A szigetközi MODFLOW modellezés verifikálása, paraméter optimalizálás izotóp-adatokkal

Deák József Maginecz János Szalai József Dervaderits Borbála

Földtani felépítés

Áramlási viszonyok

Vízföldtani kérdések A kavicsban áramló víz eredete (Duna vagy csapadék, ill. a kettő aránya) Az utánpótlódás mértéke A kavicsréteg diszperziója Az elterelés hatása A modellezés verifikálása

Alkalmazott módszerek Stabil oxigénizotóp és hidrogénizotóp arányok ( 18 O ill. 2 H) 14 C víz kormeghatározás Trícium ( 3 H) vizsgálatok 3 He/ 3 H kormeghatározás 36 Cl elemzések Freonok (CFC)

Különböző természetes nyomjelzők idősora

A talaj- és rétegvíz eredete stabil izotóp elemzések alapján

18 O gyakoriság (%)

A felszín alatti vizek 18 O izotóparányainak területi eloszlása

Az utánpótlódás mértéke

A csapadék és a Duna-víz trícium idősora Bécsben

Fő áramlási pálya

A trícium bomba-csúcs elhelyezkedése a fő áramlási pálya mentén, 1992-ben

Felszín alatti áramlási sebesség trícium adatok alapján

Trícium és 3 He a felszín alatti vizekben, a fő áramlási pálya mentén

3 H/ 3 He víz-kor

A kavicsréteg diszperziójának becslése

36 Cl vizsgálatok

Tritium (TU) Szigetköz Area 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 0 5 10 15 20 25 30 35 Distance along flow path (km) 0 Tritium measured contents in groundwater 36Cl measured concentrations in groundwater Tritium model results disp=250 m, va=435 m/a 36Cl model results disp=250m, va=435m/a

Freon (CFC-12) tartalom a rétegvízben

Legfontosabb következtetések

A Szigetköz és környezete vastag kavics-rétegében lévő víz: friss (50 évnél fiatalabb) nagy része a Dunából származik vízszintes irányban áramlik, nagy sebességgel (100-400 m/év) a longitudinális diszperziós együttható nagy, L= 250 300 m

MODFLOW modellezés A vizsgálat a felszíntől maximum 400 m-es mélységig terjed. A fizikai modell tartalmazza a vizsgált terület szivárgási paramétereit, melyeket a MÁFI által különböző mélységekben készített szivárgáshidraulikai paraméterek térbeli eloszlását tartalmazó ábrasorozat alapján határoztunk meg.

Az alkalmazott numerikus számítási módszer a földtani, vízföldtani viszonyok térbeli változásait elemekre bontással követi. Minden elemhez valamennyi vízföldtani, földtani jellemzőt hozzárendelünk, ezáltal elemen belül állandó, de elemenként változó tulajdonságokkal dolgozhatunk. Az alkalmazott véges differencia módszernél a terület általános rácshálóval való lefedésével származtatjuk az elemeket.

A 2008. évi vizsgálat során a modellezett területet inhomogén méretű hasábelemekre bontottuk. A rácshálót 2000 x 2000 m től 500 x 200 m - es rácselemekre bontottuk, a vízrajzi viszonyok függvényében. A modellezés során alkalmazott rácsháló:

Az így felépített modell által számolt 30 éves izotermákat és a trícium csúcs 1991-92 évi helyzete alapján kijelölt 28-29 éves elérési idejű pontokat összehasonlítva verifikáltuk a modellt

Modell kalibráció Azokon a területeken, ahol a valós és a számított izotermák jelentősen eltértek, a szivárgáshidraulikai paraméterek célirányos megváltoztatásával kalibráltuk a modellt, míg egy elfogadható hibahatáron belüli értékeket kaptunk a modellezett és a trícium alapján kimért 28-30 éves izotermák között.

További kutatások A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség támogatásával, 2009 évben kezdődő Műszaki Együttműködési projekt keretében újabb nagyarányú izotóphidrológiai felmérést fogunk végezni a területen.

2007 évre lebomlott trícium tartalom [TU] A trícium csúcs elmozdulása a Dunakiliti-Mosonmagyaróvár-Lébény szelvény mentén 50 40 30 20 1992 2002 2007 1997 10 0 0 5 10 15 20 25 30 35 távolság a Dunától [km]

Az újabb izotóp adatokat a Duna elterelés miatt megváltozott felszín alatti áramlási viszonyok modellezésének verifikálására szeretnénk felhasználni ha egy ilyen modellezésre a VITUKI lehetőséget fog kapni