Elérési idő új típusú meghatározása parti szűrésű rendszerekben működő vízkivételi műveknél

Gábor Nyiri; Péter Szűcs

doi:10.59258/hk.17595

Nyiri Gábor Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar https://orcid.org/0009-0007-7596-6968
Szűcs Péter Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar https://orcid.org/0000-0002-6061-2514

Kulcsszavak: Parti szűrés, elérési idő, csápos kút, galéria, Modflow, Modpath

Absztrakt

Tanulmányunkban a parti szűrésű vízbázisok vizsgálatával foglalkozunk. Kutatásunk tárgya az elérési idő, amely megmutatja, hogy a folyótól mennyi idő alatt ér el a termelőkútig a víz. Ezen érték meghatározására sokféle módszer ismert az izotóphidrogeológiai vizsgálatoktól a numerikus modellezésig. A parti szűrésű rendszerek hidraulikájának nagyfokú változékonysága, valamint a kútkialakítás sajátosságai miatt ezen érték meghatározása nem magától értetődő. Kutatásunk során a numerikus modellezés eszköztárát használtuk. A Modflow, valamint a Modpath programok segítségével vízrészecskék elérési idejét, valamint azok eloszlását határoztuk meg. Permanens és tranziens modell segítségével vizsgáltuk továbbá azt, hogy a kútkialakítás, a termelt hozam változása, valamint egy árhullám (azaz emelkedő folyóvízszint) milyen módon változtatja ezen elérési idő eloszlás görbéket. Az eloszlások jellemző értékeinek (minimum, medián) változását is nyomon követtük. Elmondható, hogy ezen eloszlási görbék használatával pontosabb képet kaphatunk az elérési idő értékéről, amely hatással lehet a parti szűrés tisztítási hatásfokának megbízhatóbb meghatározására is.

Szerző életrajzok

Nyiri Gábor, Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar

NYIRI GÁBOR 2013-ban végzett a Miskolci Egyetemen környezetmérnök alapszakon, majd tanulmányait a Miskolci Egyetem hidrogeológus mérnöki mesterszakán folytatta, ahol 2015-ben szerzett okleveles hidrogeológus mérnök végzettséget. 2015-től 2016-ig az Északmagyarországi Regionális Vízművek ZRt. környezetvédelmi megbízottja. 2016-tól a Miskolci Egyetem Mikoviny Sámuel Földtudományi Doktori Iskolájának PhD hallgatója. Fő kutatási területe a parti szűrésű rendszerekhez, valamint a csápos kutakhoz kapcsolódik. Abszolutóriumot 2021. július 12-én szerzett, PhD értekezését 2022 júliusában sikeresen megvédte.

Szűcs Péter, Miskolci Egyetem, Műszaki Föld- és Környezettudományi Kar

SZŰCS PÉTER a Nehézipari Műszaki Egyetem Bányamérnöki Karán szerzett kitüntetéses geofizikus-mérnöki oklevelet 1988-ban. Oktatói és kutatói pályájának elején először a Geofizikai Tanszéken, majd az MTA Bányászati Kémiai Kutatólaboratóriumában dolgozott. 1993-ban Dr. Univ. címet, majd 1996-ban PhD doktori oklevelet szerzett. 2009-ben megszerzi az MTA doktora tudományos címet, illetve sikeresen habilitált (Dr. habil.) a Miskolci Egyetemen. 1998 óta a Miskolci Egyetem Hidrogeológiai – Mérnökgeológiai Tanszékén dolgozik. 2010-től a tanszék vezetője. 2010-ben egyetemi tanári kinevezést kapott. Az MTA-ME Műszaki Földtudományi Kutatócsoport vezetője 2012-től 2022-ig. Publikációinak száma több mint 640. 2022-ben az MTA levelező tagjává választották. 1998-tól a Magyar Hidrológiai Társaság tagja.

Hivatkozások

/1997. (VII. 18) Korm. rendelet a vízbázisok, a távlati vízbázisok, valamint az ivóvízellátást szolgáló vízilétesítmények védelméről

Cleveland, W.S. (1979). Robust Locally Weighted Regression and Smoothing Scatterplots Journal of the American Statistical Association, 74. pp. 829-836. https://doi.org/10.1080/01621459.1979.10481038

https://doi.org/10.1080/01621459.1979.10481038

Duy, L.N., Nguyen, V.D., Heidbuchel, I., Meyer, H. (2019). Identification of groundwater mean transit times of precipitation and riverbank infiltration by two-component lumped parameter models, Hydrological Processes, 33 (24). https://doi.org/10.1002/hyp.13549

https://doi.org/10.1002/hyp.13549

Frei, S., Gilfedder, B.S. (2021). Quantifying residence times of bank filtrate: A novel framework using radon as a natural tracer, Water Research, 201. https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117376

https://doi.org/10.1016/j.watres.2021.117376

Góczán L. (1955). A Szentendrei sziget geomorfológiai fejlődéstörténete. Földrajzi Értesítő, 4. pp. 301-316.

Hiscock, K.M., Grischek, T. (2002). Attenuation of groundwater pollution by bank filtration J. Hydrol., 266. pp. 139-144. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00158-0

https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00158-0

Hoehn, E., Cirpka, O.A. (2006). Assessing residence times of hyporheic ground water in two alluvial flood plains of the Southern Alps using water temperature and tracers Hydrol. Earth Syst. Sci., 10, pp. 553-563. https://doi.org/10.5194/hess-10-553-2006

https://doi.org/10.5194/hess-10-553-2006

Hu, B., Teng, Y., Zhai, Y., Zuo, R., Li, J., Chen, H. (2016). Riverbank filtration in China: A rewiew and perspective, Journal of Hydrology 541. pp. 914-927. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.08.004

https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2016.08.004

Kármán K. (2013). A parti szűrésű vízbázisok és jelentőségük, Magyar Tudomány, 174(3) pp. 1300-1307.

Kármán K., Maloszewski P., Deák J., Fórizs I., Szabó Cs. (2014). Transit time determination for a riverbank filtration system using oxygen isotope data and the lumped-parameter model, Hydrological Sciences Journal, 59(6), pp. 1109-1116. https://doi.org/10.1080/02626667.2013.808345

https://doi.org/10.1080/02626667.2013.808345

Konikow, L.F., Hornberger, G.Z., Halford, K.J., Hanson, R.T., Harbaugh, A.W. (2009). Revised multi-node well (MNW2) package for MODFLOW ground-water flow model. Techniques and Methods 6-A30. U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, p. 67. https://doi.org/10.3133/tm6A30

https://doi.org/10.3133/tm6A30

Kovács B. (2004). Hidrodinamikai és transzportmodellezés I. (Processing Modflow környezetben), Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Szegedi Tudományegyetem, Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, GÁMA-GEO Kft. ISBN 963 661 636 1

Maeng, S.K., Lee, K-H. (2019). Riverbank Filtration for theWater Supply on the Nakdong River, South Korea, Water, 129. https://doi.org/10.3390/w11010129

https://doi.org/10.3390/w11010129

Molson, J.W., Frind, E.O. (2012). On the use of mean groundwater age, life expectancy and capture probability for defining aquifer vulnerability and time-of-travel zones for source water protection, Journal of Contaminant Hydrology, 127. pp. 76-87. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2011.06.001

https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2011.06.001

Nagy-Kovács Zs., Davidesz J., Mártonné Czihat K., Till G., Fleit E., Grischek T. (2019). Water quality changes during riverbank filtration in Budapest, Hungary, Water, p. 302. https://doi.org/10.3390/w11020302

https://doi.org/10.3390/w11020302

Nyiri G., Székely F., Zákányi B., Szűcs P. (2019). Horizontális és csápos kutak hidraulikai modellezése különböző számítási eljárások segítségével, Hidrológiai Közlöny, 99. évf. 4. szám, pp. 35-41.

Nyiri G., Kovács B., Zákányi B., Szűcs P. (2022). Tartózkodási idő vizsgálata csápos kutak esetében, Hidrológiai Közlöny, 102. évf. 4. szám, pp. 62-66.

Pollock, D.W. (2016). User guide for MODPATH Version 7-A particle-tracking model for MODFLOW: U.S. Geological Survey Open-File Report 2016-1086, p. 35. https://doi.org/10.3133/ofr20161086

https://doi.org/10.3133/ofr20161086

Ray, C., Melin, G., Linsky, R.B. (2003). Riverbank filtration: Improving Source-Water Quality, Springer Science and Business Media, ISBN 1402011334

https://doi.org/10.1007/0-306-48154-5

Rózsa A. (2000). Beszivárgás vizsgálatok a Szentendrei-Duna medrében, Hidrológiai Közlöny, 80. évf. 2. szám, pp. 119-125.

Székely F., Nyiri G., Szűcs P., Zákányi B. (2021). Analytically supported numerical modeling of horizontal and radial collector wells, Journal of Hydrologic Engineering, 26(12). https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0002137

https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0002137

Schijven, J.F., Hassanizadeh, S.M., Bruin, H.A.M. (2002). Column experiments to study nonlinear removal of bacteriophages by passage through saturated dune sand, Journal of Contaminant Hydrology 58(3-4). pp. 243-259. https://doi.org/10.1016/S0169-7722(02)00040-2

https://doi.org/10.1016/S0169-7722(02)00040-2

Teng, Y., Hu, B., Zheng, J., Wang, J., Zhai, Y., Zhu, C. (2018). Water quality responses to the interaction between surface waterand groundwater along the Songhua River, NE China, Hydrogeology Journal, 26 (5). pp. 1591-1607. https://doi.org/10.1007/s10040-018-1738-x

https://doi.org/10.1007/s10040-018-1738-x

Tolnai B. (szerk.) (2008). Vízellátás, Máttyus Sándor nyomán, A Fővárosi Vízművek Zrt. üzemeltetői ismeretanyaga, Budapest.