 1 HÜDROGEOLOOGIA EEL KOOLITUSPÄEV
Tallinnas, 29. okt. 2010
Randall J. Charbeneau Groundwater Hydraulics and Pollutant transport.
Prentice-Hall Inc. 2000
2. Pille Sedman/29.10.2010 2 TEEMAKÄSITLUS Loengu I osa
Väärtõlgendused ei ole otseselt valed, vaid need seisukohad kehtivad ainult teatud tingimustes
Infiltratsioon nõlvadel on väike, kuna vesi voolab pindmiselt ära
Vee vertikaalne liikumine toimub veetasemete vahel
Pinnase vertikaalne veejuhtivus on oluliselt väiksem kui horisontaalne
Vesi liigub sinna, kus on parem veejuhtivus
Loengus on kasutatud Kohtla-Järve poolkoksiprügilat näitliku abivahendina, toodud näited on autori interpretatsioon
Slaididel toodud teave kehtib ainult koos sõnalise esitlusega
3. Pille Sedman/29.10.2010 3 Aeratsioonivöönd
Mullavee vöönd
Vahevöönd
Kapillaartõusuvöönd
Küllastusvöönd
Veekiht
Vabapindne
Survepindne
Veepide
Küllastusaste Sr = Vee maht
Pooride maht
Absoluutne veetase (head)
Infiltratsioon
Nähtus, mille puhul vesi liigub maapinnalt aeratsioonivööndisse
Toitumine
Vesi jõuab aeratsioonivööndist veetasemele
4. Pille Sedman/29.10.2010 4 HÜDROGEOLOOGILINE TSÜKKEL +
Sademed
Infiltratsioon
Põhjavee toitumine
Põhjavee juurdevool
5. Pille Sedman/29.10.2010 5
6. Pille Sedman/29.10.2010 6 Infiltratsiooni alguses
Molekulaarjõududega seotud vesi
Kapillaarvesi
Püsib või liigub pinnases kapillaarjõudude toimel
Väga väikese veesisalduse juures on vee liikumine väga aeglane, kuna see toimub ainult kõige peenemates poorides ja õhukestel veekiledel
Gravitatsiooniline vesi
Veeküllastuse suurenedes on väikesed poorid veega täitunud ning vesi liigub suuremates poorides gravitatsioonijõu mõjul
7. Pille Sedman/29.10.2010 7
Infiltratsiooni suurus sõltub mitmetest asjaoludest
Pinnase veejuhtivusest, mis omakorda sõltub otseselt pinnase veesisaldusest (nagu eespool selgitatud)
Kapillaarsusest, pinnaseosakeste absorbtsioonivõimest
Pinnase vee vastuvõtu võime
Sademete intensiivsusest
Kui sademete intensiivsus on väiksem või võrdne pinnase vee vastuvõimega, siis kogu sadevesi infiltreerub
Kui sademete intensiivsus on suurem, siis tekib pindmine äravool
Tasasel maal koguneb vesi lompi
Nõlvalt voolab ära
8. Pille Sedman/29.10.2010 8 HÜDROGEOLOOGILINE TSÜKKEL Külgmine äravool
Auramine (transpiratsioon)
Atmosfääri tingimused
Pinnasetingimused
9. Pille Sedman/29.10.2010 9 PÕHIPRINTSIIBID Hüdrogeoloogiline lähenemine
Vee voolamine veekihis toimub horisontaalselt või selle lähedaselt
Vee voolamine läbi veepideme toimub vertikaalselt või selle lähedaselt
Läbi ühikpinna voolav vesi (Darcy kiirus) avaldub
q= KI, kus K on filtratsioonikoefitsient, I hüdrauliline gradient
Ih=DH/L, kus L on vahemaa
Iv=DH/b, kus b on kihi paksus
10. Pille Sedman/29.10.2010 10 Vee vertikaalne liikumine toimub veetasemete vahel
Vertikaalne veejuhtivus on väiksem kui horisontaalne
Vesi liigub sinna, kus on parem veejuhtivus
11. Pille Sedman/29.10.2010 11 Kui tegemist on homogeense kihiga, siis veejuhtivus nii vertikaal- kui horisontaalsuunas ei erine
Väide, et vertikaalne veejuhtivus on väiksem kui horisontaalne, on õige kihilises läbilõikes, kus esinevad erineva veejuhtivusega kihid
Horisontaalse voolu korral määravad keskmise (ekvivalentse) veejuhtivuse suurima veejuhtivusega kihid, vertikaalse voolu korral väiksema veejuhtivusega kihid
Veekeskkonnas settinud pinnase puhul on enamasti tegu kihilise läbilõikega (viirsavi)
Liustikutekkega pinnaste (moreen) kohta see väide ei pruugi kehtida
Kui tegemist on inimtegevusel tulemusel paigutatud materjaliga, siis sõltub materjali paiknemine tehnoloogilisest protsessist, erineva veejuhtivusega kihid võivad vahelduda nii horisontaal- kui vertikaalsuunas
12. Pille Sedman/29.10.2010 12 Väide on õige ainult võrdsete hüdrauliliste gradientide puhul
Lõikel 3
Vertikaalsuunas läbi savi I=8, K=0.0001 m/ööp,
seega läbi 1m2 ristlõike ööpäevas Q=0.0001*8 *1=0.0008 m3
Horisontaalsuunas poolkoksilasundis I=0.02 K=0.1 m/ööp,
seega läbi 1m2 ristlõike ööpäevas Q=0.1*0.02*1=0.002 m3
Kuigi savi veejuhtivus on antud juhul 1000 korda väiksem kui poolkoksil, on erinevus veekoguses ainult 2.5 kordne
Arvestades seda, et poolkoksilasundi pindala on 200 ha (2 000 000 m2),
kuid ümbermõõt ainult 6000 m. Kui veekihi keskmine paksus on 10 m, siis horisontaalse voolu ristlõikepindala vastavalt 60 000 m2
Järelikult on antud süsteemis vertikaalselt liikuva vee kogus oluliselt suurem kui horisontaalne, vaatamata sellele, et savi veejuhtivus on tuhat korda väiksem
13. Pille Sedman/29.10.2010 13 JÄRELDUSED Infiltratsiooni suurus ei sõltu sellest, kas tegemist on nõlva või tasase maaga, see toimub oma seaduste kohasel, mida reguleerivad sademete intensiivsus ja pinnase vee vastuvõtu võime
Pindmine äravool toimub ainult ülejääva vee arvelt, mis pinnasesse ei mahu
Vee liikumine veekihindite vahel toimub vertikaalse voolamisena läbi veepideme. Hüdraulilise gradiendi määrab erinevus absoluutsetes veetasemetes ja veepideme paksus
Kihi veejuhtivusparameetrite hindamisel tuleb arvestada kihi geneesiga
Kihi filtratsioonikoefitsient ei ole süsteemis ainumäärav, samavõrd tuleb arvestada gradientide ja pindalaga