KÁRMENTESÍTÉSI KÉZIKÖNYV 1

ELŐSZÓ

Az ezredfordulóhoz közeledve szembe kell nézni azzal a ténnyel, hogy a gazdasági, ipari fellendülés áraként a természeti környezet egyre nagyobb mértékben károsodik, ami gyakran már közvetlenül veszélyezteti magát az embert.

A fejlett ipari társadalmakban az 1970-es években, Magyarországon az 1990-es évek elején került a közvélemény figyelmének középpontjába a múlt örökségét képező, hátrahagyott tartós környezetkárosodások ténye.

Ezeknek az örökölt szennyeződéseknek az a legnagyobb veszélye, hogy az emberi szem elől rejtve a talajban és ezeken keresztül a felszín alatti vizekben megmaradnak és károsító hatásuk gyakran térben és időben is elkülönülve jelenik meg. Jelentős részüknél a talaj és a felszín alatti vizek szennyeződése csak akkor válik egyértelműen ismertté, amikor az már közvetlen veszélyt jelent az élővilágra, sok esetben az ott élő emberek egészségére.

Közös, minden társadalmat érintő gond továbbá az is, hogy a problémakör ismertté válásakor a környezetvédelmi igazgatás késésben van a társadalmi elvártsághoz képest.

Ezt felismerve az elmúlt egy-két évtizedben, számos országban megtették a kezdeti lépéseket a "hátramaradt" tartós környezetkárosodások felderítésére és megszüntetésére. Az óriási összegeket felemésztő feladatokat rendszerint költségvetési forrásból támogatják, mivel az általánosan elfogadott "a szennyező fizet" elv, sok esetben nem érvényesíthető. Ezért fontos az országos koordináció a prioritási rangsor felállítása, a szennyezett területek országos szintű feltárása, számbavétele és jellemzése során. Az előzőek ismeretében a kármentesítési programok legfőbb célja az emberi egészség és környezet megóvása, melynek pozitív hatású, közvetlen gazdasági hatásai vannak.

A környezetszennyezések teljes körére kiterjedő fellépés tervszerű munkát igényel, ezért a KTM kezdeményezésére a Kormány 1996-ban a nemzetközi tapasztalatoknak megfelelően új, országos programot indíott be, a szennyezett területek kármentesítésére.

A Kármentesítési Program keretében egy olyan kiadvány-sorozat kiadására kerül sor, amelynek célja a program végrehajtása során összegyűlt jogi, műszaki, gazdasági tapasztalatok összefoglalása, áttekintése és folyamatos közzététele. A kiadványok a téma jellegétől függően Füzet, Útmutató és Kézikönyv formájában jelennek meg.

A Kiadó

BEVEZETÉS

A kiadvány címe ("Szennyeződésterjedési modellek alkalmazása") egy címhez illően rövid és emiatt egy kicsit túl általános is. Valójában ez a kézikönyv a felszín alatti tér, vagyis a talaj és a felszín alatti vizek szennyeződési folyamatainak matematikai modellezéséről szól. A kézikönyvben az egyszerűség kedvéért a "modellezés" kifejezést fogjuk használni, ami ebben az értelemben mindig a "matematikai modellezést" jelenti (valójában a modellezés ennél általánosabb fogalom, hiszen magába foglalja az analóg modelleket és a laboratóriumi kisminta-vizsgálatokat is). Tulajdonképpen a modellezés szerepével és a modellezési tevékenységgel kapcsolatos általános részek a levegőre és a felszíni vizekre is érvényesek, azonban a bemutatott elméleti háttér és az alkalmazható szoftverek csak a felszín alatti térre vonatkoznak.

Az önkényesnek tűnő szelekció azonban azzal magyarázható, hogy a kármentesítési program a tartósan szennyező, csupán a szennyezési tevékenység megszűntetésével általában nem megoldható esetekkel foglalkozik, és ezek jellegüknél fogva főként a felszín alatti teret érintik. A talaj és a felszín alatti víz szennyeződése - szemben a felszíni vizekkel vagy a levegővel - nem a "szemünk előtt" zajlik: nem látjuk a színét, nem érezzük a szagát, illetve a folyamatok lényegesen lassúbbak. Ez a nyilvánvaló különbség fontos következménnyel jár a szennyeződések feltárása és értékelése során, ugyanis - az egyértelmű szennyezőforrások talajszennyezésén kívül - a priori nem lehet tudni, hogy a szennyeződés mekkora felszín alatti teret érint, és az is nehezen becsülhető, hogy mi várható a jövőben. A feltárás során a mintavételi és a laboratóriumi elemzések költségeihez jelentős tétellel járulnak hozzá a fúrások, tehát a feltárást lehetőleg minél kevesebb fúrással kell megoldani. Ugyanakkor a lassúbb folyamatok miatt általában megfelelő idő áll rendelkezésre a kárenyhítésre vagy a kárfelszámolásra, viszont ezek hatásáról - minthogy a jövőben lejátszódó folyamatokról van szó - a tervezéskor nincsenek mérési adataink. Ezek a sajátosságok lényegesen megnövelik a számítások jelentőségét. A cél a rendelkezésre álló adatokból a lehető legtöbb információt kinyerni és azt a számítások révén hasznosítani a feltárási munkák és a beavatkozások tervezésekor. Mindenképpen olyan számítási módszerekre van szükség, amelyek a rendelkezésre álló pillanatnyi és pontszerű adatainkat térben és időben képesek kiterjeszteni. Erre alkalmas eszközök a szennyeződésterjedési modellek.

A kézikönyv a szakemberek széles skálájának szól: akik tevékenységükkel a szennyezések potenciális okozói, akik a szennyezési veszéllyel járó tevékenységet vagy objektumot tervezik, akik ezt az önkormányzatoknál vagy az állami közigazgatás intézményeiben engedélyezik és ellenőrzik, és végül, akik a már bekövetkezett szennyeződés feltárását és a szükséges beavatkozásokat tervezik. Nyilvánvaló, hogy jelentősen különböző érdeklődési körű és szakmai háttérrel rendelkező szakemberekről van szó, amit a kézikönyv szerkesztésekor igyekeztünk figyelembe venni.

A "Szennyeződésterjedési modellek a kármentesítésben" című fejezet elsősorban arról ad tájékoztatást, hogy a modellezési munka hogyan illeszkedik a kármentesítés (illetve a technológiai célú modellezés esetén a szennyezéssel járó tevékenységek tervezésének) különböző fázisaihoz: miben tudnak segíteni a modellek, illetve mi várható el tőlük?

A "Szennyeződésterjedési modellek kidolgozása" c. fejezet a modellezés fázisait tárgyalja olyan részletességgel, ami a megrendelők (gazdasági egységek technológiai szakemberei), illetve a létesítési engedélyt kiadók (önkormányzati és hatósági szakemberek) igényeihez igazodik: segítséget nyújt annak eldöntéséhez, hogy megfelel-e az alkalmazott modell, illetve a kidolgozás részletessége a vizsgált probléma bonyolultságának, és az elvégzett munka biztosítja-e az eredmények megbízhatóságát?

A modellezést végrehajtók számára három mellékletben foglaltuk össze a modellezés elméleti alapjait, az egyes modelltípusok adatigényeit, valamint a gyakorlati alkalmazásra javasolható szoftvereket.

SZENNYEZŐDESTERJEDÉSI MODELLEK A KÁRMENTESÍTÉSBEN

 

Ebben a fejezetben a transzportfolyamatok és azok modellezése, illetve a szennyezőforrások által okozott károk felszámolásával kapcsolatos tevékenységek kapcsolatát mutatjuk be. A felszín alatti szennyeződési folyamat egyszerűsített, rövid leírása után összefoglaljuk, hogy a modellezés milyen szerepet tölt be a kármentesítés különböző fázisaiban: az előmunkálatok, a tényfeltárás, a megvalósítás (kivitelezés) és az utóellenőrzés során.

A szennyeződési folyamatokról röviden

Az 1. ábrán egy felszíni eredetű szennyeződés vázlatos képe látható. A terepen elhelyezett (veszélyes) hulladékból a talajba szivárgó csapadékvíz szennyezőanyagokat mos be, amelyek elszennyezik a talajt. A talaj sok szennyezőanyag megkötésére (adszorpció) és lebontására képes, azonban vannak közöttük olyanok, amelyek a vízben feloldódva beépülnek a növényekbe vagy a talajzóna alá (az ún. telítetlen zónába) szivárognak. A talajban való hosszabb tartózkodási idő elősegíti a (bio)kémiai átalakulási folyamatoknak kedvező állapot kialakulását, melynek révén az eredetileg folyékony vagy oldott formában lévő szennyezőanyag megkötődik a talajszemcsék felületén, vagy mikroorganizmusokba épül be, esetleg gáz formájában távozik.

Az oldatban maradó szennyezőanyagok miatt a talajvíz két esetben szennyeződhet: 1. ha a talajvíz szintje olyan közel van a terephez, hogy egy téli beszivárgási időszakban a szennyezés képes eljutni a talajvízig, 2. vagy a területen a talajvizet tápláló beszivárgás hosszú idő átlagában meghaladja a talajvizet megcsapoló párolgást. Hasonlóan zajlik le a szennyeződés abban az esetben is, ha a szennyezőanyag a felszín alatt található, sőt ekkor a helyzet még veszélyesebb, mert nem érvényesül a talaj szűrőképessége és a talajvízig megteendő út is rövidebb. A talaj és a telítetlen zóna szennyeződése gyakorlatilag csak a szennyezőforrás alatti területet, illetve annak közvetlen környezetét érinti, oldalirányú terjedéssel nem kell számolni.

A talajvízbe jutó szennyezés csak abban az esetben jelent veszélyt a szennyezőforráson kívüli területek alatti talajvizek minőségére és a mélyebb rétegekben tározott rétegvizekre, ha beszivárgási területről van szó (l. az előző bekezdésben említett 2 esetet). A talajvízbe jutó szennyezés terjedését alapvetően a felszín alatti víz áramlási viszonyai határozzák meg. Az áramlás iránya megszabja a szennyezési csóva terjedésének irányát is, míg az áramlás sebessége a terjedés gyorsaságát befolyásolja.

Az áramlási viszonyok mellett az adszorpció és a (bio)kémiai átalakulási folyamatok (ezek jellege eltér a talajban, illetve a telítetlen zónában tapasztalható biokémiai folyamatoktól) megváltoztatják az oldott formában mozgó szennyezőanyag mennyiségét, tehát a szennyezett zónában mozgó víz koncentrációja lényegesen eltérhet az induló koncentrációtól.

1. ábra - Egy szennyezési eset vázlata

A bemutatott szennyezési esettől némileg eltérnek a vízzel nem, vagy csak korlátozott mértékben elegyedő folyadékok által okozott szennyezések: pl. olaj (a víznél könnyebb), triklóretilén (a víznél kicsit nehezebb) vagy higany (a víznél lényegesen nehezebb). A szennyezőanyagok egyrészt a folyadékkal együtt, másrészt a talajban lévő levegőbe jutva gázként, harmadrészt a vízben oldódva terjednek. A különböző fázisok mozgása és az érintkező felületeken fellépő kölcsönhatások egy komplex folyamat-rendszer eredményei. A gáz fázisban lejátszódó folyamatoknak is fontos szerepe van az illékony anyagok terjedésében, illetve bizonyos szennyezőanyagok levegőztetéssel történő eltávolításában.

A SZENNYEZŐDÉS FOLYAMATA A TELÍTETT ZÓNÁBAN

Az 1. ábrán bemutatott esetben egy kisebb sebességű függőleges vízmozgás párosul egy nagyobb sebességű oldalirányú vízmozgással. Az adott esetben a vízkivétel a természetes állapothoz képest nyilvánvalóan növeli a

sebesség oldalirányú komponensét és ezzel együtt a szennyezés terjedésének sebességét is. Az ábra már azt az állapotot mutatja, amikor a szennyezési front elérte a vízkivételi helyet (egy, a szennyezőforrásból induló szennyezőanyag-részecske útját mutatja az ábrán berajzolt áramlási pálya). Ez természetesen egy idealizált útvonal. A valóságban a részecske ettől eltér, mert (1) a pórusokon belül a szemcséktől való távolság függvényében változik a sebesség, (2) a változó hidrológiai viszonyok és a változó vízkivétel miatt az áramlás iránya kisebb-nagyobb mértékben változik az időben, (3) a részecskék az áramlási közeg szilárd vázához ütődve (szemcsék vagy repedések fala) folyamatosan változtatják mozgásuk irányát. Ezek együttes következményeként a szennyezőanyag részecskék az idealizált áramlási pálya mentén szétszóródnak, a szennyeződési front mellett kialakul egy ún. diszperziós zóna is. Szennyezett víz tehát nem csak a szennyezőforrásból induló áramlási pályák mentén juthat a kutakba, hanem a diszperziós zónába kívülről belépő, eredetileg szennyezetlen áramlási pályák mentén is. Az előzőek szerint a termelt víz minőségét és ezzel a szennyezésnek a vízkivétel szempontjából felmerülő veszélyességét a különböző eredetű vizek keveredése határozza meg.A beszivárgott víz megcsapolója a bemutatott esettől eltérően lehet egy párolgási többlettel rendelkező terület vagy felszíni vízfolyás is. A szennyeződési helyzet végeredményben hasonló, azzal a különbséggel, hogy a szennyezés vízszintes irányú szétterülése várhatóan nagyobb lesz.

A kármentesítés fázisai és a modellezés

Ahhoz, hogy a szennyeződés mértékét és veszélyességét feltárjuk, a várható továbbterjedést előrejelezzük, illetve a lehetséges beavatkozások közül kiválasszuk a legmegfelelőbbet, az előző fejezetben vázolt szennyeződési folyamatokról kell minél többet megtudni. Az információk értékelésében jut komoly szerep a szennyeződés-terjedési (vagy más néven transzport-) modelleknek.

 

A modellek az említett szennyeződési folyamatok matematikai leírásán keresztül szimulálják a valóságban lejátszódó folyamatokat és a számítások eredményeképpen gyakorlatilag a vizsgált terület bármely pontjára és a vizsgált időszak bármely időpontjára képesek becslést adni a várható szennyezőanyag koncentrációra.

A becslés pontossága természetesen attól függ, hogy a matematikai leírás során mennyire sikerült az összes számottevő folyamatot beépíteni a modellbe, illetve a folyamatokat jellemző paramétereket milyen pontosan sikerül meghatározni. Más oldalról viszont, a modellezés során nem kell törekedni a vizsgált felszín alatti rendszer minden részletre kiterjedő leírására, elegendő a vizsgálat célkitűzése szempontjából szükséges pontosság elérése.

A modellek a feltárási pontokon bizonyos időpontokban mért adatokra támaszkodnak és az ezekből nyerhető információkat általánosítva adnak becslést a méréssel nem rendelkező pontokra, illetve a jövőre vonatkozóan, figyelembe véve a modellezett folyamatokban megnyilvánuló kölcsönhatásokat, amelyek bonyolultságuk miatt általában más módszerrel nem követhetők. A modellek tehát lehetővé teszik, hogy a rendelkezésre álló információkat a lehető leghatékonyabban használjuk fel.

A szennyeződések okozta károk enyhítésének, illetve felszámolásának fázisait foglaltuk össze a 2. ábra folyamatábráján. Látható, hogy a modellezés más-más módon, de minden fázisban megjelenik és hasznos segítséget nyújthat a munka elvégzésében.

2. ábra - A kármentesítés fázisai és a modellezés kapcsolata

AZ ELŐMUNKÁLATOK FÁZISA

 

Az előmunkálatok során a rendelkezésre álló adatok alapján értékelni kell a kialakult helyzetet és meg kell becsülni a szennyezés veszélyességét.

A meglévő adatok alapján felépíthető egy előzetes modell, ami alkalmas a nedvesség- illetve az áramlási viszonyok értékelésére, valamint a szennyeződés kialakulásával kapcsolatos koncepció kidolgozására és ellenőrzésére. A rendelkezésre álló adatok alapján előzetesen becsülhetőek a paraméterek értékei, de a modell arra is felhasználható,

hogy több változat eredményeinek összehasonlítása alapján információt kapjunk a szennyeződési eset különböző paraméterek iránti érzékenységéről, illetve a bizonyos kérdéses folyamatok fontosságáról vagy elhanyagolhatóságáról. Ezekhez a számításokhoz egy szoftvert is kell választani, amelyikbe éppen egy olyan matematikai modellt programoztak be, amire a koncepció alapján szükségünk van.

AZ ÉRTÉKELÉSHEZ FELHASZNÁLHATÓ ADATOK területhasználat,

geológiai és hidrogeológia viszonyok,

meteorológiai és hidrológiai jellemzők,

vízminőségi adatok,

a szennyezőforrás típusa, illetve maga a szennyezőanyag

Az előzetes modellel végzett számítások segíthetnek a terepi feltárási munkák optimális megtervezésében: a feltáró fúrások helyének kijelölésében (a szennyeződés becsült kiterjedése alapján), valamint az észlelendő adatfajták és az észlelési gyakoriság (a figyelembe vett folyamatok és azok időbeli változékonysága alapján) meghatározásában. A gondosan elvégzett előzetes modellezésre fordított idő és pénz várhatóan többszörösen megtérül a terepi és laboratóriumi munkák olcsóbb megvalósításában. Ezzel a módszerrel ugyanis jelentősen csökken annak a veszélye, hogy felesleges fúrások és laboratóriumi analízisek készülnek, illetve kimarad később lényegesnek mutatkozó információ beszerzése.

A TÉNYFELTÁRÁS FÁZISA

A terepi és a labormunkák eredményeként új információkhoz jutunk, amelyek hasznosíthatók a modell pontosításában. A helyesen megtervezett kiegészítő adatgyűjtéssel éppen azokra a kérdésekre kapunk választ, amelyek az előmunkálatok fázisában merültek fel, az értékelés bizonytalanságai miatt. A modell koncepcionális része (vagyis a figyelembe vett terület nagysága, a hidrogeológiai jellemzők, a figyelembe vett vagy elhanyagolt folyamatok) az új eredmények alapján ellenőrizendő és szükség esetén módosítandó. A vízszintekre és a szennyeződés kiterjedésére vonatkozó információk alapján meghatározhatók a modellnek azok a paraméterei, amelyek a számított és a mért eredmények közötti legjobb egyezést adják (kalibráció). A modell végeredményben akkor válik hitelessé, ha a szennyezési eset a modellel a megkívánt részletességgel és pontossággal reprodukálható.

Ha feltárási munkák több lépcsőben történnek, akkor a soron következő fázis tervezésekor az előzetes modellezésnél leírtak szerint kell eljárni, de már a pontosabb, megbízhatóbb modellt lehet felhasználni. Ha a munka ütemezése ezt megengedi, lehetőleg ezt a megoldást érdemes választani, mert ez biztosítja, hogy a modell és a mérések összhangjával a leghatékonyabb feltárás valósítható meg.

A részletes modellezés során az összes fontosnak ítélt információt (a szennyezőanyag és a szennyezés terjedése szempontjából érdekes közeg jellemzői) felhasználva vizsgáljuk a szennyezés várható terjedését. Első lépésben a beavatkozás nélküli állapotot. A modell eredményei alapján megállapítható a szennyezőforrás egyes környezeti elemekre vonatkozó veszélyessége, illetve az előrejelzett koncentráció értékek alapadatot jelentenek a szennyezéshez kapcsolódó egészségügyi és környezetvédelmi kockázat kiszámításához. A számításokat célszerű kiegészíteni az ismerethiányból (a szennyezőforrásra, illetve a közegre vonatkozó jellemzők nem pontos becslése miatt) származó bizonytalanságok bemutatásával, valamint a meteorológiai és hidrológiai folyamatok véletlen jellegét is tükröző bekövetkezési valószínűségekkel.

 

A feltárási fázisban a transzportmodelleket (1) a talaj, a talajnedvesség, a talajvíz és a rétegvíz egy vagy több szennyezőforrásból származó szennyeződésének meghatározására, (2) ennek alapján a szennyezőforrás veszélyességének és a vele járó kockázatnak a becslésére, (3) az ismerethiányból származó bizonytalanság becslésére, (4) egy adott mértékű szennyeződés bekövetkezési valószínűségének becsléséhez szükséges számítási változatok végrehajtására használjuk.

Amennyiben a feltárt vagy az előrejelzett szennyeződés mértéke meghaladja a megengedett értéket és beavatkozásra (kárenyhítési vagy kárfelszámolási céllal) van szükség, a kalibrált modell alkalmas a különböző lehetőségek összehasonlítására. A veszélyesség megállapítása és a kockázatelemzés ebben az esetben is a számított koncentrációk alapján történik. Fontos megjegyezni, hogy a modellek alkalmas eszközök az összehasonlító elemzésekhez, hiszen könnyen megoldható, hogy a szcenáriók közötti különbségeknek megfelelően a modellnek csak egy vagy néhány eleme változzon, és így kizárólag a két változat közötti különbség jelenik meg az eredményekben. Tulajdonképpen ezeknek a szcenárióknak a vizsgálata mutatja a modellezés igazi hasznát: a jövőben várható szennyezettségi állapotok - bizonyos egyszerű esetektől eltekintve - nem lennének értékelhetők a modellekkel végzett előrejelzések nélkül. Érdemes megjegyezni, hogy az egyes lehetőségek közötti különbségek gyakran abban az esetben is értékelhetők, ha a kalibráció során a tervezettnél nagyobb eltérések mutatkoznak a számított és a mért eredmények között - ezt viszont megfelelő részletességű elemzésnek kell alátámasztania.

TRANSZPORTMODELLEK HASZNÁLATA A FELTÁRÁSI FÁZISBAN

A szennyeződés mértékének meghatározása vízben oldódó szennyezőanyag esetében a meghatározandó jellemzők:

o a telítetlen zónában az oldott és a szilárd fázishoz kötött szennyezőanyag-koncentráció változásai,

o a növényzet által felvett (felvehető) szennyezőanyag mennyiségének idősora,

o a talajvizet elérő szennyeződés idősora,

o a talajvizet elérő szennyezés továbbterjedése a talajvízben és a rétegvizekben, (gyakorlatilag ez

azt jelenti, hogy meg kell határozni a koncentráció idősorát a tér kiválasztott pontjaira), o meglévő vagy távlati (de ismert helyű és hozamú) termelőkútban jelentkező szennyezőanyag-

koncentráció idősora, o a felszíni vizekbe jutó szennyezőanyag-koncentráció idősora,

többfázisú transzport esetében:

o a nem vizes folyadékfázis telítettségi idősora,

o a nem vizes fázisban lévő szennyezőanyag-koncentráció változásai,

o bizonyos esetekben a légnemű fázisban lévő gázállapotú szennyezőanyag-koncentráció változásai,

o a különböző fázisok közötti átadódás,

o a vízbe beoldódó szennyezőanyagra az oldott formában lévő szennyezőanyagra megadott

feladatok értelemszerűen érvényesek

A vízmozgással kapcsolatos szennyeződés-terjedés során természetesen meg kell határozni a nedvességtartalom, illetve szívás értékeket (a telítetlen zónában), vagy nyomás(potenciál) értékeket (a telített zónában) is.A szennyezőanyag-koncentrációk számítását annyi komponensre kell elvégezni, amennyi a kémiai átalakulási folyamatok szempontjából fontos.Amennyiben az áramlási rendszer vagy a szennyezőanyag átalakulási folyamataiban fontossá válik a hőmérséklettől való függés, szükség van a hőtranszport modellezésére is, vagyis a hőmérsékletváltozások meghatározására.Nagy töménységű oldatok esetén a folyadék sűrűségének koncentráció függését is figyelembe kell venni.Bizonyos esetekben a fenti feladatokhoz képest jelentős egyszerűsítések tehetők. A megközelítésben azonban általában nem a feladat szintjén, hanem az igényelt pontosságában és a probléma komplexitásában van különbség: pl. a telítetlen zóna vagy a telített zóna részletes elemzése elhagyható, többfázisú transzportmodell felállítására általában csak nem vizes folyadékfázis vagy illékony anyag esetén van szükség, oldott formában konzervatív tulajdonságú szennyezőanyagok esetén szükségtelen az adszorpció és a lebomlási-átalakulási folyamatok vizsgálata.

Az ismerethiányból származó bizonytalanság meghatározása

Ennek meghatározására ugyanazok a modellek használhatók, mint az egyszeri számításokra, értelemszerűen változtatott paraméterekkel végrehajtott sorozatszámítások révén. A paraméterek változékonysága követhető geostatisztikai módszerekkel is, ebben az esetben a modellhez alkalmas paramétergeneráló modult kell kapcsolni.

Adott mértékű szennyezés bekövetkezési valószínűsége

Ez olyan számítási sorozatokat jelent, ahol a peremfeltételekben megjelenő hidrometeorológiai és hidrológiai hatások véletlen (sztochasztikus) jellegüknek megfelelően más-más értékkel szerepelnek. Ez a feladat sem igényel tehát újabb, speciális modelleket.

A MEGVALÓSÍTÁS FÁZISA

A megvalósítási fázisban kerül sor a kiválasztott kárenyhítési vagy kárfelszámolási módszer terveinek elkészítésére és magának a beavatkozásnak a végrehajtására. A tervezés során egyrészt több technológiai változat összehasonlítására lehet szükség, illetve részletesen ki kell dolgozni az optimális változatot a környezeti hatásvizsgálattal együtt. Mint a részletes modellezéssel kapcsolatban is láttuk, a modellek kiváló eszközei az összehasonlító vizsgálatoknak. A technológiai szintű modellezés az előző fázisban készült modellek eredményeire alapozva, de a beavatkozás közvetlen környezetének a korábbinál részletesebb modellezését jelenti. Előfordulhat, hogy nem csupán a modell tér- és időbeli részletességében, hanem a figyelembe veendő folyamatokban is van különbség (pl. egy szénhidrogén szennyezés ventillációs eltávolításának tervezéséhez szükséges a gázfázisú transzport modellezése, ugyanakkor a nem vizes fázisú szennyezés terjedésének előrejelzéséhez esetleg elegendő volt a többfázisú folyadékmozgás modelljét alkalmazni).

A modellezés eredményei egyúttal felhasználhatók a hatásvizsgálatokban is. Mivel a hatásvizsgálat nem csupán a beavatkozás területére terjed ki, szükséges lehet a lokális technológiai modell és a nagyobb területre kiterjedő részletes modell kombinált alkalmazása.

AZ UTÓELLENŐRZÉS FÁZISA

A vizsgálatok befejezése után egy monitoring hálózat kialakításával kell nyomon követni a szennyezés további terjedését vagy a beavatkozás hatását. A hálózat tervezésében (az észlelési pontok kiválasztásában, a mérendő elemek és az észlelési gyakoriság meghatározásában) komoly segítséget jelentenek a modellezési tapasztalatok és a modellezés során felmerült bizonytalanságok. Ehhez mind a részletes modell, mind (ha ilyen volt) a technológiai modell eredményei felhasználhatók.

A monitoring üzemeltetése során kapott adatokat rendszeresen értékelni kell, össze kell hasonlítani a modellezéssel előrejelzett értékekkel. Amennyiben nincs számottevő különbség, ez azt jelenti, hogy a modellezés korrekt volt. Ellenkező esetben vissza kell térni a technológiai vagy a részletes modellhez. Ellenőrizni kell a modell paramétereinek becslését, sőt ha ez nem elegendő, felül kell vizsgálni a figyelembe vett folyamatokat is, vagyis a modellalkotás koncepcionális részét is.

SZENNYEZÕDÉS-TERJEDÉSI MODELLEK ALKALMAZÁSA

  A szennyezõdés-terjedési modellek alkalmazásával kapcsolatban szó lesz a (1) a modellek elméleti hátterérõl, (2) a modellek kidolgozásának fázisairól és a (3) a szennyezõdési folyamat értékelésérõl.

Elméleti háttér

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK

A szennyezõdés-terjedési modellek és az ezek mûködéséhez feltétlenül szükséges vízmozgás modellek, illetve a speciális esetekben indokolt többfázisú modellek mindegyike mögött egy differenciálegyenlet (-rendszer) húzódik. Az egyenletek részletes ismertetése az 1. mellékletben található.   Tulajdonképpen valamennyi egyenlet egy ún. kontinuitási egyenletnek (tömegmegmaradás elve)

tekinthetõ, vagyis a tározott mennyiségben bekövetkezett változás és az érkezõ és távozó anyagmennyiségek szerepelnek benne és ezek algebrai összege zérus. Ebbe épül be a mozgásmennyiség megmaradását érvényre juttató mozgásegyenlet, amely a potenciálkülönbség és az indukált fluxus közötti összefüggést írja le. A hõmérséklettõl való függés esetén az energiamegmaradáson alapuló hõtranszport-egyenletet is figyelembe kell venni.

A TRANSZPORTEGYENLETEK FORMÁJA

A folyadékmozgás és a légnemû fázis mozgása esetén az egyenletben szereplõ tagok (külön egyenlet valamennyi fázisra):

[a tározott mennyiségben bekövetkezett változás]=

[a vizsgált térrész és környezete közötti áramlás egyenlege]+ [közvetlenül bejutó mennyiségek összege: források]- [közvetlenül távozó mennyiségek összege: nyelõk]

A szennyezõanyag többfázisú (víz, nem vizes folyadék fázis, levegõ, a szilárd vázon kötött forma) transzportja esetén az egyenletben szereplõ tagok (egyetlen egyenlet az összes fázisra):

[a vízben oldott formában lévõ sz.anyag mennyiségének változása]+ [a szilárd vázon kötött formában lévõ (adszorbeált) sz.anyag mennyiségének változása]

+ [a nem vizes fázisban lévõ sz.anyag mennyiségének változása]+ [a légnemû fázisban lévõ sz.anyag mennyiségének változása]

=[a sz.anyagcsere egyenlege a vizsgált térrész és környezete között: advektív transzport]

+[a diffúzió és a diszperzió egyenlege a vizsgált térrész és környezete között]+ [a koncentrációtól lineárisan függõ anyagprodukció és lebomlás egyenlege]

+ [a koncentrációtól független, közvetlenül bejutó sz.anyag mennyiségek összege]- [a koncentrációtól független, közvetlenül távozó sz.anyag mennyiségek összege]

+ [egyéb komponens koncentrációjától függõ anyagprodukció és lebomlás egyenlege]+ [a folyadék és a légnemû forrásokkal bejutó sz.anyag mennyiségek összege]+ [a folyadék és a légnemû nyelõkkel távozó sz.anyag mennyiségek összege]

A fenti transzportegyenlet felbontható az egyes fázisokra külön-külön felírt egyenletekre is, ebben az esetben viszont minden egyenletben értelemszerûen megjelenik az egyes fázisok közötti átadódás.

Többkomponensû transzport esetén a fenti egyenletet valamennyi komponensre meg kell oldani, úgy hogy a fenti transzportegyenletben szereplõ [egyéb komponensek koncentrációjától függõ anyagprodukció vagy lebomlás] nevû tagokat a figyelembe vett komponensek koncentrációját és a kémiai aktivitást kifejezõ tényezõket tartalmazó geokémiai egyenletek egyidejû megoldásával kell meghatározni.

A hõtranszport egyenlete hasonló formájú a szennyezõanyag transzportegyenletéhez. Az egyidejûleg megoldott hõtranszport-egyenletbõl meghatározott hõmérséklet figyelembe vehetõ a folyadék sûrûségének, viszkozitásának és a kémiai átalakulás számításakor.

Nagy töménységû oldatok transzportja esetén az oldat sûrûsége jelentõsen eltérhet a tiszta folyadék (víz vagy egyéb nem vizes fázisú folyadék) sûrûségétõl. Emiatt a folyadékmozgásra és a szennyezõanyag transzportra vonatkozó egyenletet egyidejûleg kell megoldani, így a koncentráció figyelembe vehetõ a sûrûség, illetve a nyomás számításakor.

Az egyenletek természetesen csak abban az esetben oldhatók meg, ha az ismeretlenek száma azonos az egyenletek számával, emiatt az egyenletekben szereplõ egyéb ismeretleneket a különbözõ fázisok potenciáljainak vagy az adott komponens koncentrációjának függvényében kell kifejezni.

AZ EGYENLETEK MEGOLDÁSÁHOZ FIGYELEMBE VETT FÜGGVÉNYKAPCSOLATOK [nedvességtartalom]vs.[pórusnyomás]

[nem vizes fázisú folyadék-tartalom] vs. [a nem vizes fázis pórusnyomása]

[adszorbeált anyag koncentrációja] vs. [a vízben oldott formában lévõ koncentráció]

[a nem vizes folyadékfázisban lévõ koncentráció] vs. [a vízben oldott anyag koncentrációja]

[a légnemû fázisban lévõ koncentráció] vs. [a vízben oldott anyag koncentrációja]

Repedezett kõzeteknek a porózus kõzetektõl eltérõ vizsgálatát kétféleképpen tudjuk megoldani. Az egyik megoldás, ha kettõs porozitással számolunk, vagyis külön mozgásegyenletet írunk fel a mikrorepedésekre és a hasadékokra, más-más porozitást és szivárgási jellemzõket alkalmazva, de az egyenlet formája ugyanaz. Ehhez meg kell határoznunk a kétféle porozitással jellemzett rész közötti átadódást is. A másik megoldás az elõzõ továbbfejlesztett változata, amennyiben a repedésekre más sebességfüggvényt alkalmazunk.

ANALITIKUS ÉS NUMERIKUS MEGOLDÁSOK

Az elõzõ pontban bemutatott egyenletek valójában parciális differenciálegyenleteket jelentenek. Az egyenletekhez a vizsgált tartomány peremén elõírt (hidraulikai potenciálra, koncentrációra, fluxusra vonatkozó) feltételek és valamely meghatározott idõpontra vonatkozó kezdeti (hidraulikai potenciálra, koncentrációra vonatkozó) feltételek tartoznak.

  A differenciálegyenletek megoldásának legkényelmesebb módja, ha - pl. függvény-transzformációval - integrálható alakra hozzuk õket. Az így kapott analitikus megoldások térben és idõben folytonos függvényeket eredményeznek, és ha egyszer levezettük, a hasonló helyzetek sokaságára alkalmazhatók.

Viszonylag kevés olyan feladat van azonban, amelynél a differenciálegyenlet közvetlen integrálásával eljutunk a megoldáshoz. A gyakorlatban ezért legtöbbször numerikus módszereket használunk az áramlási- és transzportegyenletek közelítõ megoldására.

  A numerikus módszerekkel a megoldást a tér- és idõtartomány diszkrét pontjaira keressük. Ezek a módszerek két nagy csoportba sorolhatók (1) a véges differenciák módszere és a (2) integrálkifejezésre vezetõ módszerek, illetve ezen belül (i) véges elemes, (ii) peremelemes módszer.

A különbözõ numerikus módszerek néhány közös jellemzõje:

a felbontás részletessége függ a közelítõ megoldás pontossági igényétõl;

a vizsgált extenzív mennyiségek (víztömeg, szennyezõanyag-tömeg, stb.) mérlegét reprezentáló parciális differenciálegyenletek helyett algebrai egyenletrendszert állítunk fel az állapotváltozók diszkrét tér- és idõbeli pontokon érvényes értékeire;

az egyidejûleg megoldandó egyenletek nagy száma miatt a megoldást számítógépi program segítségével kaphatjuk meg.

Az egyes módszerek jellemzõirõl, elõnyeirõl illetve hátrányairól találhatók részletek a keretezett részben.

A szennyezõanyag-terjedési vizsgálatoknál leggyakrabban alkalmazott numerikus módszerek (a véges differenciák és a véges elemek módszere) közös - hátrányos - tulajdonsága, hogy a szennyezõanyag terjedési frontja a ténylegesnél elnyújtottabb. Ez a jelenség a numerikus diszperzió, melynek mértéke arányos a rácspontok (csomópontok) közötti távolsággal. Kedvezõtlen esetben elõfordulhat, hogy a meghatározott pontossági igény eléréséhez szükséges elemméret olyan kicsiny lesz és ennek megfelelõen a csomópontok száma - és így a megoldandó egyenletrendszer mérete - is oly mértékben megnõ, hogy a feladatot észszerû számítógépi kapacitással nem tudjuk megoldani. A legkorszerûbb numerikus eljárások a tér- és idõbeli felbontás optimális megválasztásával (amely a módszerbe beépített automatizmussal történik) jelentõs mértékben csökkentik a numerikus diszperziót. Mindazonáltal javasolható, hogy egy kiválasztott szoftver gyakorlati alkalmazása elõtt egy tesztfeladaton lemérjük a beépített numerikus eljárás ilyen irányú képességeit.

NUMERIKUS MÓDSZEREK JELLEMZÕI

Véges differenciákLényege, hogy a parciális differenciálegyenleteket olyan algebrai egyenletekkel helyettesítjük, amelyekben a differenciálhányadosokat véges differenciák arányával fejezzük ki. A folytonos szivárgási teret diszkrét pontok rendezett halmazával helyettesítjük. Háromdimenziós szivárgást vizsgálva ezeknek a pontoknak a helyzetét úgy rögzítjük, hogy a teret a három fõirányba (a tetszõlegesen megválasztott térbeli koordináta rendszer három tengelyének iránya) futó egyenesek hálózatával berácsozzuk. Az egyenesek mindhárom irányban párhuzamosak egymással. Az így kapott rácspontokat használjuk fel a folytonos teret helyettesítõ ponthalmazként.Bár a véges differenciák módszere megbízható, egyszerûen programozható és széleskörûen elterjedt, lehetõségei azonban sok esetben szûknek bizonyulnak. Ezek közül esetünkben legfontosabbak:

az egyenes vonalakkal a peremek követése rugalmatlan,

egyenlõtlen osztásközû háló alkalmazása esetén az elemek alakja jelentõsen eltérhet az ideálisnak feltételezett izometrikustól,

a különbözõ irányokban eltérõ értékû paraméterekkel (pl. szivárgási tényezõ) való számolás nehézkes, ha az nem esik egybe a fõirányokkal.

Integrálkifejezésekre vezetõ módszerekA véges differencia - módszer hátrányait kiküszöbölõ módszerek közös vonása, hogy a vizsgált tartományra és annak peremére vonatkozó integrálok jelennek meg. E módszerek közé tartoznak a végeselem-módszercsalád változatai, a peremelem módszer és egyéb, ún. szemianalitikus módszerek (pl. a véges rétegek módszere).A véges elemek módszerének lényege, hogy a vizsgált tartományt mozaikszerûen elemekre bontjuk, melyek alakja olyan, hogy a peremeket és a résztartományok belsõ határait megfelelõ pontossággal követik. A közelítõ megoldást a vizsgált tartomány elemein folytonos, egyszerûen kezelhetõ függvények formájában keressük. A súlyozott maradékok elvét alkalmazva, minden elemre határozott integrálokat kapunk, melyeket kiszámítva, ezek algebrai összegzésével jutunk az ismeretlen jellemzõk meghatározására alkalmas egyenlet-rendszerhez. Az integrálkifejezésekhez szemléletes fizikai tartalom is rendelhetõ.A véges elemek módszerének elõnye a bonyolult geometriájú vízvezetõ formációk modellvizsgálatában fontos nagyfokú rugalmassága.Hátrányai is ebbõl a rugalmasságból fakadnak:

bonyolult geometriájú tartományok elemekre bontásához (hálógenerálás) és a különféle paraméterekhez, elemekhez illetve csomópontokhoz rendeléséhez (paraméterallokáció) speciális elõzetes feldolgozást végzõ programok használatára van szükség;

a megoldandó egyenletrendszer mátrixa bonyolultabb szerkezetû, mint a véges differencia módszer esetében, emiatt a megoldás folyamata több erõforrást igényel;

a közelítés hibájának nagyságrendje nem becsülhetõ elõre.

A peremelemes módszereknél olyan közelítõ függvényeket használunk, melyek a vizsgált tartományra vonatkozó differenciálegyenleteket kielégítik, a peremfeltételeket viszont nem (a véges különbséges és a végeselem-módszercsalád alkalmazásakor a tartományon értelmezett közelítõ függvények részben vagy pontosan kielégítik a peremfeltételeket). A közelítõ megoldástól nem követeljük meg semmiféle feltétel kielégítését (eltekintve a megszokott differenciálhatósági és integrálhatósági feltételektõl), viszont a súlyozott maradékok hibaelvét olyan súlyfüggvényekkel írjuk fel, amelyek az egyenletrendszer alapmegoldásai. Ilyen módon, alkalmas sorrendben végrehajtott parciális integrálások után, át lehet térni kizárólag peremintegrálokat tartalmazó kifejezésekre. Ezután a végeselem-módszerek alapgondolatát alkalmazzuk: a peremintegrálok kiszámításakor a peremeket elemekre (legegyszerûbb közelítéskor egyenes szakaszokra) osztjuk. Az egyes szakaszok kitüntetett pontjaiban (pl. felezõpont v. végpont) értelmezzük az ismeretlen függvények diszkrét értékeit.

A legfontosabb elõnyök a következõk:

az ismeretlen paramétereket perempontokhoz kapcsolva az inputadatok száma kicsi lehet;

kevesebb paraméter használata is megfelelõ pontosságot eredményez;

végtelen kiterjedésû tartományok esetén durva korlátozások nélküli analitikus közelítés lehetséges.

A hátrányok közül elsõsorban az alábbiakat érdemes megemlíteni:

a megoldandó algebrai egyenletrendszer mátrixában nincsenek egyszerûsítések, tehát az egyenletrendszer megoldása nehezebb,

inhomogén tartományok és nemlineáris feladatok esetében nehézségekbe ütközhet a megfelelõ megoldásfüggvények típusának felismerése

A numerikus diszperzió kiküszöbölését szolgálják az ún. részecskekövetésen alapuló módszerek.

  A részecskekövetés módszerének lényege, hogy a részecskék advektív transzportját az analitikus vagy numerikus módszerrel meghatározott áramlási pálya mentén (a számított sebességek alapján), a diszperziót pedig a véletlen bolyongás elve szerint számítják.

A RÉSZECSKEKÖVETÉS MÓDSZEREA hagyományos, rögzített hálóval dolgozó numerikus módszerekkel ellentétben ezek a módszerek diszkrét részecskék koordinátáinak folyamatos követésén alapulnak. A részecske elvi áramlási pálya menti mozgását (advektív transzport) az ismert sebességmezõ alapján számítják és ehhez képest szóródnak a részecskék a véletlen bolyongás szerint (diszperzió). A véletlen elem alkalmazása a diszperzív transzport leírására jól reprezentálja a diszperzió fizikai lényegét, amely a pórusok véletlenszerû eloszlásának következménye. A lineáris izotermával jellemezhetõ adszorpció a sebesség megnövelésén keresztül, vagyis a részecske megfelelõ mértékû késleltetésével, a lebomlás pedig megfelelõ számú részecske "eltüntetésével" vehetõ figyelembe.

A részecskekövetés módszerének elõnyei:

a numerikus diszperzió kiküszöbölése,

az egyszerûségbõl következõ könnyû programozhatóság,

a szemléletesség.

Ugyanakkor az egyszerûsítésekbõl adódóan bizonyos hátrányok is jelentkeznek:

a koncentrációeloszlás meghatározása bizonyos esetekben rendkívül sok részecske követését igényli, ami a számítási idõ és a szükséges adattárolási kapacitás túlzott növekedésével jár együtt,

a nemlineáris adszorpció és az átalakulási folyamatok nem vagy csak igen nehézkesen kezelhetõk.

A modellezés fázisai

  A modellezés egyik nagy elõnye, hogy az adott problémát meghatározó folyamatok egységes rendszerben vizsgálhatók. Ez a rendszer egyébként az adatgyûjtés, -feldolgozás és értékelés szempontjából is rendszerességet kíván.A modellezés során célszerû betartani a következõ sémát:

3. ábraA modellezés fázisai

ELÕKÉSZÍTÉS

  Az elõkészítõ fázisban (1) az adatgyûjtést, (2) a koncepcionális modell kialakítását, (3) a szoftver kiválasztását és (4) az elõzetes modellezést egymással összhangban kell végrehajtani.

A koncepcionális modell, avagy hogyan építsük fel a modellt?

Az elõkészítõ fázisban a leglényegesebb feladat a rendelkezésre álló adatokon és információkon alapuló koncepcionális modell kialakítása.

  A koncepcionális modell kialakításában testesül meg tulajdonképpen az a fontos alapelv, hogy a modell célja általában nem a folyamatok részletes matematikai módszerekkel történõ leírása, hanem a megoldandó problémáról kialakított elképzelésünk megjelenítése, természetesen megfelelõen ellenõrzött formában

A szoftverek széles skálájának megjelenésével a modellalkotás fõ kérdése ma már nem a matematikai leírás, hanem a figyelembe veendõ folyamatok közötti válogatás, ami gyakorlatilag az elõzõ fejezetben ismertetett egyenlet egyes tagjai közötti válogatást jelenti. A döntésünknek megfelelõ matematikai modell a megfelelõ szoftver kiválasztásával rendelkezésre áll. A modellezés éppen abban nyújt nagy segítséget, hogy fejben, vagy egyszerû számítási módszerekkel követhetetlen, komplex, de a modellezõ által meghatározott mértékû egymásra hatásokat kezelni tudjon.

Numerikus megoldási módszerek esetén a megoldás korlátai nem zárnak ki egyetlen részfolyamatot sem (az elõzõ fejezetben és az 1. mellékletben ismertetett egyenletek valamennyi tagja figyelembe vehetõ), tehát bizonytalanság esetén éppen a modellel végzett számítások alapján lehet dönteni a folyamat figyelembevételérõl vagy elhanyagolásáról.

  A modellezésben megnyilvánuló rendszerszemlélet egyben azt is biztosítja, hogy a folyamatok matematikai leírásában szereplõ paraméterek mindegyikével kapcsolatban állást kell foglalni, egy paraméter figyelmen kívül hagyása csak a modell felépítésében történõ változtatás révén lehetséges.A koncepcionális modell kiterjed: (1) a modell által érintett felszín alatti közegre, (2) a modell határára és a peremfeltételekre, (3) a figyelembe veendõ fizikai-kémiai folyamatokra, (4) a felszíni vizek figyelembevételére, (5) a forrásokra és a nyelõkre, (6) a permanens vagy nempermanens megközelítésre, (7) a kezdeti feltételekre.

A koncepcionális modell kidolgozásának része annak eldöntése is, hogy a modell paramétereit milyen módszerrel határozzuk meg:

ha elegendõ információ áll rendelkezésre, alkalmazható valamilyen empirikus jellegû függvénykapcsolat,

ha nem, akkor szóba jöhet valamilyen becslési eljárás,

vagy - ha elegendõ mért adattal rendelkezünk - a számítások és a mérések eredményeinek összehasonlítása alapján változtatható módon (ún. kalibrációs paraméter).

Ha az adatokból nem nyilvánvaló, bizonyos egyszerûbb, elõzetes modellezés is végrehajtható annak eldöntése érdekében, hogy a kevés adattal melyik feltételezés áll leginkább összhangban, vagy valamilyen tényezõnek mi a végeredményre gyakorolt tényleges hatása. A koncepcionális modell során hozott döntések természetesen visszahatnak az adatgyûjtésre is, ennek alapján meghatározhatók azok az adattípusok, amelyekrõl a lehetõ legtöbb meglévõ információt kell összegyûjteni.Most vegyük sorra, hogy a koncepcionális modell kialakításakor mit kell megvizsgálnunk és ehhez milyen információkra van szükség.

A modell által érintett felszín alatti közeg meghatározása

Az elsõ felmerülõ kérdés, hogy

csak a talajt, illetve a talajvizet elérõ szennyezés feltárása és elõrejelzése a feladat, vagy

a talajvízben, illetve a rétegvízben való szennyezõdés-terjedést (is) kell vizsgálni.

Ebben a fázisban elsõsorban a vízmozgás szempontjai szerinti különbségek, vagyis a hidrogeológiai szempontok érvényesülnek. A szennyezõdés-terjedéssel kapcsolatos információk miatti további felbontás egy késõbbi fázisban történhet.

Ha a vizsgálatok csak a telítetlen zónát érintik, csak a terep és a legmélyebb talajvízszint között elkülöníthetõ rétegek meghatározása a feladat. Elsõsorban a különbözõ típusokat kell elkülöníteni: áteresztõ (kavics, homok), félig áteresztõ (lösz, vályog, iszap), vízrekesztõ (agyag). Természetesen ennél részletesebb felosztás is lehetséges, ha rendelkezésre álló adatok ezt lehetõvé teszik.

A telítetlen zónára vonatkozó modell általábane egydimenziós (1D) vagy függõlegesen kétdimenziós (2D) (keresztszelvény mentén, esetleg körszimmetrikus megközelítéssel); csak különleges esetekben van szükség háromdimenziós (3D) modellre.

Amennyiben a telített zónát is tartalmazó felszín alatti térre vonatkozik a modellezés, akkor az ennek szempontjából indokolt rétegzõdés megállapítása során figyelembe kell venni: (1) a modell alsó határolását, (2) a modell kiterjedését, (3) az inhomogenitás jellemzõit és a (4) az anizotrópia jellemzõit.

Az elemzésnek a peremfeltételek megállapításával egyidejûleg meghatározott modell határain kívüli területre is ki kell terjednie, annak érdekében, hogy a peremi kapcsolatok megfelelõen értékelhetõk legyenek.

Amennyiben a talajvizet elérõ szennyezõdés közvetlenül meghatározható, vagy a telítetlen zónában történõ szenyezõdés-terjedés külön is modellezhetõ, a telített zóna elkülönítve is vizsgálható.

A TELÍTETT ZÓNÁRA IS KITERJEDÕ MODELL HATÁRAINAK ÉS RÉTEGZÕDÉSÉNEKMEGÁLLAPÍTÁSA SORÁN FIGYELEMBE VEENDÕ SZEMPONTOK

a modell alsó, vízzáró határolásának megválasztása, ez lehet olyan gyenge áteresztõképességû réteg is, amelyen keresztül a vízforgalom elhanyagolható, ennek megállapításában segíthet az elõzetes modellezés is;

a modell jellegének meghatározása: két- (vízszintesen vagy függõlegesen) vagy háromdimenziós megközelítés; (a telítetlen és a telített zóna együttes modellezése esetén a telítetlen zóna egybefüggõ része legyen-e a modellezett térnek, vagy vizsgálata elválasztva, egydimenziós talajoszlop típusokra vonatkozó számításokkal is megoldható-e);

a függõleges irányú inhomogenitás, vagyis a jól elkülöníthetõ, folyamatos rétegek meghatározása (a vízvezetõ rétegek mindenképpen önálló rétegként kerüljenek a modellbe);

a nagyobb kiterjedésû lencsék és ablakok elkülönítése, és döntés arról, hogy hogyan kerüljenek be a meglévõ modellbe; (3D modellek esetén a lencséken vagy ablakokon keresztül célszerû egy olyan fiktív réteget felvenni, amelyik a lencse/ablak helyén az arra érvényes szivárgási tényezõt kapja, az egyéb részeken pedig a befoglaló rétegre jellemzõ szivárgási tényezõt);

az elkülönített rétegek vízszintes irányban homogének-e vagy sem, (az inhomogenitás a paraméterezések során figyelembe vehetõ);

van-e vízszintes irányú anizotrópia, ami azt jelenti, hogy a réteg kifejlõdése során úgy települtek különbözõ szivárgási tényezõjû kõzetek, hogy a szivárgási tényezõ nem minden irányban azonos;

olyan összletet, ahol a vízvezetõ rétegek és a féligáteresztõ rétegek sûrûn váltogatják egymást, illetve lencsék és kiékelõdések sorozata jelentkezik, összevonhatunk egy réteggé és a rosszabb vízvezetõ rétegeket egy megnövelt függõleges anizotrópiával vesszük figyelembe;

a fentiek szerint megállapított, hidrogeológiai szempontból elkülöníthetõ rétegek szükség esetén tovább bonthatók - ezt a számítás igényelt részletessége és pontossága határozza meg, amihez figyelembe kell venni, hogy a modellek a számítás szempontjából egy rétegnek kezelt mélységközre egyetlen hidraulikai potenciált, illetve koncentrációt határoznak meg.

A modell határa és a peremfeltételekA modell peremét és a lehetséges peremfeltételek közötti választást célszerû együtt meghatározni.A peremfeltételek megválasztásakor elsõsorban azt kell szem elõtt tartani, hogy ezzel adjuk meg, hogy mi a hatása a modellezésbõl kihagyott területnek. Már ebben a fázisban el kell kerülni, hogy a számítás során feltételezett, az ismerthez képest eltérõ állapot (szcenárió) visszahasson a peremre. Ez fõként a vízgyûjtõhatárhoz kapcsolódó "no flow" perem és az adott nyomású peremfeltétel esetén fordul elõ. Emiatt az ilyen perem alkalmazását lehetõleg kerülni kell, illetve mivel általában mégis ezek a leggyakoribbak, a számítás végén külön kell elemezni, hogy a peremen bekövetkezett változások mit jelentenek a szomszédos terület szempontjából. Ebben segítséget nyújthat az elõzetes modellezés is.Részben a fenti mérlegelés határozza meg a modellezett terület nagyságát: a modellt célszerû olyan nagyra választani, hogy a modellezni kívánt változások hatása ne, vagy csak elhanyagolható mértékben hasson a peremre. Amennyiben így túl nagy modellezett terület adódna, szóba jöhet a kétszintû modellezés: egy regionális modellel kell vizsgálni a nagyobb térségi áramlás jellemzõit, majd ennek eredményeit, mint adott nyomású peremfeltételeket lehet megadni egy lokális modell számára, amelynek célja a szennyezés környezetének részletes modellezése. Esetleg a kétszintû modellezést össze is lehet vonni: eltérõ sûrûségû felbontással lehet figyelembe venni a részletesen vizsgált területet és a tágabb környezetet.A modell kiterjedésének megállapításakor a víz-, a légmozgásra és a szennyezõdési folyamatokra vonatkozó információkat együtt kell elemezni. Gyakran a vízmozgás a meghatározó, mert a regionális áramlás jellemzõinek, illetve a beavatkozások hatására az abban várható változásoknak a számítása nagyobb terület modellezését igényli, mint a szennyezõdés-terjedés (bizonyos esetekben a transzportmodell a vízmozgás elemzéséhez alkalmazott modellnél lényegesen kisebb területet érinthet). Az is elõfordulhat viszont, hogy a vízmozgás jellemzõinek változása nem várható vagy elhanyagolható a szennyezõdés-terjedési számítások során és ez a modell peremein a mérések alapján megadható, így a modell méretét a szennyezés várható terjedése határozza meg. Ennek eldöntéséhez viszont figyelembe kell venni a várható transzportfolyamatokat (l. az errõl szóló részt). A talajban a légmozgás természetes állapotban vertikális jellegû, és a természetes légmozgásba történõ beavatkozás is viszonylag kis területen kiegyenlítõdik, azonban a csak a telítetlen zónára vonatkozó vizsgálatok esetén meghatározó lehet.

PEREMFELTÉTELEK

A folyadékmozgás szempontjából lehetséges peremfeltételek:

az ún. "no flow" (zérus áramlás - az elnevezés magyar megfelelõje eddig nem alakult ki, mert a valódi "vízzáró perem" ennek csak egyik fajtáját jelenti) perem, ami jelenthet valóban vízzáró határolást (nem karsztos kõzetek vagy felszínre kifutó agyag /márga, aleurit/ rétegek) vagy felszín alatti vízgyûjtõ határolást,

az ehhez a peremfeltételhez tartozó nyomásértékeket a modell számítja,

adott hozamú peremfeltétel, amikor a peremen beérkezõ folyadék mennyiségét ismerjük; a telítetlen zóna esetén a felszínen beszivárgó csapadék tipikusan ilyen peremfeltétel, a telített zóna esetén viszont ritkán fordul elõ, általában mesterséges körülményeket tükröz, (az elõzõ peremfeltétel tulajdonképpen ennek speciális esete),

a peremeken kialakuló nyomásszinteket a modell számítja,

adott hidraulikai potenciálú peremfeltétel, amikor a mérések (vagy feltételezések) alapján meghatározott hidraulikai potenciál értékekkel adjuk meg a peremeket; ilyen a telítetlen zóna esetében a talajfelszín víz- vagy olajborítása vagy állandónak feltételezett talajvízszint, illetve a telített zóna esetében a modell peremére pl. térképekrõl leolvasott vízszint értékek,

ebben az esetben azt a be- vagy kiszivárgó hozamot számítja a modell, ami a konstans peremi hidraulikai potenciál fenntartásához szükséges,

változó hozamú peremfeltétel, amikor a peremen be- vagy kiszivárgó hozam a számított hidraulikai potenciál függvénye; a telítetlen zónában általában nem fordul elõ, a telített zónában pedig akkor szokták alkalmazni, ha a számítások során a vizsgált beavatkozás hatása kiterjed a modell peremére és ez más módon nem kezelhetõ,

a modell a peremi potenciál és a be- vagy kiszivárgó hozam értékét a megadott függvénykapcsolattal összhangban számítja ki.

A légmozgás szempontjából lehetséges peremfeltételek:Lényegében a folyadékokra vonatkozó peremfeltételek típusai itt is érvényesek, bár a fluxusra vonatkozó feltételek gyakorlatilag alig valószínûek.

A transzportfolyamatok szempontjából lehetséges peremfeltételek:

közvetlenül a koncentrációra vagy az anyagáramra megadott peremfeltételek elvileg lehetségesek, azonban a gyakorlati esetekben általában nagyon ritkák, ugyanis a szennyezõdés a peremeken a szivárgó vízzel vagy az áramló levegõvel együtt lép be vagy ki a területrõl;

bizonyos értelemben peremfeltételnek tekinthetõ a peremi fluxus (levegõ vagy víz) koncentrációjára vonatkozó érték: a belépõ koncentráció általában azonos a háttérkoncentrációval (vagy valamilyen, a feltárások alapján ismert érték: pl. a felszínen beszivárgó csapadék vagy csurgalék víz koncentrációja), a távozó koncentráció pedig vagy a modell által számított érték, vagy ennek egy határértékkel szabályozható része (ez utóbbi esetben a maradék a modellezett részen belül felhalmozódik ).

A szennyezõdési folyamatok figyelembevételeA koncepcionális modell kialakítása során kell dönteni arról is, hogy a transzport során milyen szennyezõdési folyamatokat kell figyelembe venni. A 4. ábrán egy egyszerû, elvi átmosásos kísérlet során kapott eredményeken keresztül nézzük meg, hogy az egyes folyamatok milyen hatással vannak a szennyezõanyag terjedésére. A víz átlagsebességével mozgó részecskék frontszerû szennyezõdést jelentenének (1. görbe). Ez egy ideális állapot, a valóságban még az azonos idõben belépõ vízrészecskék sem jutnak el egyszerre az észlelõkúthoz.A részecskék szétszóródását (mechanikai diszperzióját) a pórusokon belüli egyenlõtlen sebességeloszlás, a részecskéknek a szilárd vázzal való ütközései miatt fellépõ irányváltozás okozza. A mechanikai diszperzióhoz járul még a koncentráció különbségbõl adódó molekuláris diffúzió, amelyet együttesen hidrodinamikai diszperziónak hívnak (2. görbe). A gyakorlati esetekre vonatkozó modellekben az összes diszperziós hatást egyesítõ ún. makroszkopikus diszperzióról beszélünk. Az advektív transzporthoz képest a diszperzió bizonyos részecskék megérkezését meggyorsította, másokét lelassította. A görbének az advektív transzport frontszerû megjelenéséhez képest annál nagyobb az idõben való széthúzódása, minél nagyobb a diszperzió. Konzervatív szennyezõanyagoknak nevezzük azokat az anyagokat,amelyek mozgását csak az advektív transzport és a diszperzió határozza meg, vagyis oldott formában lévõ mennyiségük nem változik.

Bizonyos szennyezõanyagok ionjainak pozitív töltése lehetõvé teszi, hogy a kõzetek negatív töltésû felületein megkötõdjenek (adszorbeálódjanak). Az adszorbeált anyag mennyisége nemcsak a szennyezõanyag és a közeg függvénye, hanem az ionnak a szilárd váz közötti vízben oldott állapotban lévõ mennyiségének is. Az adszorpciót is tartalmazó áttörési görbe tulajdonképpen a diszperziós görbe bizonyos idõbeli késleltetéssel megjelenõ változata (3. görbe). A késleltetés fizikai magyarázata, hogy a szennyezõdési front elõrehaladását lassítja, hogy a szilárd váz adszorpciós kapacitását is "fel kell töltenie". A késleltetés értelemszerûen annál nagyobb, minél nagyobb az adott oldott koncentrációhoz tartozó egyensúlyi adszorbeált koncentráció.

A bizonyos szennyezõanyagok (tipikus példák a radioaktív anyagok és a szerves anyagok) kémiai, illetve biokémiai átalakulások következtében veszítenek mennyiségükbõl. A lebomlásnak két alapvetõ fajtáját különböztetjük meg: a koncentrációtól független (nulladrendû lebomlás) és a koncentrációtól függõ lebomlás, amelyet a koncentrációtól való lineáris függés alapján elsõrendû lebomlásnak nevezünk. A lebomlási folyamatot is tartalmazó görbe esetében a koncentráció a kiindulási értéknél alacsonyabb szinten áll be (4. görbe).

4. ábra A szennyezõdés terjedése különbözõ transzportfolyamatok esetén

A kémiai átalakulások két alapesetét mutatja az 5. és 6. görbe. Amennyiben az átalakulás csökkenti a szennyezõanyag mennyiségét (kicsapódási folyamatok, vagy hatását tekintve ide tartozik a nulladrendû lebomlás is) a koncentráció folyamatosan kisebb, ha növeli (beoldódási folyamatok), akkor a koncentráció folyamatosan nagyobb lesz, mint az induló érték. A görbék a kémiai folyamatok idõbeli alakulásától függõen igen változatosak lehetnek.

RÉSZLETEK A TRANSZPORTFOLYAMATOKKAL KAPCSOLATBAN

Konvektív transzportAz advektív transzport a hidraulikai potenciálkülönbség hatására (peremfeltételek, források, nyelõk) létrejövõ légnemû, illetve folyadékmozgással együtt vándorló részecskék transzportjának, az ún. konvektív transzportnak egyik fajtája. A másik fajta az ún. spontán konvekció, ami a sûrûségkülönbség hatására jön létre.

DiszperzióA modellezés során a figyelmen kívül hagyott inhomogenitások, illetve a vízmozgás irányának idõbeli változásában megengedett egyszerûsítések viszont a ténylegeshez képest csökkentik a szennyezõanyag diszperzióját. A modellbeli, ún. makroszkopikus diszperzió paramétereinek meghatározásakor tehát figyelemmel kell lenni arra, hogy annak más, egyébként elhanyagolt tényezõk szóró hatását is tükröznie kell. Hogy mit is hanyagoltunk el, ez a koncepcionális modelltõl függ. Megfigyelték, hogy a diszperzió a vízmozgás sebességével nõ.

AdszorpcióAz oldott és a megkötött formában lévõ ion koncentrációja között viszonylag rövid idõ alatt egy, az egyéb állapotjellemzõktõl (hõmérésklet, pH stb..) függõ egyensúlyi állapot alakul ki, amelyet az ún. egyensúlyi izoterma jellemez. A gyakorlatban három különbözõ típusú izoterma terjedt el (lineáris, Langmuir és Freudlich). A koncepcionális modell során kell eldönteni, hogy az adott esetre melyik a legmegfelelõbb. Ez irodalmi adatok, illetve laboratóriumi mérések alapján történhet. Az egyensúlyi állapot feltételezésébõl következik, hogy a transzportfolyamatok következtében az oldott formában lévõ ion koncentrációjában bekövetkezõ változás módosítja az adszorbeált anyag mennyiségét is.

Lebomlás és anyagprodukcióA mikroorganizmusok élettevékenységével összefüggõ szennyezõanyag-lebomlás, illetve maguknak a mikroorganizmusoknak a pusztulása általában elsõrendû folyamatként kezelhetõ. Amennyiben figyelembe vesszük, hogy a felszín alatti vizekben biokémiai szervesanyag-lebomlás elsõsorban a szilárd részecskében kialakuló biológiai hártyán megy végbe, a Monod-féle összefüggés használata indokolt.

Kémiai és hidrogeokémiai átalakulásokAz átlakulás eredményeként a kiindulási anyagoktól minõségileg eltérõ, de azonos tömegû anyagmennyiség keletkezik. Az egyensúlyi folyamatokat a tömeghatás törvény, azaz a koncentrációk és a kémiai aktivitások közötti összefüggés írja le. Egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulási folyamatok esetében a számítások alapját a szabadenergia változására felírt termodinamikai egyenletek adják.

Halmazállapot-változásokA különbözõ halmazállapot-változások közötti átmenetek (a párolgás, a szublimáció, a cseppfolyósodás, az olvadás, a kristályosodás) termodinamikai változással járnak; ugrásszerûen megváltoznak az anyagállandók, a termodinamikai állapotjellemzõk közötti összefüggéseket leíró állapotegyenletek. A fázisátalakulások egyensúlyára a Gibbs-féle fázistörvény érvényes, amely szerint a heterogén rendszer szabadságfokainak számát a komponensek és a fázisok száma határozza meg.

A megfelelõ szennyezõdésterjedési folyamatok kiválasztásához nyújtanak segítséget a következõ táblázatok. Az elsõ táblázat a KGI által "A tevékenységek potenciális veszélyessége szennyezõforrás kategória/típus szerint" c. táblázatban szereplõ tevékenységi listához kapcsolva mutatja a valószínû szennyezõanyagokat (1. táblázat). Az 1. táblázatban több szennyezõforráshoz tartozik hasonló szennyezõanyag, illetve a vannak olyan szennyezõanyag csoportok, amelyek vízben való terjedését azonos folyamatok jellemzik. A 2. táblázatban a szennyezõanyagokat csoportosítottuk a hozzájuk rendelhetõ folyamatok szerint.

1. táblázat

Valószínû szennyezõanyagok a szennyezõforrások típusa szerintA szennyezõforrás típusa Valószínû

szennyezõanyag   A szennyezõforrás típusa Valószínû

szennyezõanyag

01 01 kommunális hulladéklerakó

nitrogénformák   15 07 lakk- és festék gyártó üzem

szerves oldószer

01 02 ipari hulladéklerakó szerves mikrosz.,nehézfémek

  15 08 cellulózmûszál gyártó üzem

szerves anyag

01 03 mezõg. hulladéklerakó nitrogénformák   15 09 ammónia gyártó üzem ammónia

02 01 komm. szennyvízleürítõ patogén mikroorg.   15 10, 15 15 mûa.alapanyag gyártó üzem, mûanyagfeldolg.

vinil-klorid,

02 02 ipari szennyvízleürítõ szerves mikrosz., nehézfémek

  15 11 intermedier-, növényvédõszer gyártó üzem

peszticidek

03 01 komm. szennyvíziszap05 dögtér vagy dögkút

nitrogénformák, szerv. a., patogén m.org.

  15 12 mûtrágyagyártó üzem nitrogénformák, foszfát

03 02-04 ipari, ipari-techn., mederkotrási, fúrási iszap

szerves mikrosz.,nehézfémek

  15 13 grafit és mûszéngyártó bitumen, kátrány

04 01-02 hígtrágya és almostrágya tároló

nitrogénformák,szerves anyag

  15 14 gumigyártás korom

06 01 mg. növényvédõszer tároló

peszticidek   15 16 építési vegyi anyaggyártás

bitumen, szerves oldósz.

06 02 mg. mûtrágya tároló nitrogénformák, foszfát

  15 17 gyógyszergyártó üzem szerves oldósz.

06 03-04 ipari veszélyes vegyianyag tároló

szerves mikrosz.,nehézfémek

  15 18 cellulóz és papírfeldolgozó

szerves mikrosz.Szerves anyag

06 05 útfenntartási sótároló nátrium-klorid   15 19 CO2és földgáz feldolg.  

07 01-05, 08 01-08 üzem-anyag töltõáll., jármût. közl. csp.

gázolaj, kerozin, benzin

  15 20-22 kõolajfledolgozó üzem olajszármazékok

09 01-02 veszélyes hulladéklerakó

szerves mikrosz.,nehézfémek

  15 23-24 szénfeldolgozás, szénlepárlás, szénosztályozó

fenol

10 01-04 rádioaktív anyagtároló radioaktív izotópok   16 01-02 nyomdaüzem, fotóüzem

szerves festékek, ezüst

11 01-04 ipari anyagdepónia, zagytér, meddõhányó

nehézfémek   17 01-04 ércelõkészítõ, galvanizálás, kohászat

nehézfémek

12 01-03 visszamaradt pontszerû talajszennyezés

szerves mikrosz., nehézfémek, olaj

  18 01-05 építõanyaggyártás nehézfémek

13 01-02 bánya savas komponensek,nehézfémek

  19 01-02 hõerõmû és távfûtõmû

pakura

13 03 kõolaj- és földgáz tároló olaj   20 01-03 atomerõmû, atomreaktor

rádioaktív anyagok

14 01-05 élelmiszeripar szervesanyag   21 01-02 hulladékégetõ nehézfémek

15 01 akkumulátorgyártó üzem ólom, nikkel, kadmium   22 01 gépjármûgyártás nehézfémek

15 02 foszgén gyártó üzem klór   23 01 autóút, vasút olaj, ólom, sótartalom

15 03 mosószergyártó üzem detergensek   23 02 metro  

15 04 salétromsav-és kéngyártó salétromsav, kén, nitrát

  23 03 kõolaj- és földgázvezeték kõolaj, kõolajtermék

15 05 lõpor és robbanóa. gyártás nitro-vegyületek   24 több szennyezõf.együtt (l. máshol)

 

15 06 klóralkáli elektrolízis üzem higany   25 01-02 szennyvízöntözés, szûrõmezõs szikkasztás

nitrogénformák,szerves anyag

      26 kistelepülések, szv.szikk., (trágyaelh.,mûtr., növényv.szer)

nitrogénformákszerves anyag

2. táblázat

Szennyezõanyag csoportok és kapcsolódó valószínû szennyezõdési folyamatok

szennyezõanyagok szennyezõdési folyamatok csoportjai

utak sózásához használt anyagnitrát oxidatív környezetben

advektív (konvektív) transzportdiszperzió

szerves anyagokpatogén szennyezõanyagokdetergensekfenol

diszperzióelsõrendû lebomlás

szerves mikroszennyezõkszerves oldószerekpeszticidekpakura

advektív (konvektív) transzportdiszperzióelsõrendû lebomlásadszorpció-deszorpció

nehézfémek I.Foszfát advektív (konvektív) transzportdiszperzióadszorpció-deszorpció

nehézfémek II. advektív (konvektív) transzportdiszperzióadszorpció-deszorpcióioncsere, kicsapódás, oldódás

radioaktív izotópok advektív (konvektív) transzportdiszperzióelsõrendû lebomlásadszorpció-deszorpcióioncsere, kicsapódás

savas komponensek advektív (konvektív) transzportdiszperziókémiai átalakulás

nitrogénformák advektív (konvektív) transzportdiszperzióelsõrendû lebomlásadszorpció-deszorpcióredox átalakilási folyamatok

olaj nem vizes folyadékfázis mozgása (immobil zónák)

olajszármazékok nem vizes folyadékfázis mozgása (immobil zónák)+ mindkét fázisban:advektív (konvektív) transzportdiszperzióelsõrendû lebomlásadszorpció-deszoprcióátalakulási folyamatok

illékony szerves mikroszennyezõk légnemû fázis mozgásanem vizes fázis mozgása (immobil zónák)+ mindhárom fázisban:advektív (konvektív) transzportdiszperzióelsõrendû lebomlásátalakulási folyamatok+ a víz és a nem vizes fázis, illetve kõzet között:adszorpció-deszorpció

A modell megválasztása szempontjából fontos, hogy a szennyezõdés jellege milyen folyamatok figyelembevételét igényli, valamint a szennyezés terjedését milyen módszerrel, milyen részletességgel és fõleg milyen pontossági igény mellett akarjuk vizsgálni.Ha csak egy konzervatív szennyezõanyag advektív transzportját akarjuk figyelembe venni, permanens vízmozgás mellett, akkor külön transzportmodellezés nélkül, csak a víz- vagy a légmozgásra vonatkozó modell eredményeinek felhasználásával is meghatározható a szennyezett részecskék terjedése, áramvonalak és elérési idõk alapján.Egyensúlyi, lineáris izotermával leírható adszorpciós folyamatok az elérési idõ módosításával is figyelembe vehetõk, tehát szintén nem szükséges transzportmodellezés.Az ún. "particle tracking" (részecskekövetés) a transzport és a véletlen bolyongás hasonlóságán alapul. Az advekciót, a diszperziót, a lineáris adszorpciót és a lebomlást modellezi.Ha a tényleges keveredést is figyelembe akarjuk venni, vagy az adszorpció leírására nemlineáris izotermát alkalmazunk, folytonos koncentrációeloszlással dolgozó transzportmodellre van szükség.A kémiai átalakulások figyelembe vétele már többkomponensû, hidrogeokémiai modult is tartalmazó transzportmodellezést jelent.Vízben nem oldódó, illetve illékony szennyezõanyagok modellezése pedig már többfázisú transzportmodellek alkalmazását igényli.

A felszíni vizek figyelembe vétele

A felszíni és a felszín alatti vizek közötti kapcsolatot háromféle módon lehet figyelembe venni: (1) a felszíni vízfolyás is a modell részét képezi, (2) a meder is a szivárgási tér része,

(3) a felszíni vízfolyás közvetve csak a számított hidraulikai potenciáltól függõ forrásként vagy nyelõként jelentkezik. A kapcsolatok jellege jelentõsen eltér egymástól, de mindegyik közös vonása, hogy a két víztér közötti vízcsere a számított felszín alatti potenciál függvénye.

A FELSZÍNI ÉS A FELSZÍN ALATTI VIZEK KÖLCSÖNHATÁSÁNAK MODELLEZÉSE

Vízfolyások a modellben Amennyiben a drénezett hozam, illetve az elszivárgó vízmennyiség a felszíni vízhozam számottevõ része, a

kölcsönhatás befolyásolhatja a felszíni vízszinteket is, ami viszont visszahat a medren keresztül átszivárgó vízmennyiségre. Ebben az esetben a felszíni vízfolyás is része a modellnek. A felszíni modell teremti meg a kapcsolatot a vízfolyás hozama és vízszintje között.

A meder tényleges szivárgási közegként való figyelembevételével (csak 2D függõleges vagy 3D és a telítetlen zónát is kezelni képes modell jöhet szóba). A meder kolmatált része alacsony szivárgási tényezõvel vehetõ figyelembe

Ha az elõzõ két esettõl eltérõen a részletes modellezés nem indokolt, a felszíni vizek utánpótló vagy megcsapoló hatása ún. Makró paraméterekkel vehetõ figyelembe: a mederre vonatkozó geometriai adatokkal felszíni vízszintekkel, valamint az egységnyi nyomáskülönbségre jutó fajlagos átszivárgó hozammal (átszivárgási tényezõ), vagy ennek reciprokával (mederellenállás);

Tavak a modellbenA tavak is általában úgy kezelhetõk, mint a vízfolyások -- az eljárás akkor egyszerûsíthetõ, ha a tófenék nem kolmatált és a felszíni víz vízmérlegébõl elõállítható a talajvízbõl származó párolgás, és ez közvetlen megcsapolásként adható meg (l. a következõ, nyelõkrõl szóló bekezdést).

Források és nyelõk

Forrásoknak, illetve nyelõknek nevezzük azokat a vízhozam vagy anyagáram jellegû mennyiségeket, amelyekkel a felszín alatti víztartóból történõ elvonásokat vagy az oda kívülrõl bejutó mennyiségeket adjuk meg. Kiterjedésük szerint háromféle típust különböztetünk meg:

pontszerûek: a víz (vagy nem vizes fázisú folyadék, illetve gázok) kivételét szolgáló vagy injektáló kutak, vízforrások, illetve a pontszerû felszín alatti szennyezõforrásból közvetlenül beoldódó vagy átalakulás révén eltûnõ anyagmennyiség;

vonal mentiek: felszíni vizek, galériák, drének, esetleg altalajöntözésre való alagcsövek, illetve a vonalmenti szennyezõforrásokból (pl. út, vasút, vezetékek) közvetlenül beoldódó, vagy az ezek átalakulása révén eltávozó anyagmennyiség;

területileg megoszlóak: beszivárgás vagy párolgás, illetve diffúz szennyezõforrásokból származó, közvetlenül beoldódó, vagy az ezek átalakulása révén eltávozó anyagmennyiség;

A kutak esetében a vízkivétel megadása nem jelenthet különösebb gondot, ezzel kapcsolatban inkább az a kérdés, hogy a vízkivétel szintjéhez hogyan illeszkedik a rétegfelosztás. Amennyiben a kút környezetének pontosabb modellezése is kívánalom, szükség lehet a rétegzettség módosítására (l. a hidrogeológiai felépítésrõl szóló részt). Ventillációs céllal létesített kutak esetében lényegében ugyanez a helyzet.A felszíni vizek és drének forrásként jelentkeznek, ha azokat az elõzõ pont szerinti lehetõségek közül a második módon, vagyis makró paraméterekkel adjuk meg.A beszivárgás és a párolgás hatásának figyelembevételére szintén több megoldás kínálkozik: (1) a telítetlen zónát is tartalmazó modellek, (2) a talajvízháztartási jelleggörbék segítségével, amelyek a talajvíz szintjén jelentkezõ vízforgalom sokévi átlagos értékét a sokévi átlagos vízszint függvényében adják meg, (3) a talajvíz szintjén jelentkezõ beszivárgás vagy párolgás közvetlen megadásával. A részletekkel kapcsolatban l. a keretezett részt.Az öntözés egyrészt növeli a csapadéktöbbletet, másrészt csökkenti a talajból történõ potenciális párolgás értékét, ezzel módosulnak a telítetlen zóna felszíni peremfeltételei, vagy a csak a telített zónára kiterjedõ modell esetén a talajvízháztartási jelleggörbe.

A BESZIVÁRGÁS ÉS A PÁROLGÁS MODELLEZÉSI LEHETÕSÉGEI

A beszivárgás és a párolgás, illetve más néven az utánpótlódás és a megcsapolás háromféle módon modellezhetõ: A telítetlen zónát is tartalmazó modellek esetén a felszínen beszivárgó csapadék mint peremfeltétel

szerepel, a párolgás pedig a potenciális párolgás gyökérzónán belüli eloszlásából és annak kiszáradás miatti korlátozásából kiindulva mint nyelõ jelenik meg. A beszivárgási és a párolgási folyamat modellezésével számítható a peremfeltételek hatása a talajvíz szintjén kialakuló vízforgalomra.

A talajvízháztartási jelleggörbék - amelyek a sokévi átlagos talajvízszint függvényében adják meg a sokévi átlagos talajvízforgalom érékét - háromféle módon adhatók meg:

o diszkretizált (táblázatos) formában és a megadott értékek között lineáris interpolációval,

o folytonos függvénykapcsolattal,

o a folytonos függvény lineáris szakaszokkal (általában három) való közelítésével.

Csak a telített zónára vonatkozó modellek esetén az utánpótlódás és a megcsapolás megadható a számított potenciáltól függetlenül is, ennek értékét egyéb számítások alapján lehet becsülni vagy kalibrációs paraméterként lehet kezelni.

A fenti formák közötti választást a modell lehetõségei szabják meg (amennyiben a talajvízháztartási jelleggörbe egyéb vizsgálatok alapján nem áll rendelkezésre, a modell feltöltése elõtt külön vizsgálatokkal kell meghatározni);

A transzportegyenletben szereplõ közvetlen (nem a folyadék- vagy légáramlással együtt járó) szennyezõanyag források vagy nyelõk a beoldódó vagy kicsapódó szennyezõanyag mennyiségét jelentik. Ide tartoznak a nullad- vagy elsõrendû lebomlási és produkciós folyamatok, de a több komponens figyelembevételével meghatározható geokémiai átalakulási folyamatok is.A peremeken beáramló vagy távozó folyadékkal (levegõvel), illetve a folyadékmozgás (légmozgás) szempontjából forrásokkal és nyelõkkel együtt mozgó szennyezõanyag is - bizonyos értelemben - forrásnak és nyelõnek számít. A peremfeltételek esetében leírtakhoz hasonlóan ebben az esetben is a belépõ folyadék (levegõ) vagy a távozó folyadék (levegõ) koncentrációja határozza meg a szennyezõanyag fluxust. A belépõ koncentráció lehet a háttérkoncentráció, vagy valamilyen, a feltárások alapján ismert érték: pl. egy injektáló kútba bejuttatott víz koncentrációja vagy a felszíni víz koncentrációja, esetleg a talajvizet elérõ beszivárgás ismert koncentrációja). A kilépõ koncentráció lehet a modell által számított érték, vagy ennek egy határértékkel szabályozható része: pl. párolgás esetén gyakorlatilag minden anyag a felszín alatti rendszerben marad, míg a kutakba vagy a felszíni vizek felé a teljes oldott anyagmennyiség a folyadékkal, illetve a levegõvel együtt eltávozik.

Permanens vagy nempermanens modellezésA modell permanens vagy nempermanens jellege attól függ, hogy figyelembe akarjuk-e venni az idõbeli változásokat vagy sem. Nem az a kérdés, hogy változik-e idõben a peremfeltétel vagy a forrás, vagy a folyó, mert valamelyik mindig változik. Ha ebbõl indulnánk ki, akkor mindig nempermanens futtatásról lenne szó. A modellezés célja azonban általában nem a valóság hû leírása, hanem a valóságról alkotott, az adott célnak megfelelõen egyszerûsített kép ellenõrzése, illetve az ehhez tartozó információk (nyomásszintek, a vízmérleg elemei, elérési idõk, keveredési arányok) meghatározása.

A telítetlen zóna vizsgálatához általában mind a vízmozgás, mind a transzport szempontjából nempermananes megközelítésre van szükség. A légnemû fázis mozgása, illetve az abban lejátszódó transzportfolyamatok olyan gyorsak, hogy általában elegendõ a permanens megközelítés.

A telített zónában kialakuló vízmozgás szempontjából - különös tekintettel arra, hogy a szennyezés terjedése általában hosszú idõ alatt lejátszódó folyamat - a permanens megközelítés általában elfogadható, míg a szennyezõdés esetén éppen ellenkezõleg, csak nagyon ritka esetben (egymáshoz közeli táplálás és megcsapolás) alakul ki megközelítõen permanens állapot.

A permanens megközelítés addig indokolt, amíg a vizsgált idõszak többszörösen meghaladja azt az idõtartamot, ami a modell peremén, vagy a forrásokban jelentkezõ, elhanyagolt változás hatásának a modell teljes területén való megjelenéséhez szükséges. Nempermanens modellezés esetén sem szükséges azonban, hogy minden idõben változó paramétert a tényleges idõsorral jellemezzünk. Amelyeknek a végeredmény szempontjából elhanyagolható a hatása, azokat továbbra is egy jellemzõ konstans értékkel lehet figyelembe venni.

A permanens és a nempermanens megközelítés között jelent átmenetet a kvázi permanens modellezés, ami azonosan ismétlõdõ hatások modellezését jelenti. Tipikus példája ennek a szezonális változások beépítése a modellbe, amikor az éven belüli változást egy átlagos idõsorral adjuk meg, de az egymást követõ évek között nem teszünk különbséget.

A vízmozgás permanens vagy nempermanens modellezése közötti választást gyakran az is meghatározza, hogy milyen további célra akarjuk felhasználni az eredményeket: pl. áramvonalak meghatározása általában permanens vízmozgáshoz kötõdik, vagy vannak olyan modellek, amelyek az oldott anyag transzportot csak permanens vízmozgás esetén tudják kezelni, vagy ha a vízmozgás vizsgálata során figyelembe akarjuk venni a hõmérséklet vagy az oldott anyag tartalom hatását a viszkozitásra és/vagy a sûrûségre, akkor csak nempermanens modellezés jöhet szóba.

Kezdeti feltételek A kezdeti feltételeknek csak nempermanens állapotban van jelentõsége. Azokat a potenciál értékeket, illetve koncentrációkat jelenti, ahonnan a számítás indul. Minthogy a permanens vizsgálat eredménye tulajdonképpen a végtelen idõ múlva kialakuló állapotot jelenti, ennek nyilvánvalóan függetlennek kell lennie a kiindulási állapottól. A rendelkezésre álló szoftverek numerikus megoldásai azonban általában a számítás (iterációk) elindításához permanens esetben is igényelnek kiindulási vízszintet és koncentrációt, de ettõl csak a megoldáshoz szükséges iterációk száma változik, maga a megoldás nem.

Hogyan válasszuk ki a megfelelõ szoftvert ?

A magyar nyelvhasználatban a "modell" kifejezés használata elterjedt az egyes matematikai modelleket és a kiegészítõ adatkezelési eljárásokat tartalmazó számítógépi programokra vagy programcsomagokra is. Célszerû azonban e két dolog megkülönböztetése, ezért a továbbiakban ez utóbbiakra a "szoftver", a "program", illetve a "szoftver-csomag" vagy a "program-csomag", esetleg "program-rendszer" kifejezéseket alkalmazzuk.

  A szoftver kiválasztása a koncepcionális modell alapján történik. Még abban az esetben is célszerû a koncepcionális modellt a szoftvertõl függetlenül felállítani, ha a rendelkezésre álló számítógépi program adott. Csak egy második fázisban érdemes a szoftver korlátainak megfelelõ lehetséges egyszerûsítésekrõl dönteni. Ha a koncepcionális modell lényegesen eltér a rendelkezésre álló szoftver modellezési lehetõségeitõl, akkor a modell részletes kidolgozását el sem érdemes kezdeni.

A beszerezhetõ szoftverek nagy száma és a feladat sokrétûsége miatt az adott problémának leginkább megfelelõ szoftver kiválasztásához hasznos segítséget nyújt a szoftverek csoportosítása. Többfajta csoportosítás képzelhetõ el, ebben a kézikönyvben csak a szennyezõanyag jellegéhez kapcsolódó folyamatok, a szennyezõdés-terjedés szempontjából érdekes közeg és a matematikai megoldás jellege szerint csoportosítottuk a szoftvereket. A 3. táblázatban szereplõ szoftvereket mintegy 120 itthon már alkalmazott, illetve az INTERNETEN és különbözõ prospektusokban bemutatott szoftver közül válogattuk ki. A szoftverek rövid leírásait a 2. melléklet tartalmazza.A táblázatban szereplõ szoftverek közül a hõmérséklettõl való függést is figyelembe veszi a TARGET (csak a telített zónában), valamint a VIRTUS, a PORFLOW és a FEHMN (a telített és a telítetlen zónában egyaránt) szoftverek.

A magas szennyezõanyag-tartalomból adódó sûrûségváltozást a TARGET egyik modulja és a MOCDENSE szoftverek képesek kezelni a telített zónában, míg a SUTRA386, a PORFLOW, a FATMIC és a FEMFAT szoftverek ezt a telítetlen zónára is kiterjesztik.

A repedezett kõzetek esetén is alkalmazható szoftverek: BIOF&t3D, FEHMN, TRAFRAP-WT, VERTPAK-1.A táblázat által bemutatott különbözõ csoportok túlnyomó részében egy vagy két szoftver található ezek esetében nincs értelme további részletes összehasonlításnak. A leírás alapján, illetve az árat figyelembe véve könnyen el lehet dönteni, a célnak és a pénztárcának melyik a megfelelõbb.

a teljes kép

A fenti táblázatot úgy alakítottuk ki, hogy egy adott szoftver mindig a maximális képességeinek megfelelõ csoportban szerepel. Természetesen a többfunkciójú szoftverek azokban a kategóriákban is alkalmazhatók, ahol képességüknek csak néhány eleme szerepel. A szoftverek kiválasztásakor fontos szempont, hogy ha valamilyen célból szükség van egy többfunkciójú, komplikáltabb szoftverre, akkor nem kell megvenni az egyszerûbbet is. Téves az, az általában elterjedt nézet, hogy az összetettebb szoftverek nagy adatigényük miatt nem használhatók egyszerûbb problémák megoldására. Az adatigény, mint láttuk, a koncepcionális modell és nem az alkalmazott szoftver függvénye. Egy nagyobb teljesítõképességû modell könnyen egyszerûsíthetõ. Ha egyébként nincs igény összetett szennyezési esetek megoldására, akkor érdemes egyszerûbb szoftvereket beszerezni.Másik szempont lehet a meglévõ szoftverállományhoz való alkalmazkodás. Vannak olyan szoftvercsoportok, amelyekben különbözõ feladatok megoldására alkalmas szoftverek találhatók, és a meglévõ választék bõvítésekor - ha egyébként az elvárásnak megfelel - célszerû olyan szoftvert választani, amely a meglévõekkel azonos keretprogrammal, vagy azonos input-output megoldásokkal rendelkezik, így a modellek közötti esetleges eredményátadás nem igényel többletmunkát.Azonos képességû szoftverek esetén, a folyamatok mellett a szoftverek kiválasztásában, a gyakorlati használhatóság

miatt fontosak az informatikai szempontok. Minél fejlettebb informatikai háttérrel rendelkezik egy szoftver, annál kellemesebb a használata, azonban ezek a képességek általában jelentõsen növelik az árakat. Nyilvánvalóan egyéni döntés kérdése, hogy kinek mennyi pénzt ér meg a segítség. Saját, illetve standard adatkezelõ szoftverek használata feleslegessé teheti a szoftver adatelõkészítési és utófeldolgozási lehetõségeit, ebben az esetben csak az a fontos, hogy ismert legyen az input-output formátum, illetve legyen lehetõség szabványos formátumú input adatok fogadására és eredmény-fájlok létrehozására.A fenti tulajdonságokra vonatkozó információkat - ahol rendelkezésre állnak - az adott modell rövid leírásában adjuk meg (2. melléklet).A valódi képességek azonban gyakran csak a szoftver megvásárlása után derülnek ki. Ahol lehetséges, a beszerzés elõtt érdemes élni a demováltozat ingyenes kipróbálásának lehetõségével.

INFORMATIKAI SZEMPONTOK Operációs rendszer

o DOS

o MS Windows 3.1, -95, -NT

o UNIX

Szoftver kompatibilitás

o ismert-e a bemeneti és a kimeneti adatállományok formátuma, amely transzfer-programok

segítségével lehetõvé teszi a szoftvertõl független adatfeldolgozást o van-e beépített bemeneti és kimeneti konverziós lehetõség az ismert formátumok és a szoftver

input-output formátuma között Saját adatelõkészítõ képességek

o a numerikus megoldást alkalmazó program milyen segítséget nyújt a számítási háló

meghatározásához o hogyan oldja meg a program a geológiai felépítésre vonatkozó információk általában

rendelkezésre álló formája (rétegsorok, geofizikai adatok, keresztszelvények) és a matematikai modell számára szükséges forma, vagyis a vizsgált terület geológiai modelljének diszkretizált változata közötti kapcsolatot

o milyen térbeli interpolációs lehetõségek vannak beépítve a szoftverbe, vagyis hogyan lesznek az

általában szokásos pontszerû adatformából egy térben folytonos jellemzõ diszkretizált értékei (ebbe a kategóriába tartoznak pl. a vízszintek és a koncentrációk)

o hogyan történik a foltszerûen változó jellemzõk kezelése (pl. földhasználat, talajtípus, szivárgási

jellemzõk) o hogyan kezeli a program a vonalmenti, lineárisan változó információkat (pl. felszíni vízfolyások,

peremfeltételek o biztosítva van-e a két dimenzióban változó jellemzõk (térképek) közötti mûveletek lehetõsége·van-

e beépített grafikus editor, és milyen módon teszi lehetõvé a paraméterek interaktív kezelését (bevitelét, módosítását)

o milyen paraméter-megjelenítési lehetõségekkel (képernyõn, nyomtatón, stb.) rendelkezik a

szoftver Saját utófeldolgozási képességek

o eredmények megjelenítése

o kiválasztott pontbeli idõsorok

o mért és számított idõsorok egyidejû megjelenítése.metszetek, szelvények

o standard formátumú háttértérképek fogadása.színárnyalatos térképi megjelenítés

o vektormennyiségek térképi megjelenítése

o izovonalas térképi megjelenítés

o 3D ábrázolás

o animációa számítási eredményekre épülõ, beépített utófeldolgozási lehetõségek

o kijelölt részterületek, illetve a teljes modellezett tér anyagmérlegei komponensenként

o határértékekkel való összehasonlítás.kiegészítõ modul a kockázatelemzéshez

A szoftver saját felhasználói felületének értékelése

o mennyire logikus a menü-rendszer felépítése

o vannak-e alapértelmezésû értékek, milyen a program "emlékezõképessége"

o milyen ikonokat használnak, milyen a billentyûzet- és egér-vezérlés

o van-e beépített lehetõség batch futtatásokra

Minõségbiztosítási vonások

o megoldható-e a modell adott állapotának archiválása

o az archiválást a program automatikusan végzi-e

o a futtatás leállítható-e és újraindítható-e az elért állapotból

A szoftver dokumentáltságának részletessége

o megfelelõen dokumentálva van-e az elméleti háttér

o könnyen kezelhetõ-e a felhasználói kézikönyv

o van-e on-line help funkció, mennyire érthetõ és milyen részletes

o van-e magyar nyelvû dokumentáció

Mintafeladat közlése a dokumentációban

A MODELL KIDOLGOZÁSA

A koncepcionális modell kialakítása, a szükséges kiegészítõ adatgyûjtés és a szoftverválasztás után kezdhetjük meg a modell részletes kidolgozását.

A modell kidolgozásának fázisai: (1) a választott szoftver verifikációja, majd a koncepcionális modellnek megfelelõ modell felépítése, azaz (2) numerikus modell esetén a számítási háló létrehozása, (3) a paraméterek allokációja, (3) a modell kalibrációja, (4) a modell validációja.

A szoftver verifikációja,avagy megfelelõ szoftvert választottunk-e?

Amennyiben több modellel, illetve szoftverrel rendelkezünk, természetes, hogy ezek közül azt választjuk, amelyik a leginkább megfelel a koncepcionális modellnek. Az is természetes, hogy azonos képességû modellek esetén azt választjuk, amelyik jobban megkönnyíti az adatbevitelt és a paraméterek allokációját, illetve több lehetõséget nyújt az eredmények feldolgozására.Ha a rendelkezésre álló szoftverek fontos szempontok szerint elmaradnak a koncepcionális modell követelményeitõl, akkor a modellezési fázist kár elkezdeni.

A kiválasztott szoftver verifikációja azt jelenti, hogy megvizsgáljuk, hogy ismert - általában analitikusan is megoldható - feladatok esetén a modell megfelelõen pontos megoldást ad-e.

Komoly szoftverek esetén a verifikációs fázist már a modell kidolgozója elvégzi és az eredményeket a modell leírásában dokumentálja. Ha ez nem történt meg - vagy az eredmény nincs dokumentálva - célszerû néhány egyszerû feladattal ellenõrizni a modell mûködését. Ez az ellenõrzés ne csak a számított vízszintekre és koncentrációkra, hanem - ha ilyen modulok vannak - a vízmérleg és az anyagmérleg számítását vagy az áramvonalak, potenciálvonalak és koncentrációk megjelenítését stb. végzõ modulra is terjedjen ki.Elõfordulhat, hogy a modellnek van ugyan dokumentált verifikációja, azonban a vizsgált problémára nem terjed ki. Ha bizonyos részleteket illetõen nem vagyunk biztosak a modell mûködésében, akkor célszerû egy, az adott problémára vonatkozó egyszerû feladat megoldása és értékelése.

Milyen legyen a numerikus modellek számítási hálója?

  Numerikus modellek esetén a számítás igényelt pontossága és az észszerû számítási idõszükséglet szempontjából rendkívül fontos a megfelelõ számítási háló meghatározása.

Egyelõre a kereskedelemben nem kaphatók olyan szoftverek, amelyek a számítási hálót automatikusan igazítanák az adott problémához, ezért ezt a feladatot több szempont együttes figyelembevételével manuálisan kell elvégezni (természetesen ez nem az egyes elemek egyenkénti manuális meghatározását, hanem a rácskiosztás szabályainak meghatározását jelenti - ennek alapján a rács egyes csomópontjait, illetve ezek koordinátáit már kiegészítõ szoftverekkel lehet generálni. A számítási háló vízszintes irányú kialakításakor ki kell választani azokat a pontokat, ahol csomópontokat akarunk elhelyezni (centrális véges differencia séma esetén a kiválasztott pontoknak az elem középpontjába kell esnie). Ezek lehetnek: vízkivételi helyek, észlelõkutak, folyók töréspontjai. Véges elem esetén a kitüntetett pontokba minden további nélkül helyezhetõ csomópont, véges differencia modell esetén ez csak közelítõleg valósítható meg.Második lépésként a területileg változó paraméterek térképei alapján lehet meghatározni azokat a csomópontokat, amelyek a foltszerû változások kijelöléséhez szükségesek.Ezután kell meghatározni az alap rácstávolságot. Ez a feladat elég nagy gyakorlatot igényel, de ennek hiánya helyettesíthetõ elõzetes számításokkal, amelynek célja annak eldöntése, hogy az eredmény mennyire érzékeny a felbontásra. A numerikus megoldásból származó nehézségek (sok iterációs lépés, a felbontásból származó pontatlanság) elkerülése érdekében azokon a helyeken, ahol nagyobb területi változékonyság, vagy nempermanens esetekben nagyobb idõbeli változékonyság várható, a modell számítási hálóját sûríteni kell.

A függõleges felbontást a koncepcionális modell során kialakított rétegfelosztás szabja meg.

Hogyan adjuk meg a paramétereket a modell számára?

  A választott modell (szoftver) számára a koncepcionális modell igénye szerinti az egyenletekben szereplõ valamennyi paramétert meg kell adni. A paraméterek lehetnek idõtõl függetlenek és idõben változóak, a térbeli kiterjedés szerint pedig pontszerûek, vonal mentiek és területiek.

Analitikus modellek, illetve "analitikus elem" módszerrel dolgozó modell esetén a paraméter allokáció viszonylag egyszerûen végrehajtható, mert a területi változékonyság elhanyagolása miatt csak kevés számú adattal kell foglalkozni, inhomogén rendszerek numerikus kezelése esetén viszont nagy munkát jelent(het) a nagyszámú paraméter minden egyes csomópontra és idõlépcsõre történõ megadása (allokációja). A szennyezõdés-terjedés modellezése és az ehhez kapcsolódó "paraméterezés" rendkívül szerteágazó feladat, ennek a kézikönyvnek a keretei nem engedik meg, hogy az összes paraméter becslési módszereivel és allokációjával részletesen foglalkozzunk, csupán néhány általános csoportosítási és módszertani kérdés bemutatására vállalkozhatunk, illetve a 3. mellékletben összefoglaljuk az egyes modelltípusok adatigényét.

Az utóbbi évek modellezési gyakorlata, alkalmazkodva az adatbáziskezelõ és a térinformatikai szoftverek fejlõdéséhez, egyre inkább a modellektõl független adattárolást támogatja és a hangsúlyt azoknak a kiegészítõ szoftvereknek a fejlesztésére helyezi, amelyek biztosítják az adott modell (illetve szoftver) adatellátását a rendelkezésre álló adatbázisból. Így biztosítható, hogy egy új, de ugyanarra a területre vonatkozó modell alkalmazása nem igényel jelentõs, egyedi adatfeldolgozási munkát.

A paraméterek a meghatározás szempontjából általában két nagy csoportra oszthatók:

az adatokból közvetlenül, vagy egyszerû átlagolással, illetve területi kiterjesztéssel meghatározhatók (a paraméter és a felhasznált adat típusa azonos),

valamilyen becslési módszerrel meghatározhatók (a rendelkezésre álló adatokból számítási módszerrel vagy becsléssel egy más típusú paraméter jön létre).

Az elsõ csoportba tartoznak pl. a geometriai jellemzõk, a csapadék, a vízszint, a szennyezõanyag-koncentráció, vagy a hõmérséklet, míg a másodikba a párolgás, a beszivárgás, a szivárgási tényezõ, diszperziós tényezõ, adszorpciós jellemzõk, geokémiai aktivitási paraméterek, stb.A közvetlenül megadható paramétereknél a helyzet annyiban kedvezõbb, hogy a becslési módszerbõl nem származik hiba, de a nem megfelelõ sûrûségû pontszerû adathalmaz területi kiterjesztése is komoly hibaforrást jelenthet.Számítás, illetve becslés esetén a felhasznált paraméterek becslési hibái halmozódhatnak, ezért a becslési módszerben lévõ bizonytalanságot elemezni kell és azt a kalibrációs és validációs fázisban (l. késõbb) figyelembe kell venni. A bizonytalanul számítható paramétereket gyakran eleve kalibrációs paraméterként érdemes kezelni, és a számítással történõ becslés célja csupán a kalibráció kiinduló értékeinek meghatározása.

A különbözõ, térben és idõben változó paraméterek részletezésében konzisztensnek kell lenni: nincs értelme az egyik túlzott részletezésének, ha a másik felhasznált paraméter csak durvább felbontásban ismert.

A paraméterek meghatározása

Idõtõl általában függetlennek tekinthetõk a szivárgási tér geometriai jellemzõi, a szivárgási jellemzõk alapparaméterei (pl. az áteresztõképesség /a szivárgási tényezõ csak abban az esetben, ha a hõmérsékletváltozást, illetve az attól való függõséget elhanyagoljuk/, a tározási tényezõ /ha a porozitás változásától eltekintünk/, a telítetlen zóna jellemzõ paraméterei), a transzport és a kémiai átalakulások alapparaméterei (diszperzitás, adszorpciós és lebomlási és átalakulási alapparaméterek /amelyek a hõmérséklettõl és a koncentrációtól függetlenek/).Vannak olyan, a modell számára idõben állandó értékkel megadott paraméterek, amelyek valójában idõben változó mennyiségek, legfeljebb a modellben ettõl eltekintünk és eleve egy idõben átlagos értékkel helyettesítjük (pl. a kút kötött leszívási vagy injektálási vízszintje, vagy megközelítõen azonos körülmények között üzemelõ pontszerû szennyezés jellemzõi)A meteorológiai állomásokon, vízmércéken, kutakban, fúrásokban rendszeresen vagy idõnként mért mennyiségek (pl. csapadék, hõmérséklet, talajnedvesség, vízállás, vízkivétel, szennyezõanyag-koncentráció), illetve az ezek alapján számított paraméterek (pl. párolgás, beszivárgás) idõsorai azonban általában nem közvetlenül, hanem valamilyen egyszerûsítéssel kerülnek be a modellbe:

valamilyen idõszak átlagos vagy jellemzõ értéke (permanens vagy kvázi permanens probléma),

az idõsor felbontása konstans értékkel jellemezhetõ idõszakokra (permanens idõszakokkal közelített nempermanens probléma),

a lineáris közelítés töréspontjainak helye (idõben lineárisan változó nempermanens probléma).

A módszer megválasztása a koncepcionális modelltõl, az egyes paraméterek idõbeli felbontásának összhangjától és a modell képességeitõl függ. Bizonyos esetekben a rendelkezésre álló idõsor és a modell által igényelt forma közötti

különbség áthidalására kiegészítõ programozásra, illetve adatfeldolgozásra lehet szükség.

A paraméterek térbeli változásaA kutakban mért vízkivételi és koncentráció adatok, a pontszerû szennyezõforrások jellemzõi, illetve egydimenziós modell esetén a csapadék adhatók meg a modell számára valóban pontszerû módon. Ezek a paraméterek a pont koordinátája alapján általában könnyen átadhatók a modellnek. Az okozhat csupán gondot, ha a pont nem esik egybe valamelyik csomóponttal, ilyen esetben egy egyszerû programra van szükség, amelyik kikeresi a legközelebbi csomópontot vagy cellát.Vonal mentén megoszló paraméterekkel jellemezzük a vízfolyásokat, a peremeket, valamint a vezetékekbõl származó szennyezéseket. Vonal mentén megoszló, de konstans paraméterek allokációja lényegében a pontszerû változat ismétlését jelenti annyi csomópontra, ahányat a vízfolyás (vezeték) érint, tehát a probléma ismét az érintett csomópontok azonosítására egyszerûsíthetõ. Változó paraméterek esetében (pl. a folyó vízállása, vagy a peremre megadott vízszint) rendkívül körülményes lenne, ha az egyes csomópontokra érvényes paramétereket egyenként kellene, pontszerû módon allokálni és az interpolált értékeket külsõ számításokkal kellene meghatározni. Ennek "intelligens" megoldására egy olyan kisegítõ program szükséges, amely az érintett csomópontokra az ismert térbeli elhelyezkedés alapján a kijelölt szakaszok végpontjaira megadott értékbõl kiindulva automatikusan meghatározza a paraméter értékét.Speciális vonalmenti problémát jelent a telítetlen zóna egydimenziós modellezése, ahol a paraméterek a függély mentén változnak. A szivárgási paraméterek rétegenként, a víz, a levegõ, illetve a szennyezõanyag különbözõ formáinak állapotjellemzõi pedig megadott függvények szerint változnak. Célszerû, ha ennek a csomópontokra történõ szétosztása a modell részeként történik.Területileg (térben) változó jellemzõk általában pontszerû adatok, vagy ennek speciális formájaként, digitalizált térképek formájában állnak rendelkezésre. A paraméterek térbeli változékonyságuk szerint két csoportba sorolhatók:

foltszerûen változó paraméterek (pl. talaj- és kõzettípus és az ehhez tartozó szivárgási jellemzõk, földhasználat), ebben az esetben a paraméter allokáció alapja egy olyan digitalizált térkép, amely poligonokkal határolja le a különbözõ értékkel jellemzett területrészeket,

folytonosan változó paraméterek (pl. terep, réteghatárok, vízszintek, koncentrációk), amelyek esetében a paraméterek allokációja vagy közvetlenül a pontszerû adatok, vagy digitalizált izovonalas térképek alapján történik.

A foltszerûen változó paraméterek esetén a paraméter-allokáció során azt kell ellenõrizni, hogy az adott csomópont melyik poligonba esik, majd a csomópont a kiválasztott poligonhoz tartozó paraméter-értéket veszi fel.A folyamatosan változó paraméterek esetén 2D vagy 3D interpolációs szoftverekkel lehet a csomópontokra érvényes értékeket meghatározni. Ezek a mûveletek a csomópontok koordinátáinak ismeretében elvégezhetõk külön erre a célra kifejlesztett speciális szoftverekkel is. (pl. 2D:SURFER, TRANSFORM; 3D: SPYGLASS, GMS-Geostatistics), vagy azon belül egy erre szolgáló modul segítségével (pl. PMWIN, Visual Modflow, TRIWACO).

A kalibráció jelentõsége avagy hogyan javíthatjuk a modell pontosságát?

A paraméterbecslések során általában nem sikerül megadni a paraméterek pontos értékeit, emiatt a számított és a mért eredmények eltérnek egymástól. Az eltérésnek lehetnek persze más okai is, pl. az elhanyagolt folyamatok.

A kalibráció során a paraméterek becslési hibáit javítjuk - esetleg az elhanyagolt folyamatok miatt bizonyos mértékig torzítva. A kalibráció célja általában nem az, hogy az eltéréseket az összes mérési ponton egyidejûleg a minimumra csökkentsük (ez irreális feltétel lenne), hanem az áramlás vagy a szennyezõdés-terjedés jellegének visszaadása olyan pontossággal, amennyire azt a koncepcionális modell alapján figyelembe vett folyamatok és a paraméterbecslés során feltételezett inhomogenitás lehetõvé teszi.

Fontos, hogy a paraméterek ne mutassanak látszólag részletesebb feltártságot, mint amennyire valóban ismerjük a paraméterek területi változékonyságát. Gyakorlatilag ez azt jelenti, hogy a homogénnak kijelölt részterületeken belül ne változzon a paraméter értéke. Amennyiben így nem kapunk a felhasználás szempontjából megfelelõ pontosságú eredményt, vissza kell térni a koncepcionális modellhez vagy a modellbe beépített inhomogenitás felülvizsgálatához. Ez utóbbi persze a rendelkezésre álló információnak is függvénye, tehát - mint már az elõbb is említettük - a területi felbontás nem haladhatja meg a rendelkezésre álló információk területi változékonyságát: a modellben nem jelenhetnek meg olyan inhomogenitást mutató foltok, amelyet semmilyen adat nem támaszt alá. Elõfordulhat olyan helyzet, hogy a vízszintadatok vagy a szennyezõdés koncentrációi (nem egyetlen ponton) létezõ inhomogenitásra utalnak, amirõl viszont nincs információnk. Ilyenkor a modellben a mért adatokhoz igazodva feltételezhetõ a változást lekezelni tudó paraméter inhomogenitása, azonban a modell nem fogadható el "véglegesnek", amíg ezt kiegészítõ mérések vagy információk nem támasztják alá.A tényleges kalibrációs fázis megkezdése elõtt érdemes bizonyos érzékenység-vizsgálatot végezni, annak érdekében, hogy képünk legyen az adott paraméter esetén alkalmazható tartományról, illetve a változtatás lépcsõirõl.

A kalibráció alapvetõen kétféleképpen történhet:

próbálgatással (ún. "trial and error" módszer),

automatikusan, optimalizációs eljárással (inverz modellezés).

Jelenleg a gyakorlatban fõként a "trial and error" módszert alkalmazzuk. Ebben az esetben célszerû egyszerre csak egy paraméter kalibrációjával foglalkozni. Ha két vagy több paraméter kalibrációjáról van szó, a késõbbi fázisban kalibrált paraméter értékeinek felhasználásával mindig ellenõrizni kell a korábbi kalibráció eredményét (az újonnan kalibrált paraméternek nincs-e hatása a másik paraméter optimális értékére).Az inverz modellezés nagy teljesítményû számítógépet igényel, a PC-ken való alkalmazás (ami Magyarországon szinte egyeduralkodó) csak a pentium osztályú processzorok megjelenésével vált reálissá. Az inverz modellek alkalmazása esetén fontos, hogy olyan eljárással rendelkezzünk, amely lehetõvé teszi a határértékek közötti optimalizációt, vagyis a felhasználó kijelölheti azt az értéktartományt, amelyen belül a paraméter változhat. Erre azért van szükség, mert a hibafelület, amelyen a program az optimumot keresi, gyakran több minimumot is tartalmazhat, illetve nem érzékeny bizonyos paraméterek változására, és ilyenkor a csupán matematikai szempontok szerint meghatározott minimum fizikailag irreális paraméterértékekhez vezethet.A táblázatban említett szoftverek közül a SUTRA és a MODFLOW rendelkezik ilyen modullal, illetve kidolgoztak egy olyan általános inverz kalibrációs programot, amely megfelelõ kiegészítõ munkával minden modellhez csatlakoztatható (ez a csatoló felület a MODLOW-hoz már létezik).

A következõkben nézzük meg, hogy a figyelembe vett folyamat szerint milyen kalibrációs lehetõségek adódnak és melyik milyen paraméter kalibrációjára alkalmas.

  A kalibráció lehetõségei a figyelembe vett folyamatok alapján: (1) permanens vízmozgás, (2) nempermanens vízmozgás, (3) permanens transzport, (4) permanens vízmozgás és nempermanens transzport, (5) nempermanens vízmozgás és nempermanens transzport.

A vízmozgáson alapuló kalibráció értelemszerûen csak az advektív transzportot meghatározó áramlási sebességek pontosítását szolgálja.

A VÍZMOZGÁSON ALAPULÓ KALIBRÁCIÓ FAJTÁI Permanens vízmozgásA kalibrációhoz hosszúidejû átlagos, illetve jellemzõ értékeket használunk fel. A kiválasztott idõszakon belül érvényesülnie kell a koncepcionális modellben megfogalmazott permanens megközelítésre vonatkozó kritériumnak. Ez a kalibráció azokra a paraméterekre érzékeny, amelyek a modell területén belüli hozamváltozásokat közvetítik.Elsõsorban az utánpótlódással kapcsolatos paraméterekrõl van szó: tehát beszivárgás/párolgás vagy mederellenállás, illetve többrétegû rendszer esetén a féligáteresztõ réteg szivárgási tényezõje (átszivárgási tényezõje vagy ellenállása). A rétegen belüli függõleges anizotrópia akkor kalibrálható, ha rendelkezünk különbözõ szinten mért piezometrikus nyomómagasságokkal.A szivárgási tényezõ akkor kalibrálható, ha a modellen belüli komoly vízkivétel vagy betáplálás hatására szignifikáns depressziók, illetve "dombok" alakulnak ki. Ezek mértéke már érzékeny a szivárgási tényezõre, tehát alkalmas a kalibrációra is. A másik lehetõség a szivárgási tényezõ kalibrációjára, ha a vízszintmérések egyenetlen esésviszonyokat tükröznek, amelyek szoros kapcsolatban vannak a szivárgási tényezõ inhomogenitásával.Nempermanens vízmozgásA kalibrációhoz a peremfeltételek, a beszivárgás és a párolgás, a vízkivételek és a felszíni vízszintek idõsorait használjuk fel. Ez a kalibráció azokra a paraméterekre érzékeny, amelyek a nyomás, illetve a vízhozam terjedését befolyásolják. A nempermanens kalibráció tipikus esetei: a próbaszivattyúzás (vízmû próbaüzeme) és az árhullámok idõszakában mért vízszintidõsorok értékelése, illetve a telítetlen zóna modellezése esetén a csapadéktevékenységek és az azt követõ kiszáradási idõszakok.Elsõsorban a szabad hézagtérfogat (szabadfelszínû rétegek esetén) vagy a tározási tényezõ (nyomás alatti rétegek), valamint a telítetlen zóna paramétereinek kalibrációjára szolgál.A szivárgási tényezõ, a mederellenállás (árhullám vagy parti szûrésû vízkivétel esetén) és a függõleges anizotrópia kalibrációjára szabadfelszínû esetben alkalmas, amikor a vízkivétel változása, vagy az árhullám (apadás) okozta nyomásváltozás továbbterjedéséhez a vízmennyiségek továbbítására is szükség van. Lehetõleg ehhez olyan idõszakot kell kiválasztani, amikor a beszivárgás/párolgás értékében a modellezett idõszakon belül nincs jelentõs változás.

A transzport paraméterek (diszperziós képesség, adszorpciós és lebomlási vagy anyagprodukciós jellemzõk) kalibrációja csakis valamilyen, a szennyezés idõ- vagy térbeli változására jellemzõ adatokon alapulhat. A szennyezés terjedésérõl rendelkezésre álló adatok felhasználhatók a vízmozgás, és ezzel az advektív transzport paramétereinek pontosítására is.

A vízmozgás és a transzport egyidejûfigyelembevételén alapuló kalibráció fajtái

Permanens vízmozgás és permanens transzportA permanens transzport számítás akkor alkalmazható kalibrációs célokra, ha vannak mérési eredményeink olyan komponensekrõl, amelyek különbözõ eredetû vizekben szignifikáns különbséget mutatnak és a keveredés már hosszú ideje fennáll ( 18 O, állandósult koncentrációjú szennyezõdés). A kevert vizekbõl vett vízminták alapján "belõhetõ" a megfelelõ keveredési arány és ennek révén pontosíthatók a szivárgási tényezõ, a beszivárgás, a mederellenállás, az átszivárgási tényezõ és az anizotrópia értékei. A telítetlen zónában nem alkalmazható.Permanens vízmozgás, nempermanens transzportA szivárgási paraméterekre vonatkozó, permanens vízmozgás alapján elvégzett kalibráció pontosítható a szennyezés terjedésére vonatkozó adatok alapján is, kihasználva, hogy az advektív transzport a szivárgási jellemzõkkel szoros

kapcsolatban áll. Az ismert felezési idejû (a transzportegyenletben elsõrendû lebomlási tagként lehet figyelembe venni) környezeti izotópok szintén kiemelkedõ szerepet játszanak, hiszen ezek az elemek szinte mindenütt elõforduló nyomjelzõk. Ezek közül a leggyakrabban használatos elem a trícium. Újabban egyre több környezeti izotópot találnak alkalmasnak a vízmozgás nyomjelzésére. A vízmozgás szempontjából permanens feltételezés azt is jelenti, hogy a modellezett idõszakban nem lehet jelentõs, tendenciózus változás a peremfeltételekben és a források/nyelõk értékében.A diszperziós képesség kalibrációja akkor lehetséges, ha rendelkezünk olyan koncentráció idõsorokkal, amelyek mutatják a szennyezés (jelzõanyag) koncentrációjának adott pontbeli "felfutását" (l. 4. ábra), vagy a térbeli (területi és/vagy függély menti) változékonyságra vonatkozó felmérés egy-egy idõpontban olyan részletes, hogy a szennyezõdés-terjedés irányában a frontszerû jellegtõl való eltérések kimutathatók.Az egyéb transzport paraméterek (adszorpciós paraméterek és lebomlási tényezõk) kalibrálására általában ugyanannak a szennyezési esetnek a mért koncentrációit szokás felhasználni, amelyre a modellezés vonatkozik. Természetesen potenciális szennyezõforrás hatásának modellezése esetén erre nincs lehetõség. Fontos megjegyezni, hogy az adszorpció hatása csak akkor választható el a többi transzportfolyamattól, ha az advektív transzportot meghatározó szivárgási paraméterek megbízhatónak tekinthetõk (az adszorpció hatása ugyanis késleltetésként jelentkezik, tehát olyan, mintha kisebb lenne a szivárgási sebesség).Nempermanens vízmozgás, nempermanens transzportEz jelenti a legösszetettebb és egyben legbonyolultabb modellezési feladatot. A kalibráció szempontjából az alábbi esetekben van jelentõsége.

Lokális, gyors szennyezési problémák, ahol a szennyezés terjedése nem értékelhetõ a vízmozgás idõbeli változásainak figyelembevétele nélkül.

Nagyobb folyók melletti szennyezõdési esetek, ahol a folyó vízszintváltozásával folyamatosan változik az áramlás iránya és ez komolyan befolyásolja a szennyezõdés-terjedési folyamatot. Emiatt a mérési eredmények értékelése sem történhet lényegesen egyszerûbb modellel. A kalibráció valószínûleg az egyszerûsített modellel nem lenne sikeres, vagy félrevezetõ paraméterbecslést eredményezne, ami meghamisítaná a szcenárió eredményét.

C-adatokra alapozott kalibráció, ahol a több ezer éves vizsgált idõszak során komoly változások voltak a meteorológiai viszonyokban (jégkorszak, olvadás). A hosszúidejû transzport révén elsõsorban a szivárgási tényezõ regionális átlagértékének becslésére használható.

A modell validációja, avagy jó-e a modellünk?

  A validáció a kalibrált modell ellenõrzését jelenti olyan esetekkel, amit nem használtunk fel a kalibráció során pl. szélsõséges jelenségek vagy a kalibrációból kimaradt észlelési idõszak szimulációja.

A tapasztalt, szélsõséges jelenségek szimulációja esetében nem annyira a számszerû eredmény a lényeg - hiszen nem is mindig rendelkezünk adatokkal, csak leíró jellegû információkkal -, mint inkább annak az ellenõrzése, hogy a modell képes-e egy szélsõséges esemény reprodukciójára.Egy olyan idõszak modellezése, amit nem vettünk figyelembe a kalibráció során, pl. egy másik csapadéktevékenység, árhullám, vagy víztermelési idõszak, esetleg egy másik feltárt szennyezõdési eset modellezése az idõtõl független paraméterek ellenõrzésére szolgál. Ebben az esetben a mérési eredmények megfelelõ közelítése a cél, a szivárgási és transzport paraméterek változtatása nélkül (csak a peremfeltételek és a források/nyelõk különbözõek az eltérõ idõszakból adódóan).Ha a validáció eredményei nem kielégítõk, módosítani kell a paramétereket vagy esetleg a koncepcionális modellt is, természetesen figyelembe véve, hogy a modell a kalibrációhoz elõzõ fázisában felhasznált adatokat is megfelelõen kell, hogy közelítse.

ÉRTÉKELÉS

Szimulációk

A modellezés kiváló eszköz arra, hogy bizonyos tényezõk hatását a többitõl függetlenül vizsgáljuk, ellentétben a valósággal, ahol a mérések általában több tényezõ együttes hatását mutatják. A modellezés másik nagy elõnye, hogy segítségével eddig még be nem következett szituációkat vizsgálhatunk.

  A kalibrált modellel lehet megvizsgálni azokat az állapotokat (szcenáriókat), amelyek mértékadóak a szennyezõdés-terjedés szempontjából (1) vízkivételek hatása, (2) felszíni vízszintváltozások, illetve állapotok (kisvízi, középvízi, nagyvízi) hatása, (3) különbözõ meteorológiai viszonyok hatása, (4) a földhasználatban bekövetkezett változások hatása, (5) különbözõ beavatkozások hatása.

A peremfeltételeket, a forrásokat/nyelõket és a szennyezés jellemzõit a választott szcenáriónak megfelelõen változtatjuk. Óvatosnak kell lenni azonban az olyan szcenáriókkal, amelyekben ezek lényegesen eltérnek a kalibrált

állapottól.A szimulációk végeredménye általános esetben a vizsgált tér tetszõleges pontjára és idõpontjára számított koncentráció, azokra a komponensekre, amelyeket a koncepcionális modell során fontosnak tartottunk. Ezek az adatok jelentik az értékelés alapját.

Kiegészítõ értékelések

  A kiegészítõ értékelések célja az áramlási és szennyezõdési viszonyok elemezése, a modellek által számított potenciál és koncentráció értékek felhasználásával további jellemzõk kiszámítása, illetve az eredmények szemléletes formában való bemutatása. Ez kiterjed (1) a potenciál értékek és a koncentrációk izovonalainak, (2) a sebességmezõ, (3) az áramvonalak, (4) az elérési idõk és az izokrónok ábrázolására, (5) víz- és anyagmérlegek számítására, (6) egyszerû szennyezési paraméterek meghatározására és (7) a szennyezõdés terjedésének bemutatására, különbözõ állapotokban.

 

5. ábraSzennyezõcsóva izovonalas ábrázolása

Izovonalak

A számított hidraulikai potenciálok, nedvességtartalom vagy koncentrációk legszemléletesebb ábrázolási módja az izovonalak szerinti ábrázolás (5. ábra), ami még plasztikusabbá tehetõ, ha az egyes izovonalak közötti területeket különbözõ, jól megválasztott árnya-latokkal vagy színekkel töltjük ki.

Sebességmezõ

A potenciál-mezõ felhasználásával és a szivárgási tényezõ ismeretében a tér tetszõleges pontjára kiszámíthatók a sebesség értékei. Ezek mint vektormennyiségek megfelelõ nyilakkal ábrázolhatók is. Általában az a szokás, hogy a választott metszetben a sebességvektor megfelelõ vetületét ábrázolják a sebesség nagyságával arányos nyilakkal.

Áramvonalak

Az áramvonalak szerkesztésére a modell potenciálértékeinek felhasználásával van lehetõség. Egy adott pontból indított áramvonal tulajdonképpen egy képzeletbeli vízrészecske útját mutatja, mindig a legnagyobb esés irányába halad. Áramvonalat indíthatunk az áramlás irányába, de azzal szemben is. Ez utóbbira általában kutak esetén van szükség, egy kút vízgyûjtõjét pl. megállapíthatjuk a szûrõ aljáról, minden irányban indított áramvonalakkal: a vízgyûjtõ felszíni határát az áramvonalak és a felszín metszéspontjai adják. Ennek alapján könnyen eldönthetõ, hogy mely szennyezõforrások veszélyeztetik a vízkivételt.Egy adott szennyezõforrás vizsgálata esetén általában az elõre indított áramvonalnak van értelme, ez mutatja a szennyezõanyag várható terjedésének irányát.Egy nempermanens modell egy adott idõpontra vonatkozó eredményeinek felhasználásával megszerkeszthetõ az éppen érvényes áramkép is, azonban ez nem tekinthetõ áramvonalnak, hiszen a következõ idõlépcsõben a vízrészecske már egy másik áramkép szerint fog mozogni. Az egymás után következõ áramképek felhasználásával megadhatók a nempermanens áramlási pálya pontjai is.Egyre elterjedtebbek az animációs lehetõségekkel rendelkezõ szoftverek, amelyek a sûrûn egymásután következõ idõpontokhoz tartozó pillanatnyi áramképeket mint "filmet levetítik".

Elérési idõk

Az elõzõ pont szerint meghatározott áramvonalak mentén kiszámíthatók a mozgáshoz szükséges idõk is (6. ábra). "Az elérési idõ" elnevezés tehát egy áramlási pályán lévõ két pont közötti út megtételéhez szükséges idõt jelenti.

AZ ELÉRÉSI IDÕ ÉS A HÉZAGTÉRFOGAT KAPCSOLATA A sebesség szempontjából nem a hidrodinamikai modell által számított szivárgási sebesség a fontos, hiszen ez a teljes keresztmetszetre vonatkozik. Valójában a tényleges mozgás csak a pórusokban történik. Nem mindegy azonban, hogy milyen esetben, milyen pórustérfogatot veszünk figyelembe: a vízrészecske szempontjából a mobilis vizet tartalmazó (más elnevezései: effektív vagy hatékony) hézagtérfogat az érdekes, a szennyezõanyag frontszerû mozgása szempontjából viszont a teljes hézagtérfogatot kell figyelembe venni, mivel a szennyezõanyag a diffúzió révén az immobil vízrészbe is behatol.Az elérési idõ számításához alkalmazott hézagtérfogattal kapcsolatban nincs kialakult gyakorlat, a modellezõre van bízva. Célszerû tehát, ha a választásunk fizikai tartalmával tisztában vagyunk. A védõterületekkel kapcsolatban általában nem a vízrészecske, hanem a szennyezési front elérési ideje érdekel bennünket, tehát a teljes hézagtérfogatot kellene alkalmazni. Kétségtelen viszont, hogy a teljes porozitás csak a frontszerû szennyezõdés-terjedésre megfelelõ, a diszperzió miatt azonban az induló koncentrációnál kisebb koncentráció korábban is elérheti a vízkivétel helyét. Ennek fontossága attól függ, hogy az adott szennyezõanyagra megállapított határérték hányad része a szennyezés induló koncentrációjának. Ha az arány egyhez közeli, akkor az elérési idõ szempontjából a frontszerû vízmozgás, vagyis a teljes térfogat feltételezése megfelelõ közelítés. A kritikus elérési idõ annál inkább csökken (nõ a diszperzió szerepe) minél nagyobb a szennyezési koncentráció a határértékhez képest (pl. toxikus mikroszennyezõk depóniája). A frontszerû vízmozgáshoz képest végrehajtandó korrekciót tehát a közeg diszperziós tulajdonságai (a vízmozgás sebessége és a diszperzitás) és a szennyezõanyagra megállapított határérték és a szennyezés induló koncentrációja közötti arány határozza meg. Valójában tehát nem egy módosított hézagtérfogatról van szó, hanem a frontszerû mozgáshoz képest a sebesség módosításáról, a diszperzió figyelembevételével. A fentiek általánosságban véve mind a permanens, mind a nempermanens esetre vonatkoznak.

Az elérési idõk jellemzésének szokásos módja az izofelületek (háromdimenziós esetben), illetve izokrónok (kétdimenziós esetekben, illetve a háromdimenziós izofelületek metszeteiként) ábrázolása. A háromdimenziós izofelületek elõállításához a kutakból indított áramvonalakra van szükség, amelyeken jelzik a kiválasztott elérési idõkhöz tartozó pontokat, illetve ezek x,y,z koordinátáit. Ezekbõl a pontokból háromdimenziós felület-illesztéssel lehet izofelületeket szerkeszteni (ez hasonló módon történhet, mint a 9. ábrán bemutatott koncentráció-eloszlás esetében).A pontszerû szennyezõforrások esetében izokrónok szerkesztésének nincs értelme, onnan egy-egy áram- vagy nyomvonal indítható, amelyen az egyes idõtartamokhoz tartozó pontok kijelölhetõk. Tartós szennyezés és nempermanens áramlási viszonyok esetén a különbözõ idõpontban indított áramvonalak és a rajtuk feltüntetett elérési idõk jól mutatják a szennyezés esetleges szétszóródását.Ha a telítetlen zóna nem része a modellnek, viszont a felszínrõl induló vagy a felszínig tartó elérési idõkre vagyunk kíváncsiak, a talajvíz szintjére számított elérési idõt korrigálni kell a telítetlen zónában való vízmozgás elérési idejével. A hosszú idejû átlagos viszonyokat tükrözõ telítetlen zónabeli elérési idõ becslésének alapja a beszivárgás/párolgás hosszú idejû átlaga és a talajvíz mélysége, de a tényleges sebesség becsléséhez ebben az esetben is szükség van a víztartalom (telítetlen zóna lévén itt nem a hézagtérfogat számít) és a diszperzió hatását figyelembe vevõ korrekcióra.A telítetlen zónát is tartalmazó modellek esetében az elérési idõ számításának általában nincs értelme. Ebben az esetben javasolható a szennyezés terjedésének transzportmodellel történõ számítása.

Víz- és anyagmérlegek

Az értékelés fontos része a víz- és az anyagforgalom jellemzõit mutató mérlegek elkészítése. Elõször is ellenõrizni kell, hogy a modell elhanyagolhatóan kis mérleghibával zárta-e a számítást. Második lépésben meg kell vizsgálni a vízmérleg egyes elemeit:

utánpótlódás csapadékból, illetve megcsapolás a párolgás által

a felszíni vizekkel való kapcsolat

többrétegû rendszer esetén kapcsolat a szomszédos rétegekkel

injektálás és vízkivétel

a peremeken lezajló vízforgalom

Ezeknek az elemeknek az értékeit kell elemezni a teljes modellezett területre, illetve az azon belül kijelölt, elsõsorban a szennyezõdés-terjedéssel érintett részterületekre. Kitüntetett figyelmet érdemel a peremek vízforgalma, hiszen ez biztosítja a nem modellezett, szomszédos térrésszel való kapcsolatot, hiszen a modell eredményei csak akkor tekinthetõk megbízhatónak, ha ezek az értékek reálisak és illeszthetõ a szomszédos területek vízforgalmához.

A vízmérlegek vizsgálata alapján világosnak kell lennie, hogy milyenek voltak az utánpótlódási viszonyok a szennyezõdés idõszakában. Az anyagmérleg elemei a következõk:

az utánpótlódási helyeken a vízzel vagy a levegõvel együtt belépõ szennyezõanyag

a megcsapolási helyeken a koncepcionális modell szerint meghatározott módon, vagy távozó vagy felhalmozódó szennyezõanyag

a peremeken a vízzel vagy a levegõvel együtt belépõ vagy kilépõ szennyezõanyag

a közvetlenül bejutó vagy távozó szennyezõanyag

a (bio)kémiai átalakulási és lebomlási folyamatok eredményeként keletkezett vagy eltûnt szennyezõanyag.

Az anyagmérleg kiváló eszköz a modellezett folyamatok realitásának ellenõrzésére (a koncentráció önmagában - különösen a telítetlen zónában - erre nem minden esetben alkalmas), illetve felhívja a figyelmet a modellezett területrõl távozó szennyezõanyag mennyiségére is, ami további vizsgálatok kiindulópontja lehet.

A szennyezõdésterjedés egyszerûsített vizsgálata

Bizonyos egyszerûbb szennyezési esetekben a szennyezés terjedése értékelhetõ transzportmodell alkalmazása nélkül is.

6. ábra

A szennyezõforrásból indított áramvonal és a rajta feltüntetett elérési idõk adnak tájékoztatást a konzervatív anyagok advektív transzportjáról. Az adszorpciót a sebesség módosításával lehet figyelembe venni. Az adszorpció, mivel a szennyezõanyag egy része a szilárd részeken megkötõdik, tulajdonképpen késlelteti a szennyezés terjedését, ami egy redukált sebességgel fejezhetõ ki. Az elérési idõ a sebesség csökkenésének megfelelõen arányosan növekszik. A keveredés figyelembevételére a különbözõ áramlási csatornákon érkezõ szennyezési front eltérõ elérési ideje szerinti szuperpozíció ad lehetõséget (6. ábra). Az egyes áramlási csatornák elérési ideje az elõbbiek szerint módosítható az adszorpciónak megfelelõ késleltetéssel.Az elérési idõ függvényében felrakott, összegzett, kútba érkezõ szennyezõanyag-mennyiség osztva a vízkivétellel egy koncentráció-növekedési görbét mutat, ami a kútban jelentkezõ áttörési görbe becsléseként kezelhetõ. A lebomlás hatása az elérési idõ alatt a kútba érkezõ szennyezõanyag-mennyiség csökkentésével vehetõ figyelembe: nulladrendû lebomlás esetén ez a függvény lineáris, elsõrendû lebomlás esetén pedig exponenciális.

A szennyezõdésterjedés bemutatásaTranszportmodell alkalmazása esetén a szennyezõdésterjedés bemutatásának kézenfekvõ módja a koncentráció térbeli és idõbeli változásainak bemutatása. Fontos szempont, hogy ez szemléletes, könnyen érthetõ módon történjen. Ez egyrészt fontos a szennyezés veszélyességérõl szóló értékelést (tanulmányt) olvasó érdeklõdõ szempontjából, aki nem minden esetben szakember, tehát fontos a könnyû érthetõség. Másrészt a szemléletes ábrázolás hasznos segítséget nyújthat a folyamatok megértéséhez, magának az értékelést kidolgozó szakembernek is.Az alábbiakban az ábrázolási lehetõségekre mutatunk néhány példát. Ezek mindegyike a számított koncentrációk alapján a modelltõl független szoftverrel készült. Természetesen elõny, ha egy szoftver rendelkezik beépített grafikus lehetõségekkel, amely a mintaként bemutatott ábrákhoz hasonló jellegû ábrák készítését teszi lehetõvé minden egyéb

grafikus utófeldolgozási munka nélkül. Azonban, mint a mellékelt példák mutatják, ez nem feltétlenül szükséges, megfelelõ adatkonverziók után a szokásosan használt szoftverekkel (SURFER-GRAPHER, AUTOCAD, CORELDRAW) is készíthetõk az eredmények szemléletes bemutatását segítõ ábrák.A telítetlen zónában lejátszódó transzport egydimenziós modellezésének eredményei többféle megközelítéssel is bemutathatók. Az ábrázolás egyik egyszerû módja, ha az eredmények függély menti változását mutatjuk be. Egy-egy ábrán megjelenhetnek a nedvességtartalom (7/a. ábra) vagy különbözõ szennyezõanyagok koncentrációinak egy idõpontban mért értékei. Ez az ábrázolási mód lehetõséget ad az adott paraméter idõbeli változásának követésére is, ha egy kiválasztott komponens különbözõ idõpontokban észlelt értékeit tüntetjük fel az ábrán.

7/a. ábraA talajnedvességtartalom függély menti változása

Ha az idõbeli átmenetet is folyamatosan akarjuk ábrázolni, akkor egy olyan háromdimenziós ábrázolási módszert választhatunk, ahol a három tengely: a mélység, az idõ és a kiválasztott paraméter koncentrációja. Erre mutat példát a 7/b. ábra.

7/c. ábraJellemzõk egy adott mélységben

7/b. ábraA koncentráció függélymenti és idõbeli változása

a telítetlen zónában

Amennyiben több komponens idõbeli változásainak összehasonlítása a cél, szemléletes lehet egy olyan ábrasorozat elkészítése, ahol egy-egy ábra egy-egy jellemzõ mélységben mutatja az összehasonlítás szempontjából kiemelt paraméterek idõsorát (7/c. ábra).A felszín alatti vizek telített zónájában kialakuló szennyezõdési folyamatok bemutatásának legegyszerûbb módja a vízszintes (esetleg rétegenkénti), illetve függõleges metszetekben egy adott idõpontban kialakuló koncentrációk izovonalakkal történõ bemutatása, az izovonalak közötti területek különbözõ színekkel vagy árnyalatokkal történõ megkülönböztetésével (5. ábra). Az idõbeli változások különbözõ idõpontokhoz tartozó állapotokat bemutató ábrasorozattal, vagy kiválasztott pontokra megadott idõsorokkal (mint a 7/c. ábrán) szemléltethetõk.A koncentráció egy adott idõponthoz tartozó térbeli eloszlása megjeleníthetõ egy olyan ábrán, ahol a tér megfelelõen megválasztott síkmetszeteiben mutatjuk be a koncentráció síkbeli változásait. Ez történhet izovonalak ábrázolásával vagy a koncentrációváltozást bemutató felületek illesztésével kvázi-háromdimenziós módon (8. ábra). A vízszintes síkok szerinti ábrázolás kiegészíthetõ függõleges metszetekben számított koncentrációk izovonalas bemutatásával is, ami tovább közelít a háromdimenziós ábrázoláshoz.

8. ábraKoncentrációeloszlás 3D ábrázolása,

síkmetszetek mentén

Bizonyos esetekben érdekes lehet a koncentráció teljes háromdimenziós izofelületeinek síkokkal való elmetszése és a 9. ábrán bemutatott példához hasonló ábrázolása.A szennyezés terjedésének legszemléletesebb bemutatása az animáció, vagyis a különbözõ idõpontokhoz tartozó koncentráció-eloszlások ábráinak (sík- és térbeli egyaránt lehetséges) videoszerû levetítése. Ehhez nyilvánvalóan az eredmények olyan sûrû idõbeli "mintavételezése" szükséges, hogy az átmenetek megfelelõen finomak legyenek. Emellett olyan sebességû számítógépre is szükség van, amely az egyes képkockák közötti váltást valóban filmszerûvé teszi.

9. ábraKoncentrációeloszlás 3D ábrázolása, izofelületek metszetei

1. melléklet - A transzportfolyamatok differenciálegyenletei

Vízmozgás

A vízmozgásra felírható anyagmegmaradási egyenlet:

(1)

a bal oldal: a tározott vízmennyiségben bekövetkezett változás, ahol

s: telítettség (a telített zónában s=1) [ -]

s0: tározási tényező -

hp: piezometrikus pórusnyomás (telítetlen állapot esetén negatív) [ L]

t: idő [ T]

: a telítettség és a szívás kapcsolatát fejezi ki (telített állapot esetén 0)

a jobb oldal első tagja: a szomszédos térrésszel való vízforgalom eredője, ahol

v: felületegységre jutó hozam (fluxus) [ L 3 /T/L 2]

a fluxus Darcy-féle összefüggése (más néven Darcy-féle szivárgási sebesség):

v = K (hp) grad h, ahol (2)

K(hp): a piezometrikus pórus nyomástól függő szivárgási tényező tenzora ( a telített zónában a nyomástól való függés elhanyagolható) L/T

h: (= hp+z), a piezometrikus potenciál, ahol z-vel a pont viszonyítósík feletti magasságát jelöltük [ L]

a jobb oldal második tagja: a kívülről bejuttatott vízmennyiség (forrás), vagy a kívülre távozó vízmennyiség (nyelő)

q: térfogategységre jutó hozam [ L 3 /T/L 3]

n: hézagtérfogat

Vízben nem oldódó folyadék és a levegő mozgása

Együttes figyelembe vételük esetén az (1) egyenlet kiegészül két újabb egyenlettel: (a nyomásváltozásból származó térfogatváltozást figyelmen kívül hagyva):

a vízben nem oldódó fázisra:

(3)

a légnemű fázisra:

(4)

a fázisok közötti megoszlásra felírható:

s + sn + s l = 1 (5)

A (3), (4) egyenletek jellege egyébként nagyon hasonló a vízmozgás (1) egyenletére, sőt a paraméterek jelentése is analóg:

sn: a vízben nem oldódó anyag telítettsége [ -]

sl: a légnemű fázis aránya a porozitáson belül [ -]

pnp: a vízben nem oldódó anyag pórusnyomása [ M/(T 2 L)]

plp: a légnemű fázis pórusnyomása [ M/(T 2 L)]

vn: a vízben nem oldódó anyag felületegységre jutó hozama (fluxus) [ L 3

/T/L 2]

vl: a légnemű fázis felületegységre jutó hozama (fluxus) [ L 3 /T/L 2]

Ebben az esetben is érvényesnek tekintve a lamináris mozgásra vonatkozó Darcy-feltételezést:

vn = Kn (pnp) grad (hn) és (6)

vl = Kl (plp) grad (hl) (7)

Kn: a nem vizes fázis szivárgási tényezőjének tenzora [ L/T] (függ a nem vizes fázis pórusnyomásától)

Kl: a levegő “áramlási tényezőjének” tenzora [ L/T] (függ a levegő pórusnyomásától)

hn: a nem vizes fázis piezometrikus nyomása [ L]

(8)

hl: a légnemű fázis piezometrikus nyomása [ L]

(9)

g: gravitációs gyorsulás [ L/T 2]

: a víz sűrűsége [ M/L 3]

n: a vízben nem oldódó anyag sűrűsége [ M/L 3]

l: a levegő sűrűsége [ M/L 3]

qn: a nem vizes fázisra vonatkozó térfogategységre jutó hozam, amely a kívülről érkező vagy kifelé távozó mennyiségen kívül tartalmazza a fázisváltozások során keletkezett mennyiséget is [ L 3 /T/ L 3]

ql: a levegőre vonatkozó térfogategységre jutó hozam, amely a kívülről érkező vagy kifelé távozó mennyiségen kívül tartalmazza a fázisváltozások során keletkezett mennyiséget is [ L 3 /T/ L 3]

  

Szennyezőanyag transzport a vízben szorpció figyelembevételével

(10)

a bal oldal első tagja: az oldott formában lévő szennyezőanyag megváltozása, ahol (az előzőekben megadottakon kívül)

Co: az oldott anyag koncentrációja [ M/ L 3]

a bal oldal második tagja: a szilárd vázon kötött formában lévő, (adszorbeált) szennyezőanyag megváltozása, ahol

s: a szilárd víz sűrűsége [ M/ L 3]

Cs: az adszorbeált anyag koncentrációja [ M/ M]

a jobb oldal első tagja: a szomszédos térrésszel történő oldott szennyezőanyag csere (advektív transzport)

a jobb oldal második tagja: a diffúzió és diszperzió hatására a szomszédos térrésszel történő anyagcsere, ahol

Dm: a molekuláris diffúziós együttható [ M/ L 2 /T]

D: diszperziós tényező tenzora [ M/ L 2 /T]

a jobb oldal harmadik tagja: az oldott formában lévő anyag keletkezése (forrás) vagy lebomlása (nyelő):

o: az oldott anyagforrás v. nyelő értéke [ M/T/L 3]

o= o,1Co + o,0 (11)

o,1:a koncentrációtól függő (ún. elsőrendű folyamat) forrás/nyelő együtthatója [ 1/T]

o,0: a koncentrációtól független (ún. nulladrendű folyamat) együtthatója a víz egységnyi térfogatára vonatkoztatva [ M/L 3 /T]

a jobb oldal negyedik tagja: az adszorbeált formában lévő anyag keletkezése (forrás) vagy lebomlása (nyelő):

s: az adszorbeált anyagforrás v. nyelő értéke [ M/T/M]

s = s,1 Cs + s,0 (12)

s,1:az adszorbeált anyag koncentrációjától függő (ún. elsőrendű folyamat) forrás/nyelő együtthatója [ l/T]

s,0:az adszorbeált anyag koncentrációjától független (ún. nulladrendű folyamat) együtthatója a szilárd rész egységnyi térfogatára vonatkoztatva [ M/M/T]

a jobb oldal ötödik tagja: a külső vízforgalommal együtt érkező vagy távozó anyagáram:

Co*: = Co, ha távozó vízről van szó (q< 0) [ M/L 3]

  = Co,k a kívülről érkező víz koncentrációja (q >0) [ M/L 3]

Szennyezőanyag transzport a nem vizes folyadékfázisban

A nem vizes folyadékfázisban lévő szennyezőanyag transzportjának egyidejű figyelembe vétele esetén az egyenlet bal oldala kibővül a

(13)

taggal, ahol:

Cn: a nem vizes fázisban mért szennyezőanyag koncentrációja [ M/L 3]

a jobb oldal pedig a

div(sn Cn vn ) + div[ sn(Dmn + Dn) grad Cn] + sn n + qn Cn * /n (14)

részekkel bővül, amelyek rendre a nem vizes fázisban lévő szennyezőanyag advekciós, diszperziós, forrás/nyelő és külső anyagforgalmi tagjai, ahol

Dmn: a nem vizes fázisra jellemző diffúziós tényező [ ML 2 /T]

Dn: a nem vizes fázisra jellemző diszperziós tényező tenzora [ ML 2 /T]

n: a nem vizes fázisban kialakuló anyagforrás v. nyelő térfogategységre jutó értéke [ M/T/L

3]

n = n,1 Cl + n,0 (15)

n,1: a koncentrációtól függő (ún. elsőrendű folyamat) nem vizes folyadékfázisra vonatkozó forrás/nyelő együtthatója [ l/T]

n,0: a koncentrációtól független (ún. nulladrendű folyamat) együtthatója, a nem vizes folyadékfázis egységnyi térfogatára vonatkoztatva [ M/L 3 /T]

Cn*: = Cn, ha távozó folyadékról van szó (qn< 0) [ M/L 3]

  = Cn,k a kívülről érkező folyadékban lévő koncentráció (qn >0) [ M/L 3]

 

Szennyezőanyag transzport a légnemű fázisban

A légnemű fázisban lévő szennyezőanyag transzportjának egyidejű figyelembe vétele esetén az egyenlet bal oldala kibővül a

(16)

taggal, ahol:

Cl: a levegőben mért szennyezőanyag koncentrációja [ M/L 3]

a jobb oldal pedig a

div(sl Cl vl ) + div[ sl(Dml + Dl) grad Cl] + sl l + ql Cl

* /n(17)

részekkel bővül, amelyek rendre a légnemű fázisban lévő szennyezőanyag advekciós, diszperziós, forrás/nyelő és külső anyagforgalmi tagjai, ahol

Dml: a légnemű fázisra jellemző diffúziós tényező [ ML 2 /T]

Dl: a légnemű fázisra jellemző diszperziós tényező [ ML 2 /T]

l: a légnemű fázisban kialakuló anyagforrás v. nyelő térfogategységre jutó értéke [ M/T/L 3]

l = l,1 Cl + l,0 (18)

l,1: a koncentrációtól függő (ún. elsőrendű folyamat) levegőre vonatkozó forrás/nyelő együtthatója [ l/T]

l,0: a koncentrációtól független (ún. nulladrendű folyamat) együtthatója, a légnemű fázis egységnyi térfogatára vonatkoztatva [ M/L 3 /T]

Cl*: = Cl, ha távozó levegőről van szó (ql< 0) [ M/L 3]

  = Cl,k a kívülről érkező levegőben lévő koncentráció (ql >0) [ M/L 3]

A transzportegyenletben, ha a légnemű fázist is figyelembe vesszük, akkor három ismeretlen szerepel, az oldott koncentráció (Co), adszorbeált formában lévő anyag koncentrációja (Cs), a nem vizes folyadékfázisban lévő anyag koncentrációja (Cn) és a légnemű fázisban lévő anyag koncentrációja (Cl). Az egyenletet csak abban az esetben lehet megoldani, ha a többi koncentrációt kifejezzük az oldott koncentráció függvényében:

Cs = Co (19)

Cn = Co (20)

Cl = Co, ahol (21)

: az adszorbeált és oldott anyag között ún. megoszlási hányados (nem lineáris esetben maga is függvénye Co-nak),

: a nem vizes fázisú folyadékban lévő koncentráció és a vízben oldott anyag koncentrációja közötti kapcsolat együtthatója,

: a légnemű és az oldott anyag közötti megoszlási hányados a Henry-törvény szerint.

 Többkomponensű transzport, kémiai átalakulások

Amennyiben a forrás/nyelő tagok ( o, s, n, l) által leírt elsőrendű és nulladrendű folyamatok együtthatói függenek más komponensek koncentrációjától, a (10) egyenletet minden figyelembe veendő komponensre fel kell írni. Ebben az esetben beszélünk többkomponensű, a kémiai változásokat is figyelembe vevő transzportegyenletről. A forrás/nyelő tagokban szereplő függvények tulajdonképpen geokémiai, (biokémiai) átalakulási folyamatokat fejeznek ki. Az egyes folyamatok geokémiai egyenletrendszereinek megoldásával kapjuk meg komponensenként az átalakuló anyagmennyiségeket.

2. melléklet - Részletek a Transzportmodellekrõl

A melléklet a szoftverválasztáshoz kíván segítséget nyújtani. Egyrészt összefoglaljuk azokat a forrásokat, ahonnan a kiválasztott szoftverekrõl, de akár más szoftverekrõl is részletesebb információkat lehet beszerezni, másrészt megadjuk az általunk kiválogatott szoftverek fõbb jellemzõit.

Az INTERNET óriási lehetõséget nyújt a tájékozódáshoz. A szolgáltatások köre folyamatosan bõvül. Bármilyen szoftverbeszerzés elõtt tehát feltételenül javasoljuk az INTERNET-en található információk átekintését. Erre két út kínálkozik: (1) általános tájékozódás valamelyik szoftverkatalógusban, majd ennek alapján, vagy valamilyen elõzetes választás alapján (2) valamelyik kiválasztott forgalmazó cég “www home page” –ének, illetve azon belül az esetleg már kiválasztott szoftver(ek) leírásának áttekintse. Érdemes megnézni, hogy a kiválasztott szoftver letölthetõ-e az INTERNET-rõl és ez milyen feltételek mellett lehetséges (ingyenes-e, ha nem mi a fizetés módja, van-e ingyenesen letölthetõ demo-változat stb.). Ez a munka rengeteg kellemetlen meglepetést elõzhet meg, illetve egyszerûsíti a beszerzés folyamatát. A mellékelt 2.1. táblázatban néhány fontos szoftverkatalógus elérési útját adtuk meg. A 2.2. táblázat néhány fontos szakmai szoftverház “home page”-ének címét foglalja össze, közöttük azokét, amelyek a kiválasztott szoftverek forgalmazói.

A kötet 3. táblázatában szereplõ szoftvereket a Magyarországon már eddig is használatos szoftverek, a nagyobb szoftverforgalmazók által kiadott katalógusok és az INTERNET-en hozzáférhetõ szoftverkönyvtárak, illetve "home page"-ei alapján válogattuk ki. A szoftver ismertetését a táblázatban megadott csoportosítás szerint közöljük. A jobb tájékozódást két kiegészítõ tábla segíti, az egyik (2.3. táblázat) a megkülönböztetett csoportokat és a besorolt szoftvereket tartalmazza, a másik (2.4. táblázat) betûrendben sorolja fel a szoftvereket és azt az oldalszámot, ahol a szoftverrõl részleteket lehet találni.A talált leírások tartalma, stílusa és részletessége rendkívül különbözõ volt. Amilyen mértékben lehetett, az összehasonlítás megkönnyítése érdekében törekedtünk az egységesítésre, ezt tükrözi a leírások egységes formája, azonban a "jellemzõk", a "megoldás", az "input-output" (sõt bizonyos esetekben a szoftver funkciója) mezõk kitöltése nem tekinthetõ homogénnek. A szoftverek többségét nem volt módunkban kipróbálni, tehát az ismertetés alapja csak a gyártó vagy a terjesztõ által közreadott információ volt.Hangsúlyozzuk, hogy a leírás és az árak a szoftverek közötti eligazodást és az esetleges vásárláshoz szükséges elõzetes informálódást szolgálja, a szoftver megrendelése elõtt mindenképpen javasoljuk további információk beszerzését. Ezt szolgálják a mellékelt "koordináták": a forgalmazó neve, címe, telefon- és fax száma, e-mail címe és "home page" címe.

2.1. táblázatINTERNET-en elérhetõ szoftverkatalógusok

Név “www home page” cím

US Environmental Protection Agency (EPA)

(USA Környezetvédelmi Hivatal)

Center for Subsurface Modeling Support (CSMoS)

(Felszín Alatti Modellek Központja)

http://www.epa.gov/ada/models.html

EPA

Center for Exposure Assessment Modeling (CEAM)

ftp://ftp.epa.gov./epa_ceam/wwwhtml/software.htm

(Terheléselemzési Modellek Központja)

US Geological Survey (USGS)

(USA Fõldtani Szolgálat)

Water Resources Applications Software (WRAS)

(Vízkészletekkel kapcsolatos szoftverek)

http://www.geogr.uni-jena.de/software/http://h2o.usgs.gov/software

Geotechncal &Geoenvironmental Software Directory(Geotechnikai és Kõrnyezetgeolígiai Szoftver Kõnyvtár, Nagy Britannia)

http://www.ibmpcug.co.uk/~bedrock/gsd/

Geosoft’s Geoscence Gallery (a Geosoft Földtani Aruháza)

http://www.geosoft.com/gallery/gallery.html

The Soft Earth (Ausztrália)

http://atlas.es.mq.edu.au/users/pinram/s_earth.html

Hydrogeologist’s Computing Software(Hidrogeológusok szofverjei)

http://www.ems.psu.edu/Hydrogeologist/software.htm

Groundwater Modelling and Analysis Software(Felszín alatti vizek modellezésére és elemzésére szolgáló szoftverek, Kanada)

http://gwrp.cciw.ca/gwrp/software/software.html

Kinzelbach: Groundwater Modelling Group (Felszín alatti vizek Modelljei)

http://aguas1.uphys.uni-heidelberg.de/index.html

Links to Groundwater Modeling Internet Sites(Csatoló az Interneten található felszín alatti vizes modellekhez)

http://www.us.net/envisim/links.html#FTP

Software – Hydrology(Szoftverek – Hidrológia, Hollandia)

http://terrassa.pnl.gov:2080/EESC/resourcelist/hydrology/software.html

2.2. táblázatKiválasztott szoftverek forgalmazóinakfontosabb paraméterei

a cég rövidített neve

a cég teljes neve cím, telefon, fax, e-mail, home page

ACRI Analitic & Computational Research Inc.

1931 Stradella road, Bel Air,

California 90077, USA

tel.: 1- 310-471-3023

fax.: 1-310-471-0797

e-mail: runchal@netcom.com

  Boss International 6612 Mineral Point road, Madison,

Wisconsin 53705 – 4200, USA

tel: 1-608-258-9910

fax: 1- 608-258-9943

e-mail: info@bossint.com

internet: http://www.bossintl.com

  C-Vision Pty Ltd. P.O.Box 369, Eastwood 2122,

NSW Ausztrália

tel: 61-2-9801-8900

fax: 61-2-9802-1100

e-mail: swagman@cvision.com.au

internet: http://www.cvision.com.au

DHI Danish Hydraulic Institute

magyar képviselõ:

WS ATKINS

Magyarország

Budapest, Városmajor u. 74.

tel: 1-214-28-53

fax: 1-201-51-79

e-mail: wa-atkins@mail.euroweb.hu

EHS Inc. EH System Inc. USANincs adat

ES Inc. Environmental Simulations Inc.

2997 Emerald Chase dr., Herndon,

VA 20171, USA

tel: 1-703-834-3054

fax:1-703-689-2827

e-mail: info@groundwatermodels.com

internet: http://www.us.net/envisim/welcome.html

ES&T Inc. Environmental Systems & Technologies Inc.

2608 Sheffield dr., Blacksburg,

VA 24060, USA

tel: 1-540-552-0685

fax: 1-540-951-5307

e-mail: odmin@esnt.com

GeoTrans   USAinternet: http://www.dworld.com

  Geraghty & Miller International Conqeror House Suite A, Vision Park Histon,

Cambrige, CB4 42R, Nagy-Britannia

tel: 44-223-236-950

fax: 44-223-236-242

e-mail:

HSS Ltd. Hearne Scientific Software Pty Ltd.

Level 6, 552 Lonsdale st., Melbourne

3000 Ausztrália

tel: 613-9602-5088

fax: 613-9602-5050

e-mail: info@hearne.com.au

internet: http://www.hearne.com.au

IGWMC International Groundwater Modelling Centre

USA

tel:

fax:

e-mail:

internet: http://igwmc.mines.colorado.edu.3851

Intera KB   Sollentune

Svédország

tel: 46-892-77-14

fax:

e-mail:

internet: http://intera.com/locations.html

IWACO BV IWACO BV

magyar képviselõ:

Márton Tibor

1027 Budapest, Vitéz u. 14/a.

tel: 1-202-61-46

fax: u.a.

e-mail:iwaco@mail.matav.hu

Jakab és Társai Kft.   Jászberény

Tel: 06-57-403-867,

Fax: 06-57-403-867

e-mail: jtk@mail.datanet.hu

Internet: http://www.interj.datanet.hu/jtk

NWRI Canad Centr for Inland WatersNational Water Research Institute

867 Lakeshave? road, P.O.Box 5050, Burlington,

Ontario, L7R 4A6, Kanada

tel:

fax: 905-336-4430

e-mail: nwri.software@cciw.com

internet: http://www.cciw.ca/nwri/data/software/nwrisoft.html

  Natural System Software

Nincs adat

Rockware Inc.   The Rockware Building 2221 East st., Suite 101, Golden

CO, USA

tel: 1-303-278-3534

fax: 1-303-278-4099

e-mail: info@rockware.com

internet: http://www.aescon.com/rockware/index.html

SSG Scentific Software Group

P.O. Box. 23041,

Washington, D.C. USA

tel: 1-703-620-9214

fax: 1-703-620-6793

e-mail: info@scisoftware.com

internet: http://www.scisoftware.com

http://www.access.digex.net

TerraWare TerraWare Geo(scince) and Technical Software

P.O.Box 621, 2501 Den Haag,

Hollandia

tel: 31-10-70-346-4764

fax: 31-10-70-364-9916

e-mail: info@terraware.nl

internet: http://www.terraware.nl

  University of Lausanne

Svájc

e-mail: uniscope@unil.ch

internet: http://www.unil.ch/unil/welcome/index.html

VITUKI Rt. Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt.

1095 Budapest, Kvassay J. út 1.

tel: 1-215-81-60

fax: 1- 216-15-14

WASY Institute for Water Resources Planning and System Research

Waltersdorfer Str. 105.

Ltd.

D-12526 Berlin-Bohnsdorf,

Németország

Tel: 49-30-676-4041

Fax: 49-30-676-4830

2.3. táblázatAz összefoglalóban szereplõ szoftverektémakörök szerint rendezve

Kategória Szoftverek

1.VÍZES FÁZISBAN: ADVEKTÍV TRANSZPORT, TELÍTETT ZÓNA, ANALITIKUS MODELLEK

WINFLOW, AVM (HALÁSZ-SZÕKE MODELL), GFLOW

2.a.VÍZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

FLOWPATH II., MOCDENSE, TRACE (TRIWACO), MULAT, MODPATH (MODFLOW), PMPATH (MODFLOW) (Visual Modflow, GMS, VMS, PMWIN)

2.b.MINT 2.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

AT123D, PRINCE, SOLUTE, ANALGWST

3.VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA, ANALITIKUS MODELLEK

VADSAT

4.a. VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

WINTRAN /WINFLOW, TARGET_2DH, TRFRAP-WT, FLOTRANS (FLONET), TARGET_2DM, MT3D/MOC, MODFLOWT, MODFLOW-SURFACT, RAND3D, FEFLOW, TARGET_3DS

4.b. MINT 4.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

 HYDRUS/PH, SUTRA386, TARGET_2DU, FEMFAT3D

5.VIZES FÁZISBAN: HIDROGEOKÉMIAI ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, VÍZMOZGÁS NÉLKÜL

PHREEQE, MINTEQA2, HYDROWIN, NETPATH, REACT

6.a.VIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, HIDROGEOKÉMIAI ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

PHREEQC, SORWACO/TRIWACO, PHREEQM_2D

6.b. MINT 6.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

HYTEQ, HYDROGEOCHEM, HYDROGEOCHEM II, RISKPRO, MIKE-SHE

7.VIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA, ANALITIKUS MODELL

BIOSCREEN

8.a.VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

BIOTRANS 

8.b.MINT 8.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

BIO1D, VIRTUS, NITROGÉN MODUL/MIKE SHE, FATMIC3D, BIOF&T3D

9. LÉGNEMÛ FÁZIS, ADVEKCIÓ, NUMERIKUS MODELL

MODAIR

10VIZES ÉS LÉGNEMÛ FÁZIS: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

VLEACH, MULTIMDP

11. LÉGNEMÛ ÉS VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

EXPRESS

12.a. VIZES ÉS NEMVIZES FOLYADÉKFÁZIS, KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

MARS

12.b. MINT 12.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

ARMOS, MOVER

13.a. VIZES ÉS NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

BIOMOD/MODFLOW

13.b.MINT 13.a, DE TELÍTETLEN ZÓNA IS

MARS3D

14. VIZES, NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA IS, NUMERIKUS MODELLEK

RITZ/STF/VIP, AIRFLOW/SVE, VENT2D

15. VIZES, NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK VALAMENNYI FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA IS, NUMERIKUS MODELLEK

MOFAT, PORFLOW

16.VIZES, NEM VIZES FOLYADÉK ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK A VIZES ÉS A LÉGNEMÛ FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA IS, NUMERIKUS MODELLEK

BIOSLURP

17. VIZES, NEM VIZES FOLYADÉK ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA IS, NUMERIKUS MODELLEK

SESOIL, FEHMN  

2.4. táblázatAz összefoglalóban szereplõ szoftverek betûrendben

AIRFLOW/SWE 132

ANALGWST 87

ARMOS 127

AT123D 84

AVM (HALÁSZ-SZÕKE) 76

BIO1D 117

BIOF&T3D 121

BIOMOD/MODFLOW 129

BIOSCREEN 115

BIOSLURP 136

BIOTRANS 116

EXPRESS 125

FATMIC3D 120

FEFLOW 97

FEHMN 138

FEMFAT3D 100

FLOTRANS/FLONET 90

FLOWPATH II 78

GFLOW 77

HYDROGEOCHEM 111

HYDROGEOCHEM II 112

HYDROWIN 103

HYDRUS/PH 98

HYTEQ 110

MARS 126

MARS3D 130

MIKE-SHE 114

MINTEQA2 102

MODAIR-P3DAIR/MODFLOW 122

MOCDENSE 79

MOC/MODFLOW 94

MODFLOWT  

MODFLOW-SURFACT 95

MODPATH/MODFLOW 82

MOFAT 134

MOVER 128

MT3D-RT3D/MODFLOW 93

MULAT 81

MULTIMDP 124

NETPATH 105

NITROGEN MODUL /MIKE SHE 119

PHREEQE 101

PHREEQC 107

PHREEQM_2D 109

PHREEQPITZ 104

PORFLOW 135

PRINCE 85

RAND3D 96

REACT 106

RISKPRO 113

RITZ/STF/VIP 131

SESOIL 137

SOLUTE 86

SORWACO/TRIWACO 108

SUTRA386 99

TARGET 90

TRACE/TRIWACO 80

TRAFRAP-WT 91

VENT2D 133

VIRTUS 118

VLEACH 123

WINFLOW 75

WINTRAN 89

A szoftverek rövid leírásai

1. KATEGÓRIA

VÍZES FÁZISBAN: ADVEKTÍV TRANSZPORT, TELÍTETT ZÓNA, ANALITIKUS MODELLEK

WINFLOW

2D analitikus, permanens és nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonalak mentén

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   ES Inc., ES&T Inc., SSG Beszerzési ár:   450 USDMegjegyzés:   Ingyenes demo változat

Jellemzõk:

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó;

kutak, egyenletes felületi beszivárgás vagy párolgás, valamint vonal menti források és nyelõk (vízfolyások);

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramkép jellemzése áramvonalak és potenciáltér segítségével

Megoldás:vízmozgás: a 2D vízszintes síkú permanens vízmozgás megoldása a Strack (1989) féle analitikus módszerrel, a tranziens vízmozgás megoldása a Theis (nyomás alatti vízadó) valamint a Hantush-Jacob (1955) (szabad felszínû vízadó) módszerrel történik,transzport: részecskekövetés

Input:alaptérképek beolvasása DXF, Quickflow vagy ModelCad formátumban, egyszerû adatbevitel

Output:

adatátviteli fájlok: SURFER, Geosoft, Spyglass, AutoCAD-DXF szoftverekhez, Windows metafájl

AVM (HALÁSZ-SZÕKE MODELL)

2,5D analitikus, permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonal mentén

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   VITUKI Rt. Beszerzési ár:   ingyenesMegjegyzés:

Jellemzõk:

vízadón belül vízszintes szivárgás, vízadók közötti függõleges vízmozgás "félig áteresztõ" rétegeken keresztül;

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó;

kutak, beszivárgás vagy párolgás a számított potenciál függvénye, valamint vonalmenti források és nyelõk (vízfolyások);

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramkép jellemzése áramvonalak segítségével, elérési idõk

Megoldás:vízmozgás: analitikus (Halász B. módszere), transzport: részecskekövetés

Input:alaptérképek beolvasása DXF-formátumban, interaktív adatbevitel

Output:

adatátviteli fájlok SURFER-hez, Windows metafájl

GFLOW

2D analitikus elem, permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonal mentén

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   ES&T Inc., IGWMC, Rockware Inc., SSG, TerraWare (Hollandia)Beszerzési ár:   975 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó;

kutak, egyenletes felszíni beszivárgás vagy párolgás, valamint vonal menti források és nyelõk (vízfolyások - figyelembe véve a vázfolyásban rendelkezésre álló vízhozamot);

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramkép jellemzése 3D áramvonalak segítségével

Megoldás:vízmozgás: Dupuit-Forcheimer egyenlet, analitikus elem módszer (GFLOW1),transzport: részecskekövetés

Input:térinformatikai elõfeldolgozó program (GAEP), digitalizáló program (TABLET)

Output:

grafikus utófeldolgozó program (GFPRINT), postscript és DXF-formátumú fájl-ok

2. KATEGÓRIAVÍZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ),

TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEKFLOWPATH II

2D véges differencia, permanens, telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonal mentén

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMC, RockWare, SSG, TerraWare (Hollandia)Beszerzési ár:   595 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp porózus közeg;

nyomás alatti és szabadfelszínû vízadók;

peremfeltételek: adott nyomás, adott vagy zéro fluxus;

kutak, térben változó felszíni beszivárgás vagy párolgás, valamint vonal menti források és nyelõk (vízfolyások);

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramlási sebességek, áramvonalak, védõterületek, utánpótlódási terület, depresszió és vízmérleg számítása;

Megoldás:vízmozgás: véges differencia, transzport: részecskekövetés

Input:grafikus felhasználói felület

Output:

DXF formátumú fájlok

MOCDENSE

2D véges differencia nempermanens, a telített zónára vonatkozó sûrûségfüggõ szivárgási modell és részecskekövetéssel dolgozó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   Hearne Scientific Software Pty Ltd. (Australia); EHS, IGWMC, SSG Beszerzési ár:   340 - 840 USDMegjegyzés:   A MOC program módosított változata, a magasabb ár a MOCDGRAF+MOCDTIME

posztprocesszorokat is tartalmazza. Az alapváltozat az INTERNET-rõl letölthetõ, http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg;

területileg és idõben változó források (beszivárgás) és nyelõk (megcsapolás, kutak);

peremfeltételek a vízmozgásra: adott nyomás és adott fluxus;

peremfeltételek a szennyezõanyag-transzporthoz: adott koncentráció, adott szennyezõanyag-forrás/nyelõ, belépõ víz koncentrációja;

a vízmozgás és a transzportegyenlet együttes megoldása lehetõvé teszi a sûrûség koncentráció-függésének figyelembevételét;

figyelembe vett transzportfolyamatok: konvekció, diszperzió;

eredmények: nyomás-, koncentráció-eloszlás, nyomás és koncentráció idõsorok kiválasztott pontokon

Megoldás:vízmozgás: véges differencia módszer különbözõ megoldási lehetõségekkel, transzport: karakterisztikák módszere;

Input:MOCDINP preprocesszor

Output:

alapváltozatban MOCDOUT posztprocesszor, kiegészíthetõ két modullal: MOCDTIME (idõsorok 25 kiválasztott ponton), MOCDGRAF (sebességvektorok és koncentráció-izovonalak)

TRACE /TRIWACO

2.5D véges elem, permanens és nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonal mentén

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IWACO BV. (Hollandia), magyarországi képviseletBeszerzési ár:   ?Megjegyzés:   A SORWACO szoftverrel kiegészítve áramvonal menti többkomponensû transzport

számítására alkalmas, a FLUNIT szoftverrel kiegészítve nitrát, a PESTON szoftverrel kiegészítve peszticid bemosódására számítására alkalmas, a WELCON szoftverrel kiegészítve egyszerûsített összegyülekezés számítására alkalmas

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp porózus közeg;

vízadón belül vízszintes szivárgás, vízadók közötti függõleges vízmozgás féligáteresztõ rétegeken keresztül;

nyomás alatti vagy szabadfelszínû vízadó (akár részben is);

peremfeltételek: adott nyomás, adott fluxus;

kutak, térben változó felszíni beszivárgás vagy párolgás (talajvízháztartási jelleggörbe vagy telítetlen zónán keresztül, egyszerûsített módszerrel), vízfolyások és drének;

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramkép, potenciál- és áramvonalak (elõre-hátra), elérési idõ, utánpótlódási jelleggörbe, vízszint idõsorok, vízmérlegek részterületekre, mért és számított értékek különbsége

Megoldás:hálógenerálás, vízmozgás: véges elem, transzport: részecskekövetés

Input:grafikus keretprogram, DXF háttértérkép, paraméter allokáció grafikusan, digitalizálási lehetõség, ARC/INFO fájlok fogadása

Output:

eredménylista, saját grafikus eredménymegjelenítõ, ARC/INFO formátum, export a SORWACO és a WELCON szoftver számára

MULAT

2.5D véges elem, permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport és adszorpció áramvonal mentén

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMC Beszerzési ár:   500 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

heterogén porózus közeg;

vízadón belül vízszintes szivárgás, vízadók közötti függõleges vízmozgás "félig áteresztõ" rétegeken keresztül (max. 6 réteg);

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó (akár részben is);

vízzáró falak, kutak, térben változó felszíni beszivárgás vagy párolgás, vízfolyások drének;

áramvonal mentén (3D) advektív transzport, lineáris adszorpció és deszorpció késleltetési tényezõvel való figyelembevétele;

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramvonalak (2D, 3D) és elérési idõ

Megoldás:hálógenerálás, vízmozgás: véges elem, transzport: részecskekövetés

Input:szöveges felhasználói felület adatbevitelre és javításra

Output:

HPGL-formátum

MODPATH - PMPATH /MODFLOW

3D véges differencia permanens és nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, advektív transzport áramvonal mentén

Platform:   DOS, Windows Dokumentáció:   van, mintapéldákBeszerzési hely:   IGWMC, SSG, Jakab és tsa. (Magyarország, csak a VISUAL MODFLOW-t árulják)Beszerzési ár:   500 - 3300 USD, változattól függõen Megjegyzés:   Forráskód mellékelve. Több változat van forgalomban (l. a felsorolást), a MOC (MMOC,

HMOC), MT3D, MODFLOWT, SURFACT, RAND3D szoftverekkel kiegészítve 3D nempermanens transzport számítására alkalmas. Az alapváltozat az INTERNET-rõl letölthetõ a http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

heterogén közeg ( többrétegû megközelítés esetén vízszintesen izotróp, függõlegesen anizotrop);

nyomás alatti és szabadfelszínû vízadó (váltakozva is);

adott nyomás, fluxus vagy nyomásfüggõ fluxus peremfeltételek;

adott koncentráció, adott szennyezõanyag-forrás, adott belépõ koncentráció peremfeltételek;

a források és nyelõk (WELL package);

a vízfolyások (RIV package), drének (DRAIN package),

felületileg megosztott források és nyelõk (RCH package), evapotranspiráció (EVT package), kiszáradás-újranedvesítés (WET package);

eredmények: potenciáleloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: áramkép jellemzése potenciál- és áramvonalak (elõre-hátra) segítségével, vízszint idõsorok, elérési idõk, vízmérleg részterületekre;

Megoldás:vízmozgás: véges differencia - tiszta implicit séma (SIP) vagy fokozatos (SOR) vagy prekondicionált konjugált gradiens (PCG2)

Input, Output:A MODFLOW-hoz kapcsolt programcsomagtól függ:

Az IGWMC (International Ground Water Modeling Center) által forgalomba hozott MODFLOW csomagok interaktív PREMOD preprocesszort és egy ugyancsak interaktív POSTMOD posztprocesszort tartalmaznak.

Az SSG által forgalmazott csomagok közül:

a PMWIN grafikus pre- és posztrocesszort, DXF-háttértérkép megjelenítést, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpolációt, geostatisztika alapján történõ paramétergenerálást, automatikus kalibráció-támogatást, mért és számított adatok közötti összehasonlítást, SURFER, DXF, bitmap és HPGL export lehetõséget tartalmaz, (1595 USD, benne: PMPATH, MOC(HMOC), MT3D, PESTlite);

a VISUAL MODFLOW + VISUAL GROUNDWATER grafikus pre- és posztprocesszort, 3D grafikus és interpolációs modult síkok és szelvények menti megjelenítéssel, DXF-háttértérkép megjelenítést, pontszerû adatok alapján történõ interpolációt, mért és számított adatok közötti összehasonlítást, animációs lehetõséget, bitmap export lehetõséget tartalmaz, (1595 + 1695 USD, benne: MODPATH, MT3D);

a MODFLOWT + GROUNDWATER VISTAS grafikus pre- és posztprocesszort, DXF-háttértérkép megjelenítést, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpolációt, automatikus kalibráció-támogatást, mért és számított adatok közötti összehasonlítást, SURFER, Spyglass, DXF és bitmap export lehetõséget tartalmaz (1550 USD),

a MS VMS (GROUNDWATER VISTAS) grafikus pre- és posztrocesszort, DXF-háttértérkép megjelenítést, 3D grafikus és interpolációs modult, síkok és szelvények menti megjelenítéssel, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpolációt, automatikus kalibráció-támogatást, mért és számított adatok közötti összehasonlítást, animációs lehetõségeket, SURFER, Spyglass, DXF és bitmap export lehetõséget tartalmaz (2990 USD, benne: MODFLOW-SURFACT);

a GMS 2.1 grafikus pre- és posztprocesszort, DXF- ARC/INFO- ARCview-, GRASS- háttértérkép megjelenítést, 3D grafikus és interpolációs modult, síkok és szelvények menti megjelenítéssel, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpolációt, mért és számított adatok közötti összehasonlítást, animációs lehetõségeket, DXF- , ARC/INFO,- ARCview-, GRASS, Windows-bitmap és Windows clipboard export lehetõséget tartalmaz, (3100 USD, benne: MODPATH, MT3D, RT3D, de + 750 USD esetén csatoló felület a FEMWATER és a SEEP2D szoftverekhez is);

3.a. KATEGÓRIA VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ),EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK,

TELÍTETT ZÓNA, ANALITIKUS MODELLEKAT123D

1D, 2D, 3D, a telített zónára vonatkozó analitikus transzport modell, amely advekciót, diszperziót, adszorpciót vesz figyelembe

Platform:   WindowsDokumentáció:   van, minta adatállományokBeszerzési hely:   IGWMC, SSG Beszerzési ár:   395 USDMegjegyzés:   a forráskódot is tartalmazza, a SESOIL-lal a telítetlen zónára is alkalmazható (l. a RISKPRO

szoftver leírását)

Jellemzõi:

homogén, anizotróp közeg;

permanens egyenletes áramlás;

pontszerû, vonal menti és térbeli szennyezõforrások, idõben változó intenzitással;

elsõrendû lebomlás és késleltetés (lineáris adszorpció);

egymástól függetlenül hosszmenti, valamint keresztirányú vízszintes és függõleges diszperzió;

eredmények: potenciál és koncentráció eloszlás

A szoftver a SESOIL szoftverhez kapcsolódik: a SESOIL segítségével számított, a telítetlen zónából a telített zónába jutó szennyezõdés mennyisége átvehetõ.

Megoldás:analitikus

Input, output:

a PRAT123 nevû, az IGWMC által készített felhasználói felülettel kerül forgalomba, amely az adatok bevitele és javítása mellett a program futtatására, valamint az adatok utófeldolgozására is alkalmas, ASCII fájl kimenet: további EXCEL, QUATTRO, SURFER programokhoz

PRINCE

10 különbözõ analitikus, a telített zónára vonatkozó szivárgási és transzportmodellbõl álló programcsomag.

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   Jakab és tsa. (Magyarország), BOSS International, IGWMC Beszerzési ár:   495 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

homogén, izotróp v. anizotróp közeg

1D, 2D, 3D advektív, diszperzív transzport elsõrendû lebomlás és lineáris késleltetés figyelembevételével;

injektáló kutak által (több kútból álló rendszer is) bejuttatott anyag szétterjedésének Wilson-Miller féle megoldása;

2D anizotrop esetben a szivárgási egyenlet Theis féle megoldása, több termelõ és/vagy injektáló kútból álló rendszerben;

2D izovonalak vagy 3D izofelületek rajzolása.

Megoldás:analitikus, vízmozgás: Theis és Hantush-Jacob, transzport: Wilson-Miller

Input:alaptérképek digitalizálása, vagy DXF formátumú alaptérképek beolvasása

Output:

?

SOLUTE

1D, 2D, és 3D analitikus, a telített zónára vonatkozó transzportmodellekbõl álló programcsomag

Platform:   DOSDokumentáció:   van, mintapéldákBeszerzési hely:   ES&T Inc.,IGWMC Beszerzési ár:   150 USD

Jellemzõi:

homogén, izotrop közeg;

állandó áramlási irány és sebesség;

ONED-1: 1D oldat-transzport talajoszlopban (koncentrációk megadása perem-feltételként, késleltetés és elsõrendû lebomlás);

ONED-2: 1D oldat-transzport talajoszlopban (konstans anyagmennyiség megadása peremfeltételként, késleltetés, nincs lebomlás!);

ONED-3: 1D oldat-transzport talajoszlopban (a koncentráció fv.-ében az anyagmennyiség megadása peremfeltételként, késleltetés és elsõrendû lebomlás);

PLUME2D: szennyezési csóva terjedésének 2D területi vagy keresztszelvény menti modellezése egy vagy több folyamatos, pontszerû szennyezõforrás, egyenletes vízmozgás, késleltetés és elsõrendû lebomlás figyelembevételével;

,SLUG-2D: szennyezett góc terjedésének 2D területi vagy keresztszelvény menti modellezése egy vagy több pillanatnyi, pontszerû PLUME-3D: szennyezési csóva terjedésének 3D modellezése egy vagy több folyamatos, pontszerû szennyezõforrás, egyenletes SLUG-3D: szennyezett góc terjedésének 3D modellezése egy vagy több pillanatnyi pontszerû szennyezõforrás, permanens vízmozgás, késleltetés és elsõrendû lebomlás figyelembevételével;

RADIAL: oldat-transzport síkbeli körszimmetrikus áramlás esetén, koncentráció eloszlás számítása a szennyezõforrás (kút) környezetében (sugár mentén), késleltetéssel, (lebomlás nincs);

LTIRD: ua. mint a RADIAL, de késleltetés nélkül.

Megoldás: analitikus

Input:menüvezérelt felhasználói felület, teljeskörû adatbeviteli és javítási lehetõséggel

Output:

a koncentráció-eloszlás (idõben és térben) táblázatos és grafikus megjelenítése, adatátviteli fájl utólagos grafikai feldolgozáshoz

ANALGWST

1D, 2D és 3D analitikus, a telített zónára vonatkozó transzportmodelleket tartalmazó programcsomag

Platform:   UNIXDokumentáció:

Beszerzési hely:

Beszerzési ár:

Megjegyzés:   Fortran nyelvû forráskód is mellékelve, így DOS-ra vagy WINDOS-ra is átültethetõ. A program az INTERNET-rõl letölthetõ, további információ: http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

homogén, izotróp közeg;

llandó áramlási irány és sebesség;

finite(1): 1D transzport véges rendszerben;

seminf(1): 1D transzport félig-véges rendszerben;

point2(1): 2D transzport végtelen rendszerben, állandó forrással;

stripf(1): 2D transzport véges vastagságú rendszerben areális forrással;

stripi(1): 2D transzport végtelen vastagságú rendszerben areális forrással;

gauss(1): 2D transzport végtelen vastagságú rendszerben Gauss-típusú koncentráció eloszlással jellemezhetõ forrással

point3(1): 3D transzport végtelen rendszerben, állandó pontszerû forrással;

point3_mod - Point3 program módosítása (Wexler (1992));

patchf(1): 3D transzport véges vastagságú és véges magasságú rendszerben areális forrással;

patchi(1): 3D transzport végtelen féltérben areális forrással

Megoldás:analitikus

Input:,Output:

?

3.b KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB

TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA,ANALITIKUS MODELLEK

VADSAT

Analitikus, a telítetlen és a telített zónába jutó szennyezõdés kockázatának számítására kidolgozott szoftver

Platform:   DOSDokumentáció:

Beszerzési hely:   C Vision Pty Ltd. (Australia), ES&T Inc., Geraghty & Miller (UK),Beszerzési ár:   425 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

sók, vagy olajos szennyezõk telítetlen zónabeli mozgásának modellezése (a telített zónáig, vagy a talajvízben lévõ nyelõig);

illékony szerves vegyületek kipárolgásának figyelembevétele;

transzport a telítetlen zónában, permanens vízmozgással;

oldható szennyezések (szennyezõforrásból vagy vízzel nem elegyedõ folyadékfázisból való) kioldódása;

síkáramlás mellett 3D transzport;

advekció, diszperzió, adszorpció és elsõrendû lebomlás;

rögzített input melletti ún. "determinisztikus" mód;

ún. "sztochasztikus" mód, amikor a számítási eredmények az input adatok bizonytalanságából eredõ valószínûségi változók lesznek, tehát arra a kérdésre adható válasz, hogy (1.) mi a valószínûsége annak, hogy a koncentrációk (rögzített helyen és idõben) meghaladnak egy megadott értéket, (2.) statisztikai lehetõségek, mint pl. csúcskoncentrációkhoz tartozó idõpontok, vagy a 70 éves átlagos koncentrációk;

a programcsomag egy adatbázist is tartalmaz: talajtani és kémiai jellemzõkkel

Megoldás:analitikus

Input:, Output:?

4.a. KATEGÓRIA VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

WINTRAN /WINFLOW

2D analitikus, permanens szivárgási modell, 2D numerikus véges elem transzport modell

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   ES Inc., ES&T Inc., SSGBeszerzési ár:   650 USD (a WINFLOW szoftvert is tartalmazza)Megjegyzés:   Winflow upgrade esetén az ár 200 USD. Ingyenes demo változat. A Winflow leírását l. a

"WINFLOW" címszó alatt

Jellemzõk:

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó;

kutak, egyenletes felületi beszivárgás vagy párolgás, valamint vonal menti források és nyelõk (vízfolyások);

a szennyezés számos módon bejuttatható, vagy eltávolítható a vízadóból (kutak, vonal menti források, vagy nyelõk);

adott koncentrációjú elemek definiálhatók;

diszperzió, lineáris szorpció (késleltetés), és elsõrendû lebomlás;

eredmények: potenciál- és koncentrációeloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: koncentráció izovonalak tetszõleges idõpontokban, koncentráció idõsorok tetszõleges pontokban, anyagmérleg-hiba megjelenítése a modell futása közben;

Megoldás:szivárgás: a 2D vízszintes síkú permanens vízmozgás megoldása a Strack (1989) féle analitikus módszerrel, a tranziens vízmozgás megoldása a Theis (nyomás alatti vízadó) valamint a Hantush-Jacob (1955) (szabad felszínû vízadó) módszerrel történik,transzport: 2D véges elem

Input:alaptérképek beolvasása DXF, Quickflow vagy ModelCad formátumban. Egyszerû adatbevitel.

Output:

adatátviteli fájlok: SURFER, Geosoft, Spyglass, AutoCAD-DXF szoftverekhez, Windows metafájl

TARGET 2DH

2D, 3D integrált véges differencia, nempermanens szivárgási és transzportmodelleket tartalmazó programcsomag (sûrûségfüggõ és a telítetlen zónát is tartalmazó modulokkal)

Platform:   DOS Dokumentáció:vanBeszerzési hely:   IGWMC Beszerzési ár:   3100 USDMegjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg

komplex peremfeltételek;

források és nyelõk;

advektív transzport, diszperzió, adszorpció, lebomlás

TARGET-2DH: vízszintes 2D nyomás alatti vagy szabadfelszínû, tranziens vízáramlás és oldat-transzport;

TARGEV-2DU: keresztszelvény menti (a telítetlen zónát is tartalmazó), sûrûségfüggõ, nyomás alatti vagy szabadfelszínû, tranziens vízáramlás és oldattranszport;

TARGET-2DM: többrétegû (változó réteg-vastagság), nyomás alatti vagy szabadfelszínû, tranziens vízáramlás és oldattranszport;

TARGET-3DS: 3D, sûrûségfüggõ, a telített zónára vonatkozó, tranziens szivárgás és oldat-transzport;

eredmények: potenciál és koncentráció izovonalak

Megoldásintegrált véges differencia, egyszerûsített módszer a telítetlen zónában (átlagos nedvességtartalom),

Input:grafikus preprocesszor, MODFLOW adatállomány,

Output:

grafikus posztprocesszor, SURFER-GRAPHER export

TRAFRAP-WT

2D véges elem, permanens, hasadékos kõzetek telített zónájára vonatkozó szivárgási modell és nempermanens többkomponensû transzportmodell (kémiai reakciók nélkül)

Platform:   DOSDokumentáció:   van, minta adatsorok.Beszerzési hely:   IGWMCBeszerzési ár:   100 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

diszkrét repedések, törések beépítése, illetve kettõs porozitás;

folyadék kölcsönhatás a hasadékos és a porózus közeg között;

nyomás alatti, vagy szabadfelszínû vízadó;

területileg változó források (beszivárgás) és nyelõk (megcsapolás, kutak);

peremfeltételek a vízmozgásra: adott nyomás és fluxus;

peremfeltételek a szennyezõanyag-transzporthoz: adott koncentráció, adott szennyezõanyag-forrás/nyelõ, belépõ víz koncentrációja;

figyelembe vett transzportfolyamatok: advekció, diszperzió, a repedések falán kialakuló hártya diffúziós hatása, radioaktív lebomlási lánc;

eredmények: potenciál- és koncentrációeloszlás, koncentráció idõsorok kiválasztott pontokon;

Megoldás:véges elem módszer (háromszög, négyszög),

Input:Batch-módban futtatható

Output:

?

FLOTRANS/FLONET

Függõleges síkú 2D véges elem, permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell (FLONET) és nempermanens transzportmodul (FLOTRANS)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   HSS (Australia), IGWMC, SSG, TerraWare (Hollandia)Beszerzési ár:   595 USD Megjegyzés:

Jellemzõk:

heterogen és anizotróp közeg;

szabadfelszínû és nyomás alatti szivárgási tér;

adott nyomás vagy fluxus peremfeltételek;

térben változó utánpótlódás;

advekció, diszperzió, lineáris egyensúlyi adszorpció, elsõrendû lebomlás;

térben változó kezdeti koncentrációk;

vízadón belüli szennyezõforrások;

eredmények: potenciál- és koncentráció-eloszlás;

kiegészítõ feldolgozás: potenciál és koncentráció izovonalak, koncentráció idõsorok, vízmérleg számítása.

Megoldás:hálógenerálás, véges elem

Input:grafikus preprocesszor

Output:

grafikus posztprocesszor, HPGL, Postscript, DXF, és Arc/Info formátumú export állományok.

TARGET_2DM

l. a TARGET leírásnál

MT3D-RT3D /MODFLOW

3D permanens és nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell és többkomponensû transzport modell (kémiai átalakulás nélkül)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   700-1100 USDMegjegyzés:   Az MT3D a MODFLOW által számított potenciáleloszlás alapján dolgozik, számos MODFLOW

csomag része (PMWIN, Visual Modflow, Groundwater Vistas, GMS), a többkomponensû transzportszámítást végzõ RT3D modul csak a GMS csomaggal együtt (l. a MODFLOW leírását) hozzáférhetõ. Az elsõ ár az MT3D szoftver ára, a második az RT3D modullal együtt értendõ.

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a MODFLOW leírását

advekció, diszperzió, adszorpció (lineáris, Langmuir- és Freundlich- izoterma), elsõrendû lebomlás;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

dõben változó szennyezõanyag-forrás;

a vízmozgással kapcsolatos források koncentrációja, nyelõk esetén a számított koncentráció módosítási lehetõségei;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

eredmények: koncentrációeloszlás, koncentráció idõsorok;

Megoldás:véges differencia, explicit séma

Input, output:

l. a MODFLOW + PMWIN, Visual Modflow, GMS leírását

MOC (MMOC, HMOC)/ MODFLOW

3D, részecskekövetés módszerrel dolgozó transzportmodell

Platform:   DOS, WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSG Beszerzési ár:   700 USD Megjegyzés:   Külön is létezik egy MOC nevû szoftver (ez egyébként az INTERNET-rõl letölthetõ a

http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken), azonban az önállóan nem került fel a listára csak az MT3D szoftver csomag részeként, az ár az MT3D szoftvercsomagra vonatkozik, amely tartalmazza a MOC (MMOC, HMOC) modult is, (l. annak leírását is), a MODFLOW által számított potenciál értékek alapján dolgozik

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a MODFLOW leírását

advekció számítása a karakterisztikák módszerével (a folytonos sebességmezõ meghatározása interpolációval), diszperzió a véletlen bolyongás szerint, lineáris egyensúlyi adszorpció késleltetés szerint, elsõrendû lebomlás;

eredmények: koncentráció térbeli eloszlása, koncentráció idõsorok;

kiegészítõ feldolgozás: anyagmérleg

Megoldás:karakterisztikák módszere (MOC), és ennek módosított változatai (MMOC és HMOC)

Input, output:

l. a MODFLOW + PMWIN, Visual Modflow, GMS (a pre- és posztrocesszorok Windows op. rendszert igényelnek) leírását

MODFLOWT

3D permanens és nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell és többkomponensû transzportmodell (kémiai reakciók nélkül)

Platform:   DOS,WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSG Beszerzési ár:   1000 - 1550 USDMegjegyzés:   forráskód hozzáférhetõ, az ár a pre-és posztprocesszortól függ (Groundwater Vistas, ez

Windows op. rendszert igényel)

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a MODFLOW leírását

advekció, diszperzió (3D tenzor), adszorpció (lineáris, Langmuir- és Freundlich- izoterma), elsõrendû lebomlás,

több komponens vizsgálata lehetõvé teszi a lebomlási lánc követését;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

idõben változó szennyezõanyag-forrás;

a vízmozgással kapcsolatos források koncentrációja;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

újraindítási lehetõség;

eredmények: potenciáleloszlás, koncentrációeloszlás, vízszint és koncentráció idõsorok;

kiegészítõ feldolgozás: anyagmérleg

Megoldás:szivárági modell: véges differencia - tiszta implicit séma (SIP) vagy fokozatos (SSOR) vagy prekondicionált konjugált gradiens (PCG2), orthomin (OMN); transzport modell: fokozatos (SSOR), orthomin (OMN)

Input, output:

l. a MODFLOW + Groundwater Vistas leírását

MODFLOW-SURFACT

3D véges differencia, nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási és transzport modell

Platform:   DOS, WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSG Beszerzési ár:   1400 - 2990 USD Megjegyzés:   Az ár a pre- és posztprocesszortól (MS-VMS - ez Windows platforomot igényel) függ. A

MODFLOW által számított potenciál értékek alapján dolgozik.

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a MODFLOW leírását + kutak össztermelésének szétosztása rétegekre;

advekció, diszperzió, adszorpció (lineáris, Langmuir- és Freundlich- izoterma), elsõrendû lebomlás;

5 komponens egyidejû transzportja;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

idõben változó szennyezõanyag-forrás;

a vízmozgással kapcsolatos források koncentrációja;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

eredmények: koncentrációeloszlás, koncentráció idõsorok

Megoldás:véges differencia, implicit séma

Input, output:

l. a MODFLOW + MS-VMS leírását,

RAND3D/ MODFLOW

3D, a részecskekövetés és a véletlen bolyongás módszerével dolgozó nempermanens transzportmodell

Platform:   DOS

Dokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMC

Beszerzési ár:   250 USD

Megjegyzés:   A MODFLOW által számított potenciál értékek alapján dolgozik.

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a MODFLOW leírását + kutak össztermelésének szétosztása rétegekre;

vízszintes irányú advektív transzport a sebesség interpolációs módszer megválasztásával (3 módszer közül választhatunk);

üggõleges irányú advektív transzport, a réteg tetején és alján érvényes függõleges sebességek közötti lineáris interpolációval;

diszperzió, konstans diszperziós tényezõkkel (hosszmenti, keresztirányú és függõleges) a véletlen bolyongás módszerével;

0-ad rendû és/vagy elsõrendû lebomlás;

lineáris adszorpció (késleltetés);

komplex térbeli szennyezõanyag-források;

újraindítási lehetõség

eredmények: koncentrációeloszlás vízszintes vagy függõleges síkban;

Megoldás:részecskekövetés + véletlen bolyongás

Input, output:

interaktív grafikus háttér

FEFLOW

3D véges elem, nem permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási-, hõ- és transzportmodell

Platform:   UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   WASY (Németország)Beszerzési ár:   4000 USD

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp közeg;

nyomás alatti és szabadfelszínû vízadó (váltakozva is);

a hõ- és a szennyezõanyag-transzport egyidejû modellezése lehetõvé teszi a sûrûség és a viszkozitás hõmérséklet- és koncentrációfüggésének figyelembevételét;

adott nyomás, fluxus vagy nyomásfüggõ fluxus peremfeltételek;

adott koncentráció, adott szennyezõanyag-forrás, adott belépõ koncentráció peremfeltételek;

advekció, diszperzió, adszorpció, elsõrendû lebomlás;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

idõben változó szennyezõanyag-forrás;a vízmozgással kapcsolatos források koncentrációja;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

újraindítási lehetõség;

eredmények: potenciál-és koncentrációeloszlás, vízszint és koncentráció idõsorok

kiegészítõ feldolgozás: áramkép jellemzése potenciál- és áramvonalak (elõre-hátra) segítségével, sebességvektorok, vízszint idõsorok, elérési idõk, víz- és anyagmérleg részterületekre

Megoldás:véges elem módszer (háromszög és négyszög alapú hasáb, 20 csomópontos paraboloid térfogati elemek), prekondicionált konjugált gradiens vagy Orthomin megoldási módszer, nemlineáris egyenletrendszer esetén Newton-Picar módszer

Input: magas színvonalú grafikus preprocesszor, ARC/INFO- ARCview- háttértérkép megjelenítés, 3D grafikus és interpolációs modul, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpoláció

Output:

magas színvonalú grafikus posztprocesszor, ARC/INFO,- ARCview csatlakozás, 3D grafikus és interpolációs modul, síkok és szelvények menti megjelenítéssel

TARGET_3DS

l. a TARGET leírását

4.b. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ),

EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA,NUMERIKUS MODELLEK

HYDRUS/PH

1D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási és transzportmodell, változó telítettségû talajoszlopra

Platform:   DOS, WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   HYDRUS: IGWMC, HYDRUS/PH hazai továbbfejlesztés; Beszerzési ár:   HYDRUS: 50 USD, HYDRUS/PH: ?Megjegyzés:   A HYDRUS/PH az eredeti szoftver pre- és posztprocesszort tartalmazó, Windows platformra

megírt, továbbfejlesztett változata, megvásárolható: 1998. szeptembertõl A HYDRUS a MINTEQA2 szoftverrel összekapcsolva alkotja HYTEQ szoftvert

Jellemzõk:

heterogén talajszelvény;

a telítetlen zóna szivárgáshidraulikai paraméterei van Genuchten szerint;

konstans vagy idõben változó peremfeltételek megadása;

dõben változó alsó és felsõ peremfeltétel: adott fluxus, vagy adott potenciál, vagy a számított potenciáltól függõ fluxus;

kezdeti víztartalom, vagy szívás megadása kezdeti feltételként;

az evapotranszspiráció idõben változó eloszlása a gyökérzónában;

az evapotranszspiráció korlátozása a nedvességtartalom függvényében;

ionos és molekuláris diffúzió, hidrodinamikai diszperzió, lineáris és nem lineáris (Langmuir-, Freudlich-izoterma) egyensúlyi adszorpció, valamint elsõrendû lebomlás;

adott szennyezõanyag-forrás vagy belépõ koncentráció;

automatikus idõlépcsõ változtatás;

eredmények: szívás, nedvességtartalom és koncentráció idõsorok adott mélységben, függély menti nedvességtartalom-, potenciál- és koncentráció-eloszlás különbözõ idõpontokban;

kiegészítõ feldolgozások: víz- és anyagmérlegek

Megoldás: véges elem módszer, implicit séma

Input:szöveges input fájl, HYDRUS/PH: interaktív grafikus preprocesszor

Output:

eredménylista további feldolgozásra, HYDRUS/PH: grafikus posztprocesszor, animációs lehetõség

SUTRA386 - SUTRA-ANE

2D véges elem, nempermanens szivárgási és oldott annyag/hõtranszport modell, függõleges esetben változó telítettségû közegre, koncentrációtól vagy hõmérséklettõl függõ sûrûség figyelembevételével

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  EHS Inc. , IGWMC, Rockware Inc., SSG, TerraWare (Hollandia)

Beszerzési ár:   500 - 1250 USDMegjegyzés:   Az elsõ ár a SUTRA-PLOT preprocesszort tartalmazza, a második az Argus Numerical

Environments keretprogrammal értendõ. A forráskód az INTERNET-rõl letölthetõ a http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp közeg;

vízszintesen 2D esetben nyomás alatti és szabadfelszínû vízmozgás;

a telítetlen zóna szivárgáshidraulikai paraméterei van Genuchten szerint;

adott potenciál, adott fluxus és a számított potenciáltól függõ peremfeltétel;

idõben változó pontszerû, illetve térben változó felületileg megoszló források és nyelõk;

oldott anyag vagy hõtranszport és a vízmozgás egyidejû megoldása - emiatt a sûrûség koncentráció- vagy hõmérsékletfüggése figyelembe vehetõ;

oldott anyag transzport esetén advekció, diszperzió, egyensúlyi adszorpció (lineáris-, Langmuir- és Freudlich-izotermával), elsõrendû lebomlás;

adott intenzitású szennyezõanyag produkció vagy lebomlás;

nempermanens számítás újraindítási lehetõsége;

eredmények: potenciál- és koncentrációeloszlás;

kiegészítõ feldolgozások: sebességmezõ kiválasztott idõszakokra, víz- és anyagmérlegek kiválasztott idõszakokra

Megoldás:hálógenerálás, hibrid véges elem és integrált véges differencia módszer, négyszög elemekkel

Input: alapváltozatban ASCII adatfájlok, SUTRA-ANE (SUTRA +Argus Numerical Environment) esetén GIS-, CAD-, adatbázis-funkció,

Output:

alapváltozatban grafikus posztprocesszor (SUTRA-PLOT), export SURFER-hez, SUTRA-ANE esetén professzionális 3D megjelenítés

TARGET_2DU

l. a TARGET címszó alatt

FEMFAT3D

3D véges elem permanens és nempermanens szivárgási és transzport modell a telített és a telítetlen zónára, a koncentráció függvényében változó sûrûséggel

Platform:   DOS, UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSG Beszerzési ár:   1000 USD + 1850 USD (GMS 2.1 FEMWATER modul)Megjegyzés:   A FEMWATER program kereskedelmi forgalmazásra továbbfejlesztett változata

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg;

dõben változó számítási háló;

sûrûségfüggõ áramlás figyelembevétele;

pontszerû források és nyelõk;

vízmozgás peremfeltételek: adott nyomás, adott fluxus, adott gradiens a peremen, potenciáltól függõ fluxus;

advekció, diszperzió, adszorpció (lineáris, Langmuir- és Freundlich- izoterma), elsõrendû lebomlás;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, fluxus-gradiens, teljes beáramló fluxus, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

nedvességtartalom (telítetlen zóna) és potenciál-, koncentráció-eloszlás, vízszint és koncentráció idõsorok;

eredmények: potenciál- és koncentrációeloszlás;

Megoldás:hálógenerálás, hibrid Lagrange-Euler végeselem módszer (háromszög alapú hasábok)

Input, Output:

GMS 2.1 grafikus pre- és posztprocesszor: DXF- ARC/INFO- ARCview-, GRASS- háttértérkép megjelenítés, 3D grafikus és interpolációs modul, síkok és szelvények menti megjelenítéssel, pontszerû adatok alapján történõ 2D interpoláció, mért és számított adatok közötti összehasonlítás, animációs lehetõségek, DXF- , ARC/INFO,- ARCview-, GRASS, Windows-bitmap és Windows clipboard export lehetõségek

5. KATEGÓRIA VIZES FÁZISBAN: HIDROGEOKÉMIAI ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, VÍZMOZGÁS NÉLKÜL

PHREEQE

Egyensúlyi hidrogeokémiai reakció-modell vízben (vízmozgás nélkül)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  IGWMC, SSG

Beszerzési ár:   405 USD (SSG)Megjegyzés:   Az alapváltozat az INTERNET-rõl ingyen letölthetõ a http://h20.usgs.gov/software/ vagy

a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

pH és redox potenciál számítása, kémiai reakciók következtében kialakuló koncentráció-változások, fázisátalakulások meghatározása,

adott összetételû vízhez hozzáadott anyag vagy két oldat összekeverése vagy titrálása után kialakuló új összetétel meghatározása;

figyelembe vett folyamatok: komlex-képzõdés, ioncsere, kicsapódás, beoldódás;

eredmények: az új összetétel;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek, telítettségi index;

termodinamikai adatbázis: az aktivitási együtthatók Dedye-Hickel vagy Davies öszefüggések alapján

Megoldás:nem lineáris egyetlenrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel, Gauss eliminációval,

Input:nteraktív preprocesszor (PHRQINPT)

Output:

ASCII eredménylista

MINTEQA2.i.MINTEQA2

Egyensúlyi hidrogeokémiai reakció-modell (vízmozgás nélkül)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   ES&T, IGWMC, SSG Beszerzési ár:   300 USDMegjegyzés:   A HYDRUS szoftverrel összekapcsolva képezi a HYTEQ szofvert. Az alapváltozat az

INTERNET-rõl ingyen letölthetõ (ftp://ftp.epa.gov/epa_ceam/wwwhtml/sotware.htm címen)

Jellemzõk:

pH és redox potenciál számítása, kémiai reakciók következtében kialakuló koncentráció-változások, megoszlás az oldott, az adszorbeált (7 különbözõ szorpciós modell), a csapadék és a légnemû fázis között;

a pH és a redox potenciál lehet mérések alapján meghatározott érték is;

adott összetételû vízhez hozzáadott anyag vagy két oldat összekeverése vagy titrálása után kialakuló új összetétel meghatározása;

figyelembe vett folyamatok: ioncsere, komplex-képzõdés, kicsapódás, beoldódás

eredmények: az új összetétel koncentrációi;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek, telítettségi viszonyok, megoszlási együtthatók meghatározása;,

termodinamikai adatbázis: aktivitási együtthatók

Megoldás: nem lineáris egyetlenrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel, Gauss eliminációval

Input:interaktív preprocesszor (PRODEFA2)

Output:

ASCII eredménylista, grafikus output

HYDROWIN

Felhasználóbarát szoftvercsomag hidrokémiai adatok feldolgozására és elemzésére

Platform:   WindowsDokumentáció:    Beszerzési hely:   University of Lausanne (Svájc);Megjegyzés:   INTERNET-rõl ingyen letölthetõ

(http://www-sst.unil.ch/hydrowin.html címen).

Jellemzõk:

numerikus funkciók: számos adatelemzõ, -feldolgozó rutin a hidrokémiai adatok feldolgozására (pl. egyszerû mértékegység-átváltás, egyensúlyi számítások stb.);

végeredmény: diagramok (12 féle megjelenítési forma);

hidrogeokémiai adatbázis;

Megoldás:?

Input:adatok ASCII illetve EXCEL fájlokból importálhatók;

Output:

export a PHREEQE, NETPATH, SOLMINEQ88 programokhoz;

PHREEQPITZ

Egyensúlyi hidrogeokémiai reakció-modell (vízmozgás nélkül), nagy koncentrációjú sós oldatok, elektrolitok esetére

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  IGWMC, SSG

Beszerzési ár:   120 USD (IGWMC), 370 USD (SSG)Megjegyzés:   Az alapváltozat az INTERNET-rõl letölthetõ a http://h20.usgs.gov/software/ vagy a

http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

oldott komponensek, ásvány-telítettségi index, ozmotikus együttható, ásványok oldhatósága, irreverzibilis reakciók, fázisátalakulások;

oldatok keverésének és titrálásának hatására kialakuló új összetétel;

figyelembe vett folyamatok: ioncsere, kicsapódás, beoldódás

eredmények: az új összetétel komponenseinek koncentrációja;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek, a reakciók folyamatának követése;

termodinamikai adatbázis, egyedi ion-aktivitási együtthatók, az aktivitási együtthatók korrekciójához a Pitzer-féle együtthatókat használja (25 o C-on adja meg Na, K, Mg, Ca, H, Cl, SO4, OH, HCO3, CO2, és H2O, Fe(II), Mn(II), Sr, Ba, Li, és Br)

Megoldás:Nemleneáris egyenlet rendszer megoldása Newton-Raphson-módszerrel.

Input:PITZINPT interaktív pre-processzor

Output:

az eredmények tárolása ASCII fájlokban

NETPATH

Egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulások számítása egy áramlási pálya mentén

Platform:   DOSDokumentáció:   mintafeladatok és dokumentációBeszerzési hely:   EHS Inc., ES&T Inc., IGWMC,Beszerzési ár:   150 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

adott összetételû vizek összekeverése után kialakuló egyensúlyi állapot meghatározása;

mérések alapján megállapított kezdeti kémiai és izotóp összetételbõl kiindulva, az adott hidrokémiai rendszer jellemzõi alapján számítja a végpontra jellemzõ összetételt;

a kezdeti és a végpont kémiai összetétele alapján a fellépõ kémiai reakciók kiválasztása;

figyelembe vett folyamatok: ioncsere, komplexképzõdés, kicsapódás, beoldódás

eredmények: a végpontra a kémiai összetétel jellemzõi;

csatolt termodinamikai adatbázis

Megoldás:?

Input:interaktív preprocesszor

Output:

eredmények tárolása szövegfájlban

REACT

Egyensúlyi hidrogeokémiai reakció-modell (vízmozgás nélkül), adott feltételek mellett (állandó hõmérséklet, adiabatikus állapot, állandó nyomás vagy állandó térfogat)

Platform:   WindowsDokumentáció:

Beszerzési hely:   Rockware, TerraWare (Hollandia)Beszerzési ár:   150 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

adott kezdeti állapotból kiindulva állandó hõmérséklet vagy adiabatikus állapot, illetve állandó nyomás vagy állandó térfogat mellett számítja a különbözõ fázisok közötti megoszlást;

figyelembe vett folyamatok: ioncsere, fázis változások, kicsapódás, beoldódás

20 komponens, 10 kémiai elem figyelembevétele

termodinamikai adatbázis: 90 kémiai anyag jellemzõje

Megoldás:?

Input, Output:

?

6.a. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORT-,

HIDROGEOKÉMIAI ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

PHREEQC

1D, permanens áramlás, egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat is figyelembe vevõ transzportmodell a telített zónára

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMCBeszerzési ár:   120 USDMegjegyzés:   A PHREEQE, a WATEQ4F, a PHREEQM és a NETPATH programok C nyelven újraírt változata.

Az alapváltozat az INTERNET-rõl letölthetõ a http://h20.usgs.gov/software/ vagy a http://www.geogr.uni-jena.de/software/ címeken.

Jellemzõk:

a PHREEQE és a NETPATH programokkal kapcsolatban l. azok leírását, azonkívül:

a figyelembe veendõ komponensek kiválasztása;

oldott, adszorbeált, csapadék és légnemû fázis közötti megoszlás meghatározása;

inverz geokémiai számítások;

advektív transzport számítása, vizes oldatokban lejátszódó kémiai folyamatok figyelembevételével: felületi komplex-képzõdés, ioncsere, kicsapódás-beoldódás;

eredmények: koncentrációk eloszlása komponensekként és fázisokként;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek, telítettségi index meghatározása;

termodinamikai adatbázis: aktivitási együtthatók

Megoldás:geokémia: nem lineáris egyetlenrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel, Gauss eliminációval,

Input:interaktív preprocesszor

Output:

eredmények tárolása szövegfájlban

SORWACO

egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulások számítása egy áramlási pálya mentén

Platform:   DOSDokumentáció:   van Beszerzési hely:   IWACO (Hollandia), magyarországi képviseletBeszerzési ár:   ?Megjegyzés:   A TRIWACO/TRACE szoftver által számított áramvonal alapján dolgozik

Jellemzõk:

az áramvonal számításával kapcsolatban l. a TRIWACO szoftver leírását;

mérések alapján megállapított kezdeti kémiai összetételbõl kiindulva, az adott hidrokémiai rendszer jellemzõi alapján számítja az áramvonal mentén a jellemzõ összetételt;

figyelembe vett folyamatok: lebomlás, szorpció

eredmények: kiválasztott pontokra az egyes komponensek koncentrációinak idõsora

Megoldás:?

Input:ASCII inputfájl, az áramvonal jellemzõi átvéve a TRIWACO/TRACE program eredményfájljából

Output:

eredmények tárolása szövegfájlban.

PHREEQM_2D

2D véges differencia permanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási, hõtranszport modell és többkomponensû, egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat is tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMCBeszerzési ár:   1200 USDMegjegyzés:   A PHREEQE és a HST2D szoftver egyesítése

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg,

nyomás alatti és szabadfelszínû vízmozgás;

adott potenciál, adott fluxus és a számított potenciáltól függõ peremfeltétel;

idõben változó pontszerû, illetve térben változó felületileg megoszló források és nyelõk;

az oldott transzportmodell peremfeltételei: adott koncentráció, adott szennyezõanyag fluxus, belépõ víz koncentrációja;

a hõtranszport-modell peremfeltételei: adott hõmérséklet, adott energiafluxus, belépõ víz hõmérséklete;

oldott anyag, vagy hõtranszport és a vízmozgás egyidejû megoldása - emiatt a sûrûség és a viszkozitás koncentráció-, illetve hõmérsékletfüggése figyelembe vehetõ;

oldott anyag transzport esetén advekció, diszperzió, egyensúlyi adszorpció (lineáris-, Langmuir- és Freudlich-izotermával), elsõrendû lebomlás;

adott intenzitású szennyezõanyag produkció vagy lebomlás,

a figyelembe vett hidrogeokémiai folyamatok: kioldódás/kicsapódás, ioncsere,

egy ásvány esetén kinetikai számítások;

eredmények: potenciál, hõmérséklet és kiválasztott komponensek koncentráció eloszlása,

kiegészítõ feldolgozások: izovonalak a képernyõn és fájlba kiírva

Megoldás:HST2D: véges differencia séma, PHREEQE: többismeretlenes nem lineáris egyetlenrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel, Gauss eliminációval,

Input:Preprocesszor.

Output:

ASCII fájlok, posztprocesszor

6.b. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORT-ÉS,

HIDROGEOKÉMIAI ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK,TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

HYTEQ

1D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási modell és többkomponensû, egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat is tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   HydroGeologicBeszerzési ár:   ?Megjegyzés:   A HYDRUS és a MINTEQA2 programok egyesítése (a HYDRUS/PH módosított szoftver még

nincs felkészítve a MINTEQA2 szoftverrel való együttmûködésre)

Jellemzõk:

a vízmozgással kapcsolatban l. a HYDRUS leírását;

a hidrogeokémiai átalakulásokkal kapcsolatban l. a MINTEQA2 leírását;

eredmények: potenciál, hõmérséklet és kiválasztott komponensek koncentráció eloszlása;

kiegészítõ feldolgozások: vízre és a szennyezõanyagra vonatkozó anyagmérlegek, telítettségi viszonyok, megoszlási együtthatók meghatározása;

Megoldás:l. a HYDRUS és a MINTEQA2 leírását

Input:ASCII inputfájl, a hidrogeokémiai modul elõkészítéséhez a PRODEFA2 rendelkezésre áll

Output:

ASCII eredményfájl, export táblázatkezelõ programok számára

HYDROGEOCHEM

2D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási modell és többkomponensû, egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat is tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOS, UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   1500 USDMegjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg;

adott potenciál, adott fluxus és a számított potenciáltól függõ peremfeltétel;

idõben változó pontszerû, illetve térben változó felületileg megoszló források és nyelõk;

az oldott transzportmodell peremfeltételei: adott koncentrácó, adott szennyezõanyag fluxus, belépõ víz koncentrációja;

oldott anyag transzport esetén advekció, diszperzió, elsõrendû lebomlás;

adott intenzitású szennyezõanyag produkció vagy lebomlás,

a figyelembe vett hidrogeokémiai folyamatok: vizes komplexképzõdés, szorpciós folyamatok (felületi komplexképzõdés, kettõs rétegszorpció, ioncsere, kioldódás/kicsapódás, redox- és sav-bázis átalakulások)

eredmények: potenciál, és kiválasztott komponensek koncentrációjának eloszlása a vizes fázisban és szilárd fázisban;

kiegészítõ feldolgozás: adott komponens megoszlásának számítása az oldott és az adszorbeált fázis között, illetve a komplex, az adszorbeált, az ioncsere során létrejött és a kicsapódott rész között;

Megoldás:szivárgás és transzport: négyszög alakú végeselem séma, idõben implicit véges differencia séma különbözõ egyenletrendszer megoldó módszerekkel; geokémiai átalakulások: nemlineáris egyetlenrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel

Input: ?

Output:

ASCII eredményfájlok, ?

HYDROGEOCHEM II

2D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási modell és többkomponensû hidrogeokémiai átalakulásokat (egyensúlyi és a reakciókinetika figyelembevételével) tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOS, UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   5000 USDMegjegyzés:   A HYDROGEOCHEM szoftver továbbfejlesztett változata

Jellemzõi:

l. a HYDROGEOCHEM szoftver leírását, azon kívül

a figyelembe vett hidrogeokémiai folyamatok: egyensúlyi és reakció-kinetikailag befolyásolt komplexképzõdés, egyensúlyi és reakció-kinetikailag befolyásolt szorpciós folyamatok, egyensúlyi és reakció-kinetikailag befolyásolt ioncsere, egyensúlyi és reakció-kinetikailag befolyásolt kioldódás/kicsapódás, egyidejû, más komponenseket érintõ reakció-kinetikailag befolyásolt átalakulási folyamatok;

eredmények: potenciál, és kiválasztott komponensek koncentrációjának eloszlása a vizes és szilárd fázisban;

kiegészítõ feldolgozás: adott komponens egyensúlyi és reakció-kinetikailag befolyásolt megoszlásának számítása az oldott és az adszorbeált fázis között, illetve a komplex, az adszorbeált, az ioncsere során létrejött és a kicsapódott rész között;

Megoldás:l. a HYDROGEOCHEM szoftver leírását

Input, output:

l. a HYDROGEOCHEM szoftver leírását

RISKPRO (SESOIL + AT123D)

A telítetlen zónában 1D nempermanens szivárgási és többkomponensû egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat tartalmazó transzportmodell, a telített zónában 1D, 2D vagy 3D nempermanens analitikus szivárgási és transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  SSG

Beszerzési ár:   395 +845 = 1240 USD

Megjegyzés:   Az ár elsõ tagja az AT123D, a második a SESOIL szoftver ára, a csomag tartalmaz egy talajfizikai paramétereket tartalmazó adatbázist is + 395 USD-ért

Jellemzõi:

a SESOIL szoftverrel becsült vízforgalmi és a szennyezõanyag-bemosódási idõsor jelenti az AT123D szoftver pontszerû vagy területileg megoszló forrás-idõsorát;

a telített zónával kapcsolatban l. az AT123D szoftver leírását;

a telítetlen zónával kapcsolatban l. a SESOIL szoftver leírását;

eredmények: a telítetlen zónában a koncentráció-eloszlás és kiválasztott mélységekben koncentráció-idõsorok, a telítetlen és a telített zóna közötti víz- és szennyezõanyag-forgalom, a telített zónában a potenciál- és a koncentráció-eloszlás, potenciál és koncentráció idõsorok kiválasztott pontokon;

Megoldás:SESOIL: ?, AT123D: l. a szoftver külön leírását

Input:ASCII adatfájl

Output:

ASCII eredményfájl, amely alkalmas táblázatkezelõ és 2D v. 3D felelületillesztõ szoftverekkel történõ további feldolgozásra

MIKE-SHE

a telítetlen zónában 1D, a telített zónában 3D véges differencia nempermanens szivárgási modell és többkomponensû egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat tartalmazó transzportmodell

Platform:   UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   DHI (Dánia), magyarországi képviselõ: WS Atkins Magyarország Kft.Beszerzési ár:   20.000 USD - 60.000 USDMegjegyzés:   az ár a megvásárolt modulok függvénye

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg

nyomás alatti és szabadfelszínû vízadó (idõben váltakozva is);

a vízmozgás peremfeltételei: adott nyomás, fluxus vagy nyomásfüggõ fluxus peremfeltételek;

pontszerû források és nyelõk

a vízfolyások figyelembe vehetõk mint a felszíni lefolyástól független vagy a teljes felszíni összegyülekezést és a mederbeli lefolyást is tartalmazó vonalmenti források vagy nyelõk;

felületileg megosztott források és nyelõk (beszivárgás, párolgás);

a telítetlen zóna 1D modelljével számított vízforgalmi idõsor jelenti a telített zóna pontszerû vagy területileg megoszló forrás-idõsorát;

adott koncentráció, adott szennyezõanyag-forrás, adott belépõ koncentráció peremfeltételek a telítetlen zónában és/vagy a telített zónában;

a telítetlen zóna figyelembevétele esetén a talajvíz szintjére számított pontszerû szennyezõanyag-forgalom jelenti a telített zónára a szennyezõanyag- forrást/nyelõt;

figyelembe vett transzportfolyamatok: advektív transzport, adszorpció, kémiai átalakulási folyamatok: ion-csere, komplex-képzõdés, redox-folyamatok, biológiai lebontás;

eredmények: potenciál- és koncentráció-eloszlás;

kiegészítõ feldolgozások: áramkép jellemzése potenciál- és áramvonalak segítségével;

víz- és anyagmérleg, részterületekre, vízszint idõsorok

Megoldás:véges differencia módszer

Input:magas színvonalú grafikus preprocesszor, digitalizált állományok fogadása, 2D és 3D interpolációs lehetõségek;

Output:

magas szinvonalú grafikus posztprocesszor: térképek, 3D ábrázolás vízszintes és függõleges síkmetszetek mentén, animációs lehetõségek

7. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORT-

ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETLENZÓNA, ANALITIKUS MODELL

BIOSCREEN

3D analitikus, nempermanens, a telítetlen zónára vonatkozó szivárgási modell, többkomponensû szénhidrogének lebomlási folyamatait tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:  Beszerzési ár:

Megjegyzés:   Az INTERNET-rõl letölthetõ, további információk a http://www.epa.gov/ada/models.html címen

Jellemzõk:

szabad fázisban található szénhidrogének lebomlása az oxigén, a nitrát, a vas, a szulfát és a metán koncentrációjának figyelembevételével;

advektív transzport, diszperzió, adszorpció, elsõrendû aerob és anaerob lebomlási folyamatok;

eredmények: a komponensek koncentráció-eloszlása és idõsora;

kiegészítõ eredmények: anyagmérlegek

Megoldás:Domenico-féle analitikus megoldás,

Input, Output:

?

8.a. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: ADVEKCIÓ, EGYÉB TRANSZPORT- ÉS, SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETT

ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEKBIOTRANS

2D véges elem nempermanens, a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, többkomponensû, szénhidrogének lebomlási folyamatait tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:

Beszerzési hely:   Natural Systems Software (Anglia)Beszerzési ár:   595 - 2595 USD Megjegyzés:   az ár a csomópontok számától függõen változik, demo-változat 20 USD

a megkívánt szivárgási sebességtér, valamint a vízzel nem elegyedõ fázis (olaj) eloszlása más programokkal (pl. ARMOS) számítandó;

az olajszennyezésbõl beoldódó szennyezés-terhelés közvetlenül mint forrás megadható, vagy a nem vizes fázisú folyadék eloszlása alapján számítható;

ötféle szennyezõanyag egyidejû modellezése;

advektív transzport, diszperzió, oxigén által szabályozott elsõrendû lebomlás;

a nem vizes fázis párolgási vesztesége;

eredmények: a komponensek koncentráció-eloszlása és idõsora;

adatbázis: szennyezõanyagok paramétereit tartalmazza

Megoldás:?

Input:preprocesszor, adatbáziskezelõ (QUEST);

Output:

posztprocesszor: grafikus megjelenítés, DXF-formátumú export

8.b. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ),

EGYÉB TRANSZPORT- ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA,

NUMERIKUS MODELLEKBIO1D

1D véges differencia permanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, többkomponensû szénhidrogének lebomlási folyamatait tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   GeoTrans, IGWMC, SSG Beszerzési ár:   250 USDMegjegyzés:

Jellemzõk:

a permanens szivárgási sebességtér más programokkal számítandó;

a peremfeltétel lehet adott potenciál, adott fluxus vagy a számított potenciál függvényében számítható fluxus;

egy szénhidrogén és egy elektron-receptor transzportja szimulálható;

advektív transzport, diszperzió, lineáris és nemlineáris (Langmuir vagy Freudlich izotermák) adszorpció, elsõrendû Monod-típusú és Michaelis-Menten típusú kinetikai megközelítésû lebomlási folyamatok;

eredmények: a komponensek koncentráció-eloszlása és idõsora;

kiegészítõ eredmények: anyagmérlegek

Megoldás:véges differencia módszer, a nem lineáris egyenletrendszer megoldása Newton-Raphson iterációval

Input:preprocesszor

Output:

posztprocesszor az eredmények grafikus megjelenítésére (PLOT88), SURFER export

VIRTUS

1D véges differencia, nempermanens, a telítetlen zónára vonatkozó szivárgási modell, hõtranszport és a vírusok mozgását leíró transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   IGWMC Beszerzési ár:   75 USDMegjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén talajszelvény;

a szivárgási modell felsõ peremfeltétele: csapadékból származó beszivárgás, illetve párolgás;

a transzportmodell peremfeltétele: csapadékkal történõ beszivárgás;

az alsó peremfeltétel, adott potenciál és hõmérséklet;

figyelembe vett transzportfolyamatok: advektív transzport, adszorpció, hõtranszport,

eredmények: a telítetlen zónában a koncentráció-eloszlás és kiválasztott mélységekben koncentráció idõsorok,

kiegészítõ feldolgozás: a telített zónába jutó szennyezõanyag-forgalom

Megoldás:véges differencia módszer;

Input:ASCII fájl;

Output:

eredményfájl további feldolgozások számára

NITROGÉN MODUL/MIKE-SHE

3D, véges differencia, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó szivárgási modell, nitrogénformák átalakulási folyamatát tartalmazó többkomponensû modell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   DHI (Dánia), magyarországi képviselet WS ATKINS Magyarország Kft.Beszerzési ár:   ?Megjegyzés:   a SHE szoftvercsomag része

Jellemzõi:

a szivárgási modellel kapcsolatban l. a MIKE-SHE szoftver leírását;

figyelembe vett folyamatok: mineralizáció, nitrifikáció, denitrifikáció

eredmények: potenciál- és koncentráció-eloszlás;

kiegészítõ feldolgozások: áramkép jellemzése potenciálvonalak - és áramvonal (elõre-hátra) segítségével, elérési idõk;

vízmérleg részterületekre, vízszint idõsorok;

Megoldás:véges differencia módszer

Input:magas szinvonalú grafikus preprocesszor, digitalizált állományok fogadása, 2D és 3D interpolációs lehetõségek

Output:

magas szinvonalú grafikus posztprocesszor: térképek, 3D ábrázolás vízszintes és függõleges síkmetszetek mentén, animációs lehetõségek

FATMIC3D

3D véges elem, nempermanens, telítetlen és telített zónára vonatkozó, többkomponensû kémiai átalakulásokat és szerves lebomlási folyamatokat tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOS, UNIXDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   2000 USDMegjegyzés:   A FEMFAT3D továbbfejlesztett változata

Jellemzõi:

a szivárgási és a transzport modell szempontjából l. a FEMFAT3D leírását, ezen kívül

szennyezõanyag (7 komponens), tápanyag, aerob elektron akceptor (pl. oxigén) és anaerob elektron akceptor (pl. nitrát) transzportjának együttes modellezése;

Megoldás:véges elem módszer

Input, Output:

? (valószínûleg kompatibilis a FEMFAT3D szoftver input-output szolgáltatásaival)

BIOF&T3D

A telítetlen zónában 1D vagy 2D, a telített zónában 2D vagy 3D véges elem, nempermanens, többkomponensû kémiai átalakulásokat és szerves lebomlási folyamatokat tartalmazó transzportmodell

Platform:   WindowsDokumentáció:   van

Beszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   995 (1195) - 1995 (2195) USDMegjegyzés:   az elsõ ár a 2D modellre, a második a 3D modellre vonatkozik, a zárójel nélküli számok

1500 csomópontra a zárójelben lévõk 5000 csomópontra vonatkoznak

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp közeg;

repedezett kõzet kettõs porozitással;

pontszerû források és nyelõk;

vízmozgás peremfeltételek: adott nyomás, adott fluxus, adott gradiens a peremen, potenciáltól függõ fluxus;

advekció, diszperzió, adszorpció (lineáris, Langmuir- és Freundlich- izoterma), oxigén által limitált elsõrendû vagy Monod-féle biológiai lebomlás vagy lebomlási láncolat;

transzport peremfeltételek: adott koncentráció, fluxus-gradiens, teljes beáramló fluxus, a peremi áramlás irányától függõ koncentráció;

automatikus idõlépcsõ-változtatás;

nedvességtartalom (telítetlen zóna) és potenciáleloszlás, koncentráció-eloszlás, vízszint és koncentráció idõsorok;

Megoldás:véges elem módszer, prekondicionált konjugált gradiens megoldási módszer

Input:, Output: ?

9. KATEGÓRIALÉGNEMÛ FÁZIS, ADVEKCIÓ, NUMERIKUS MODELL

MODAIR&P3DAIR /MODFLOW

3D véges differencia, nempermanens modell a levegõmozgás szimulációjára és a légnemû fázisban mozgó szennyezõanyag advektív transzportjára, kutakkal mûködõ ventillációs eljárások tervezéséhez

Platform:   DOS/WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   800 USDMegjegyzés:   a két modul külön-külön is megvásárolható 400 - 400 USD-ért

Jellemzõi:

a közegre, a peremfeltételekre és forrásokra/nyelõkre vonatkozóan l. a MODFLOW leírását;

a modell megfelel a MODFLOW/MODPATH-PMPATH programcsomag szolgáltatásainak, azzal a különbséggel, hogy a pórusokban a víz helyett csak a levegõ mozog;

eredmények: potenciáleloszlás,

kiegészítõ feldolgozások: sebességmezõ, légnemû fázisban lévõ szennyezõanyag áramvonalai, utánpótlódási területek

Megoldás:l. a MODFLOW/MODPATH-PMPATH program leírását,

Input:preprocesszor a MODFLOW-hoz szükséges inputfájlok elkészítéséhez;

Output:

grafikus posztprocesszor, eredménylista meglévõ MODFLOW posztprocesszorok számítására

10. KATEGÓRIAVIZES ÉS LÉGNEMÛ FÁZIS: ADVEKCIÓ,

EGYÉB TRANSZPORTFOLYAMATOK, TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

VLEACH

1D véges differencia, nem permanens többfázisú áramlási modell (víz, levegõ) és transzportmodell (a szennyezõanyag lehet a vizes, a légnemû fázisban és adszorbeált formában)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  EHS Inc., ES&T Inc., IGWMC, SSG

Beszerzési ár:   190 USDMegjegyzés:   Az alapváltozat az INTERNET-rõl ingyen letölthetõ

(ftp://ftp.epa.gov/epa_ceam/wwwhtml/sotware.htm címen)

Jellemzõi:

heterogén talajszelvény;

figyelembe vett folyamatok: advekció, adszorbció, ?

eredmények: a víz- és a légnemû fázis potenciálja és a szennyezõanyag koncentrációja;

kiegészítõ feldolgozás: egy területen több homogén talajszelvénnyel rendelkezõ részterület kijelölhetõ, majd az 1D számítások eredményeinek területi kiterjesztésével számítják a szennyezõdésbõl származó bemosódást

Megoldás:?

Input:, Output:

?

MULTIMDP

Hulladéklerakókból a levegõbe, a talajba és a vízbe jutó szennyezések becslésére, a kikerülõ anyagok átalakulási folyamatainak, valamint a telített és a telítetlen közegben történõ transzportjának számítására szolgáló szoftver

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

  SSG

Beszerzési ár:   350 USDMegjegyzés:   a MULTIMED program továbbfejlesztett változata. Az alapváltozat az INTERNET-rõl ingyen

letölthetõ (ftp://ftp.epa.gov/epa_ceam/wwwhtml/sotware.htm címen)

Jellemzõi:

Nincs részletesebb leírás

11. KATEGÓRIALÉGNEMÛ ÉS VIZES FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ),

EGYÉB TRANSZPORT-, SZERVES ÁTALAKULÁSIFOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA,

NUMERIKUS MODELLEKEXPRESS

1D nempermanens, a telített zónára vonatkozó többfázisú (légnemû és víz) modell, a peszticidek lebomlását tartalmazó többkomponensû transzport modell, hõtranszport modell és szakértõi rendszer

Platform:   DOSDokumentáció:  Beszerzésihely:

  National Water Research Institute (Kanada);

Beszerzési ár:   0 Megjegyzés:   Internetrõl ingyen letölthetõ: (http://gwrp.cciw.ca/gwrp/software/software.html címen)

Jellemzõk:

A szakértõi rendszer elemei: peszticid-szimulációs modellek (PRZM, sLEACHM), peszticid adatbázis (175 peszticid kémiai és környezeti jellemzõivel), hidrogeológiai adatbázis (talajvíz-viszonyok,talaj-jellemzõk, termesztett kultúrák jellemzõi, Kanada 22 térségére - ez utóbbi bõvíthetõ, tehát adaptálható a hazai viszonyokra);

figyelembe vett folyamatok: advekció, adszorpció, volatilizáció, mikrobiális lebomlás;

eredmény: peszticid bemosódás a talajvízbe

kiegészítõ feldolgozás: valószínûségi értékelés

Megoldás:vízmozgás: véges elem , transzport: karakterisztikák módszere, Monte Carlo szimuláció a szennyezõdés valószínûségének becslésére

Input:preprocesszor, adatbáziskezelõ

Output:

szöveges és grafikus részekbõl álló felhasználói felület

12.a. KATEGÓRIAVIZES ÉS NEMVIZES FOLYADÉKFÁZIS, KONVEKCIÓ

(ADVEKCIÓ), TELÍTETT ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEKMARS

2D véges elem, nempermanens többfázisú (víz és víznél könnyebb folyadék), a telített zónára vonatkozó modell

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   950 (1150) USDMegjegyzés:   a zárójel nélküli számok 1500, a zárójelben lévõk 5000 csomópontra vonatkoznak, a

forgalmazó a BIOF&T3D transzportmodellt tartalmazó szoftverrel együtt ajánlja

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp közeg;

repedezett kõzet a kettõs porozitás figyelembe vételével;

adott nyomású és adott fluxusú peremfeltételek;

területileg változó beszivárgás/párolgás;

kutak;

területileg változó olajszivárgás;

eredmények: potenciáleloszlás, olajtartalom, a vákuummal kivett olaj és vízmennyiség

Megoldás:hálógenerálás, négyszög alakú véges elem módszer

Input:grafikus editor, DXF-alaptérkép, a kezdeti feltételt a mérési adatok alapján a program határozza meg

Output:

export a BIOF&T szoftver számára

12.b. KATEGÓRIAVIZES ÉS NEM VIZES FOLYADÉKFÁZIS: KONVEKCIÓ

(ADVEKCIÓ), TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEKARMOS

2D véges elem, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó többfázisú modell (permanens vízmozgás és víznél könnyebb nem vizes fázisú folyadék nempermanens mozgásának modellezése)

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:

Beszerzési ár:

Megjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén és anizotróp közeg;

változó utánpótlódás;

talajban és a figyelõkutakban felhamozódott olajréteg vastagságának meghatározása;

a telítetlen zónában maradó szénhidrogén meghatározása;

Megoldás:négyszög v. négyzet alakú véges elem, a kutak körül automatikus sûrítés,

Input:preprocesszor: adatállományok létrehozása és javítása, DXF-formátumú alaptérképek fogadása

Output:

grafikus posztprocesszor

MOVER

3D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó többfázisú (víz, olaj, légnemû) modell, felszín alatti olajszennyezés vákuumtechnikával történõ kinyerésének tervezéséhez

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   1395 (1595) USDMegjegyzés:   az elsõ ár 1500, a zárójelben lévõ 5000 csomópontra vonatkozik

Jellemzõk:

hetrogén, anizotróp közeg;

repedezett kõzet a kettõs porozitás figyelembevételével;

adott nyomású és adott fluxusú peremfeltételek;

területileg változó beszivárgás/párolgás;

kutak;

területileg változó olajszivárgás;

eredmények: potenciáleloszlás, olajtartalom, a vákuummal kivett olaj és vízmennyiség

Megoldás:hálógenerálás, négyszög alakú véges elem módszer

Input:grafikus editor, DXF-alaptérkép, a kezdeti feltételt a mérési adatok alapján a program határozza meg;

Output:

export a BIOF&T szoftver számára

13. a. KATEGÓRIAVIZES ÉS NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN: ADVEKCIÓ,

EGYÉB TRANSZPORT- ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSIFOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETT ZÓNA,

NUMERIKUS MODELLEKBIOMOD/MODFLOW

3D véges elem, nempermanens, a telített zónára vonatkozó többfázisú (víz, nem vizes fázisú folyadék, szilárd) többkomponensû transzportmodell (a vizes fázisra), a víznél könnyebb és nehezebb nem vizes fázisú folyadék esetére egyaránt

Platform:   DOS/WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   695 (895) USDMegjegyzés:   Az elsõ ár 1500, a zárójelben lévõ 5000 csomópontra vonatkozik. A vízmozgás jellemzõit a

MODFLOW-ból veszi át

Jellemzõk:

a közeg és a vízmozgás szempontjából l. a MODFLOW leírását;

a szennyezõanyag szempontjából repedezett kõzet is, a kettõs porozitás figyelembevételével;

idõben és térben változó szennyezõanyag-források;

figyelembe vett folyamatok: advekció, diszperzió, szorpciós folyamatok, oxigéntartalom által korlátozott mikrobiális lebomlás (elsõrendû MONOD-típusú biológiai lebomlás, vagy lebomlási lánc);

újraindítási lehetõség;

eredmények: valamennyi komponensre a vízben oldott, a nem vizes fázisban lévõ és a szilárd fázison megkötött koncentráció;

kiegészítõ feldolgozás: anyagmérlegek valamennyi komponensre és valamennyi fázisra;

Megoldás:hálógenerálás, négyszög alakú véges elem módszer, prekondicionált konjugált gradiens megoldás

Input:grafikus editor, DXF-alaptérkép, a kezdeti feltételt a mérési adatok alapján a program határozza meg

Output:

?

13. b. KATEGÓRIAVIZES ÉS NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN: ADVEKCIÓ,

EGYÉB TRANSZPORT- ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSIFOLYAMATOK A VIZES FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA,

NUMERIKUS MODELLEKMARS3D

3D nempermanens többfázisú, a telítetlen és telített zónára vonatkozó áramlási modell (víz, olaj) és többkomponesû transzportmodell (víz), szénhidrogén szennyezések vizsgálatára

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSG Beszerzési ár:   3095 USDMegjegyzés:   A MARS és a BIOF&T3D modellek összekapcsolásával készült szoftver

Jellemzõi:

l. a MARS és a BIOF&T3D szoftverek leírását

14. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN, NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB

TRANSZPORTFOLYAMATOK A VIZES ÉS A LEVEGÕFÁZISBAN,TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK

RITZ/STF/VIP

1D analitikus többfázisú modell, olajos hulladékokból származó szennyezés modellezésére

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   EHS Inc., ES&T Inc., IGWMC, SSGBeszerzési ár:   190 USDMegjegyzés:   Az alapváltozat az INTERNET-rõl ingyen letölthetõ, a

http://www.epa.gov/ada/models.html címrõl

Jellemzõk:

homogén talajszelvény;

a telítetlen zónában a vízmozgás állandó;

az olajszennyezés a felszín közeli rétegben egyenletesen elkeveredik;

figyelembe vett folyamatok: advekció, lebomlás, volatilizáció;

a fázismegosztás lineáris izoterma alapján történik;

eredmények:

adatbázis: 400 szerves és szervetlen anyag adszorpciós, illékonysági, lebomlási, kémiai aktivitási és toxicitási jellemzõje (STF)

Megoldás:analitikus

Input:nteraktív adatbevitel: RITZ (RME) és VIP (VME)

Output:

táblázatos és grafikus formában

AIRFLOW/SVE

2D radiális, permanens többfázisú áramlási modell (víz, nem vizes fázis, levegõ) és többkomponensû transzportmodell (víz és légnemû), szénhidrogén szennyezések ventillációs módszerrel történõ eltávolításának tervezéséhez

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   BOSS International, HSS (Australia), IGWMC, SSG Beszerzési ár:   795 USDMegjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén, anizotróp talaj;

térben változékony nem vizes fázisú szennyezõanyag-eloszlás;

figyelembe vett folyamatok: konvekció, adszorpció, lebomlás, fázisváltás;

eredmények: permanens potenciál-eloszlás a vizes és a légnemû fázisban, idõben változó nem vizes fázisú szennyezõanyag-eloszlás és a kútban megjelenõ légnemû fázis koncentrációja;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek

adatbázis: 60 szénhidrogén-fajta jellemzõ paraméterei

Megoldás:?

Input:grafikus preprocesszor

Output:

grafikus posztprocesszor, DXF, PCX, EPS, TIF, GIF stb. export további feldolgozásra

VENT2D

2D véges differencia, permanens többfázisú áramlási modell (víz, nem vizes fázis, levegõ) és többkomponensû transzportmodell, szénhidrogén szennyezések ventillációs módszerrel történõ eltávolításának tervezéséhez

Platform:   DOSDokumentáció:  Beszerzési ár:   0 Megjegyzés:   Ingyen letölthetõ az INTERNET-rõl (a

http://www.hydro.unr.edu/homepages/benson/v2d.html címen)

Jellemzõk:

heterogén, anizotróp talaj;

térben változékony nem vizes fázisú szennyezõanyag-eloszlás;

figyelembe vett folyamatok: konvekció, diffúzió, adszorpció, lebomlás, fázisváltás, max. 60 komponensre;

eredmények: permanens potenciál-eloszlás a vizes és a légnemû fázisban, idõben változó nem vizes fázisú szennyezõanyag-eloszlás és a kútban megjelenõ légnemû fázis koncentrációjának idõsora;

kiegészítõ feldolgozások: anyagmérlegek

Megoldás:?

Input:, Output:

?

15. KATEGÓRIAVIZES FÁZISBAN, NEM VIZES FOLYADÉKFÁZISBAN ÉSLÉGNEMÛ FÁZISBAN: KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉBTRANSZPORTFOLYAMATOK VALAMENNYI FÁZISBAN,

TELÍTETLEN ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEKMOFAT

2D véges elem, nempermanens, a telítetlen (2D radiális is) és a telített zónára vonatkozó, többfázisú (víz, a víznél könnyebb vagy nehezebb folyadék, légnemû), többkomponensû transzportmodell (kémiai átalakulás nélkül)

Platform:   DOS/WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   EHS Inc., SSGBeszerzési ár:   495 (695) USDMegjegyzés:   Az alapváltozat letölthetõ az Internetrõl (http://www.epa.gov/ada/models.html címrõl),

a cégek által forgalmazott változat pre- és posztprocesszort is tartalmaz. Az elsõ ár 1500, a zárójelben lévõ 3000 csomópontra vonatkozik. A MOTRANS szoftver továbbfejlesztett változata.

Jellemzõi:

hetrogén, anizotróp közeg;

adott nyomású, adott fluxusú és a számított potenciáltól függõ fluxus peremfeltételek a folyadékfázisra és a légnemû fázisra;

peremfeltétel a szennyezõanyagra; adott koncentráció és a beérkezõ anyag koncentrációjával megadott fluxus;

a talajfizikai jellemzõk a telítetlen zónában van Genuchten szerint;

5 egymással nem reagáló komponens, a figyelembe vett folyamatok: konvekció, diszperzió, adszorpció, lebomlás, fázisok közötti átadódás, hiszterézis a folyadékfázisban;

újraindítási lehetõség;

eredmények: potenciáleloszlás a folyadékfázisokban, nedvesség- és folyadéktartalom;

kiegészítõ feldolgozások: sebességeloszlás és anyagmérlegek

Megoldás:hálógenerálás, négyszög alakú végeselem módszer, implicit séma, az idõbeli nemlinearitás kezelése Newton-Raphson módszerrel

Input:grafikus editor, DXF-alaptérkép,

Output:

grafikus posztprocesszor

PORFLOW

3D csomópontintegrál módszert használó, nempermanens, a telítetlen és telített zónára vonatkozó többfázisú (víz, nem vizes folyadékfázis, légnemû fázis) hõtranszport- és szennyezõanyag transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   Analitic & Coputational Research Inc. Beszerzési ár:   ?Megjegyzés:

Jellemzõi:

heterogén, aniztróp porózus szivárgási tér;

kettõs porozitással és törésekkel figyelembe vett repedezett (hasadékos) szivárgási tér;

a légnemû, a vizes és a nem vizes folyadékfázis modellezése;

a hõtranszport modellezése lehetõvé teszi a sûrûség és a viszkozitás hõmérséklet-függésének figyelembevételét;

reverzibilis fázisátalakulási folyamatok;

idõben és térben változó források és nyelõk a hõ és a szennyezõanyag esetén egyaránt;

figyelembe vett folyamatok hõtranszporthoz: konvektív transzport, diszperzió, hõvezetés;

figyelembe vett folyamatok szennyezõanyag-transzporthoz: konvektív transzport, diszperzió, szorpciós folyamatok, lebomlás;

újraindítási lehetõség;

eredmények: telítettség, potenciál és koncentráció eloszlás valamennyi fázisra, hõmérséklet

Megoldás:csomópont-integrál módszer, a lineáris egyenletrendszer megoldására különbözõ explicit és implicit módszerek között lehet válogatni (közöttük van a konjugált gradiens módszer),

Input:interaktív preprocesszor,

Output:

ASCII szövegfájlok, további grafikus feldolgozási lehetõségek számára

16. KATEGÓRIAVIZES, NEM VIZES FOLYADÉK ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN:

KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORT- ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK A VIZES ÉS A LÉGNEMÛ FÁZISBAN, TELÍTETLEN ZÓNA,

NUMERIKUS MODELLEKBIOSLURP

3D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó többfázisú (víz, olaj, szilárd), többkomponensû transzportmodell, felszín alatti olajszennyezés vákuumtechnikával történõ kinyerésére

Platform:   WindowsDokumentáció:   vanBeszerzési hely:   SSGBeszerzési ár:   2250 (2450) USDMegjegyzés:   az elsõ ár 1500, a zárójelben lévõ 3000 csomópontra vonatkozik

Jellemzõk:

hetrogén, anizotróp közeg;

repedezett kõzet a kettõs porozitás figyelembevételével;

adott nyomású és fluxusú peremfeltételek a vízmozgásra;

területileg változó beszivárgás/párolgás;

kutak;

adott koncentráció és fluxus peremfeltétel a szennyezõanyagra;

területileg változó olajszivárgás;

figyelembe vett folyamatok: advekció, diszperzió, szorpciós folyamatok, oxigéntartalom által korlátozott mikrobiális lebomlás (elsõrendû Monod-típusú biológiai lebomlás, vagy lebomlási lánc) a vízben és a légnemû fázisban egyaránt;

újraindítási lehetõség;

eredmények: valamennyi komponensre a vízben oldott, az olajos fázisban lévõ, a gázfázisban lévõ és a szilárd fázison megkötött koncentráció;

kiegészítõ feldolgozás: anyagmérlegek valamennyi komponensre és valamennyi fázisra, a vákuummal kivett olaj- és vízmennyiség;

Megoldás:hálógenerálás, négyszög alakú véges elem módszer, prekondicionált konjugált gradiens megoldás;

Inputgrafikus editor, DXF-alaptérkép, a kezdeti feltételt a mérési adatok alapján a program határozza meg;

Output

?

17. KATEGORIAVIZES, NEM VIZES FOLYADÉK ÉS LÉGNEMÛ FÁZISBAN:

KONVEKCIÓ (ADVEKCIÓ), EGYÉB TRANSZPORT- ÉS SZERVES ÁTALAKULÁSI FOLYAMATOK, TELÍTETLEN

ZÓNA, NUMERIKUS MODELLEK SESOIL

1D nempermanens, többkomponensû (víz, nem vizes folyadékfázis, légnemû fázis), egyensúlyi hidrogeokémiai átalakulásokat tartalmazó transzportmodell

Platform:   WindowsDokumentáció:   Scientific Software Group (USA)Beszerzési hely:   SSG (USA)Beszerzési ár:   845 USDMegjegyzés:   talajjellemzõket tartalmazó adatbázis: 395 USD. A program az AT123D analitikus telített

zónás szivárgási modellhez kapcsolható (RISKPRO).

Jellemzõi:

heterogén talajszelvény (négy rétegre, ezen belül 10 további részre osztható);

a szivárgási modell felsõ peremfeltétele csapadékból származó beszivárgás, valamint párolgás;

a transzportmodell peremfeltétele közvetlen szennyezõanyag-forrás a felszínen vagy egy adott talajrétegben;

figyelembe vett transzport folyamatok: advektív transzport, adszorpció, kémiai átalakulási folyamatok: volatilizáció, kation-csere, hidrolízis, komplex-képzõdés, biológiai lebontás;

eredmények: a telítetlen zónában a koncentráció-eloszlás és kiválasztott mélységekben koncentráció-idõsorok;

kiegészítõ feldolgozás: a telített zónába jutó szennyezõanyag-forgalom

Megoldás:?

Input:ASCII adatfájl +?

Output:

ASCII eredményfájl, amely alkalmas táblázatkezelõ és 2D v. 3D felelületillesztõ szoftverekkel történõ további feldolgozásra

FEHMN

3D véges elem, nempermanens, a telítetlen és a telített zónára vonatkozó többfázisú modell, hõtranszport modell, többkomponensû, egyensúlyi hidrogeokémiai folyamatokat is tartalmazó transzportmodell

Platform:   DOSDokumentáció:

Beszerzési hely:   EHS Inc. Beszerzési ár:   0 Megjegyzés:   INTERNET-rõl ingyen letölthetõ (http://spud.hydrosystems.com/ENVIROMOD/ címen)

Jellemzõi:

heterogén, aniztróp porózus szivárgási tér;

kettõs porozitással figyelembe vett repedezett (hasadékos) szivárgási tér;

a légnemû, a vizes és a nem vizes folyadékfázis modellezése;

a hõtranszport modellezése lehetõvé teszi a sûrûség, a viszkozitás és a kémiai folyamatok hõmérsékletfüggésének figyelembevételét;

figyelembe vett folyamatok: konvektív transzport, diszperzió, lebomlás, szorpciós folyamatok, kémiai átalakulási folyamatok;

eredmények: telítettség, potenciál- és koncentráció- eloszlás valamennyi fázisra

Megoldás:végeselem és végestérfogat módszer, lineáris egyenletrendszer megoldása konjugált gradiens módszerrel, a nemlineáris egyenletrendszer megoldása Newton-Raphson módszerrel

Input:ASCII szövegfájlok

Output:ASCII szövegfájlok

3. melléklet - A MODELLEK ADAT- ÉS PARAMÉTERIGÉNYE

A telített zónára vonatkozó vízmozgás modell adatigényeGeometriai jellemzõk

trepszint (pontszerû adatok vagy digitalizált izovonalas térkép)

elkülöníthetõ rétegek felszíne (pontszerû adatok vagy digitalizált izovonalas térkép)

vízfolyások, drének, tavak (digitalizált térkép),

Szivárgási jellemzõk a víz sûrûségének és viszkozitásának a hõmérséklettõl való függését leíró paraméterek (amennyiben a

modellben ezt figyelembe akarjuk venni)

  az egyes rétegeken belül elkülöníthetõ kõzettípusok(térkép, lehetõleg digitalizált), + ezekre

a vízszintes szivárgási tényezõ és a vízszintes anizotrópia

függõleges anizotrópia - vagyis a függõleges szivárgási tényezõ (3D megközelítés esetén)

a féligáteresztõ réteg(ek) átszivárgási tényezõje vagy ellenállása(többrétegû megközelítés esetén )

tározási tényezõ vagy fajlagos tározási együttható (nempermanens vizsgálat, nyomás alatti réteg esetén)

szabad hézagtérfogat (nempermanens vizsgálat, szabad felszínû talajvíz esetén)

Perem- és kezdeti feltételek az adott nyomású peremeken a talajvízszintek és rétegvízszintek idõsora a vizsgált idõszakra, a

koncepcionális modell szerinti idõbeli felbontásban (idõsorok azokra a csomópontokra, amelyek között a lineáris változás szerinti közelítés elfogadható)

az adott hozamú peremeken az oldalirányú áramlás idõsora a vizsgált idõszakra, ugyancsak a koncepcionális modell szerinti idõbeli, és a lineáris vonal menti közelítésnek megfelelõ térbeli felbontásban

nempermanens modell esetén a kezdeti vízszintek valamennyi elkülönített rétegre (digitalizált izovonalas térképek formájában)

Felszíni vizekre vonatkozó adatok   homogén mederszakaszonként

mederszélesség

mederfenék szint a szakaszok elején és a legutolsó szakasz végén

a meder átszivárgási tényezõje vagy ellenállása

a modellezni kívánt idõszakokra a felszíni víz felszíngörbéje, vagy legalábbis a szakaszok elején és a legutolsó szakasz végén érvényes vízszint (nempermanens esetben idõsor)

a belépõ szelvény vízhozama és a meder simasági tényezõje (ha a felszíni hozam és ezzel a vízszint a felszín alatti vizekkel való vízcserétõl függ)

  Felszín alatti drénekre vonatkozó adatok (a nyitott drének felszíni vízként kezelendõk)

a drének tetõszintje és fenékszintje a szakaszok elején és a legutolsó szakasz végén

a drén áteresztõképessége (az érintkezési felület és a szûrõréteg ellenállásának hányadosa)

Beszivárgás / párolgás   homogén területenként (csapadék, öntözés, potenciális párolgás, földhasználat, növényzet, talajszelvény

szerint)

talajvízháztartási jelleggörbe (permanens vizsgálat esetén)

a talajvíz szintjén jelentkezõ vízforgalom idõsora (nempermanens vizsgálat esetén)

Vízkivételek (injektálás) a kút helye

szûrõzési szintek

hozam (nempermanens esetben idõsor)

A kalibrációhoz szükséges adatok a kút, forrás helye

kút esetén szûrõzési szint, forrás esetén kifolyási szint

víz(nyomás)szint (átlagos érték vagy idõsor)

vízminõségi adatok (itt csak a hidraulikai számítások szempontjából fontos frontszerû szennyezõdés-terjedésre vonatkozó adatok érdekesek)

A telítetlen zónára vonatkozó vízmozgás egydimenziós modelljének adatigénye

<P< p> Talajrétegzõdés

a felszín és a talajvíz legmélyebb szintje közötti rétegek határa

az egyes rétegek talajtípus szerinti besorolása

Talajfizikai és szivárgási paraméterek a víz sûrûségének és viszkozitásának a hõmérséklettõl való függését leíró paraméterek (amennyiben a

modellben ezt figyelembe akarjuk venni)

  az elkülönített talajrétegekre

a telített állapothoz tartozó szivárgási tényezõ

porozitás

reziduális víztartalom (a vákuumhoz közeli állapotban visszatartott nedvesség)

a telítetlen és telített szivárgási tényezõ kapcsolatát leíró összefüggés paraméterei (van Genuchten-Mualem formulája esetén + egy paraméter)

A növényzetre vonatkozó adatok az intercepciós kapacitás idõsora

a gyökérzóna függélymenti eloszlásának idõbeli változása

a nedvességhiány következtében fellépõ stressz-függvény paraméterei (van Genuchten formulája esetén 2 paraméter, a holland módszer esetén 3 paraméter)

Perem- és kezdeti feltételek a potenciális evapotranszspiráció idõsora (amennyiben a Morton-féle kiegészítõ elvet alkalmazzuk, akkor a

potenciális és az aktuális evapotranszspiráció összege) a felszínt elérõ csapadék idõsora (a légköri csapadék és az intercepció idõsora)

a felszíni vízborítás idõsora

a mélybeszivárgás idõsora

a talajvízszint-ingadozás idõsora

a kiindulási állapothoz tartozó talajnedvesség vagy szívás függély menti eloszlása, olyan csomópontokon, amelyek között a lineáris interpoláció megengedett

A kalibrációhoz szükséges adatok helyszíni nedvességtartalom-mérések helye

nedvességtartalom vagy szívás mérések

esetleg talajvízszint-ingadozás

  Megjegyzés:  Két-, illetve háromdimenziós esetben végeredményben az egydimenziós, függély menti modellhez szükséges

paraméterek megfelelõ ismétlésérõl van szó.

Nem vizes fázisú folyadék mozgásának modellje

(a vízmozgás modellnél megadott paramétereken kívül) a folyadék sûrûsége és ennek hõmérséklettõl való függését kifejezõ paraméterek

a folyadék viszkozitása és ennek hõmérséklettõl való függését kifejezõ paraméterek

  az elkülönített talajrétegekben

a folyadék telített állapotához tartozó szivárgási tényezõje

a reziduális folyadéktartalom (a vákuumhoz közeli állapotban visszatartott folyadéktartalom)

a folyadéktartalom - pórusnyomás közötti összefüggés paraméterei

a telítetlen és telített állapothoz tartozó szivárgási tényezõ kapcsolatát leíró összefüggés paraméterei

Perem- és kezdeti feltételek a felszínen beszivárgó folyadékmennyiség vagy a felszíni folyadékborítás idõsora

a kiindulási állapothoz tartozó folyadéktartalom vagy pórusnyomás értéke valamennyi elkülönített rétegre (digitális térkép)

Forrás / nyelõ a folyadék bejutásának és/vagy kivételének helye

a szivárgási térbe bejutó vagy kivett folyadékmennyiség idõsora a koncepcionális modellnek megfelelõ idõbeli felbontásban

A kalibrációhoz szükséges adatok helyszíni folyadéktartalom-mérések helye

folyadéktartalom-mérések

A felszín alatti légnemû fázis modellje

(a vízmozgás és a nem vizes folyadékfázis modelljénél megadott paramétereken kívül) Szivárgási paraméterek   az elkülönített talajrétegekben

a levegõ "áramlási tényezõje"

a légnemû fázis aránya és a levegõ pórusnyomása közötti összefüggés paraméterei

Perem- és kezdeti feltételek a felszínen eltávozó vagy bejutó levegõ idõsora

a levegõ pórusnyomásának eloszlása a telítetlen zónában a kiindulási idõpontban

Forrás / nyelõ a levegõ bejutásának és/vagy kivételének helye

a szivárgási térbe bejutó vagy kivett levegõ mennyiségének idõsora a koncepcionális modellnek megfelelõ idõbeli felbontásban

A szennyezõanyag-terjedés modellje a felszín alatti víztérben

(a vízmozgás modellnél megadott paramétereken kívül) Talajfizikai paraméterek

a szilárd fázis sûrûsége

Diffúzió és diszperzió a molekuláris diffúzió együtthatója a vízben

longitudinális diszperziós képesség

transzverzális diszperziós képesség

Szorpciós folyamatok jellemzõi   komponensenként

a szorpciós izoterma fajtája és az ennek megfelelõ paraméterek (2 vagy három paraméter) a talaj, illetve kõzettípus függvényében

Anyagképzõdési v. lebomlási folyamatok jellemzõi   komponensenként

nulladrendû folyamat paramétere az oldott fázisban

elsõrendû folyamat paramétere az oldott fázisban

nulladrendû folyamat paramétere az adszorbeált fázisban

elsõrendû folyamat paramétere az adszorbeált fázisban

Perem-, kezdeti feltételek   komponensenként

a belépõ hozamok (oldalirányú áramlás, injektáló kutak, beszivárgás, folyók) koncentrációjának idõsora

adott koncentrációjú helyek és a koncentráció értékének idõsora

az oldott állapotú szennyezõanyag koncentrációja a kiindulási állapotban (bonyolultabb esetben digitalizált térkép)

Forrás / nyelõ   komponensenként

l. a nulladrendû anyagképzõdési vagy lebomlási folyamatokat

A kémiai átalakulás paraméterei   komponensenként

az átalakulási folyamatok biokémiai vagy geokémiai egyenleteinek együtthatói

A kalibrációhoz szükséges adatok mintavételi helyek

koncentráció idõsorok

A szennyezõanyag-terjedés modellje a felszín alatti nem vizes folyadékfázisban

(a folyadékmozgás modelljénél, a nem vizes folyadékfázis mozgását leíró modellnél és a vizes fázis transzportmodelljénél megadott paramétereken kívül)

Diffúzió és diszperzió a molekuláris diffúzió együtthatója az adott folyadékban

longitudinális diszperziós képesség

transzverzális diszperziós képesség

Szorpciós és fázisátalakulási folyamatok jellemzõi   komponensenként

az adott folyadék és a kõzet közötti szorpciós izoterma fajtája és az ennek megfelelõ paraméterek

a nem vizes folyadékfázis és a víz közötti megoszlási hányados

a nem vizes fázis és a légnemû fázis közötti megoszlási hányados

Anyagképzõdési v. lebomlási folyamatok jellemzõi   komponensenként

nulladrendû folyamat paramétere a nem vizes fázisban

elsõrendû folyamat paramétere a nem vizes fázisban

Perem-, kezdeti feltételek   komponensenként

a belépõ folyadékhozamok (oldalirányú áramlás, beszivárgás) koncentrációjának idõsora

adott koncentrációjú helyek és a koncentráció értékének idõsora

a folyadékfázisban lévõ szennyezõanyag koncentrációja a kiindulási állapotban

Forrás /nyelõ   komponensenként

l. a nulladrendû anyagképzõdési vagy lebomlási folyamatokat

A kémiai átalakulás paraméterei   komponensenként

az átalakulási folyamatok biokémiai vagy geokémiai egyenleteinek együtthatói

A kalibrációhoz szükséges adatok mintavételi helyek

koncentráció idõsorok

A szennyezõanyag-terjedés modellje a felszín alatti légnemû fázisban

(a folyadékmozgás modelljénél, a légnemû fázis mozgását leíró modellnél

és a vizes fázis transzportmodelljénél megadott paramétereken kívül) Diffúzió és diszperzió

a molekuláris diffúzió együtthatója a légnemû fázisban

longitudinális diszperziós képesség

transzverzális diszperziós képesség

Fázisátalakulási folyamatok jellemzõi   komponensenként

a Henry-törvény szerinti megoszlási hányados a légnemû és a vízben oldott fázis között

a megoszlási hányados a légnemû és a nem vizes folyadékfázis között (ha szükséges)

Anyagképzõdési v. lebomlási folyamatok jellemzõi   komponensenként

nulladrendû folyamat paramétere a légnemû fázisban

elsõrendû folyamat paramétere a légnemû fázisban

A Kármentesítési Program keretében három sorozat jelenik meg (füzetek, útmutatók, kézikönyvek)

Megjelent füzetek:

1. A környezetért való felelõsség, a környezeti károkállami felszámolása

2. Szennyezett területek kármenesítésének nemzetközi tapasztalatai

3. Kármentesítési Program rövid távú szakaszában (1996-97) indított projektek vázlatos bemutatása

Megjelent útmutató:

1. A tartós környezetkárosodások bejegyeztetéseaz ingatlan-nyilvántartásba

2. Feszín alatti vizek megfigyelése tartósan károsodottterületeken

Elõkészületben:

Szennyezett talajok vizsgálata és minõsítése

Kármentesítési Program, fogalommeghatározások

Határértékrendszerek a kármenesítésben

Ajánlások a Nemzeti Talajvédelmi Stratégiához

Tényfeltáró, diagnosztikai viszgálatok tartalmi követelményrendszere

A környezeti kockázat értékelése, kockázatelemzés

Kármentesítés, költség / hatékonyság