Cvičení 2


Na lokalitě je volná kvartérní zvodeň (Q) tvořená fluviálními sedimenty (štěrky). Tato zvodeň je
díky průmyslové činnosti kontaminovaná ropnými látkami. Křídová zvodeň (C) tvořená jemnozrnným
pískovcem je od kvartérní oddělená vrstvou rozvětralých slínovců (C/D) s nižší propustností, které
se chovají jako poloizolátor a udržují napjatou hladinu v křídové zvodni. Díky tomu nedochází ke
kontaminaci křídové zvodně ropnými látkami.

Za účelem zásobování obyvatel pitnou vodou byl vyvrtán jímací vrt HV1. Čerpací zkouškou byly
zjištěny základní hydrogeologické charakteristiky zvodně C a navrženo čerpané množství 12 l/s.

Pomocí modelu proudění podzemní vody zjistěte, zda-li při navrhovaném čerpaném množství 12 l/s bude
docházet ke kontaminaci zvodně C ropnými látkami. Jako akceptovatelné množství vody, které
infiltruje křídovou zvodeň přes poloizolátor bylo stanoveno 100 ml/s.

Určete bezpečné čerpané množství Q’ z napjaté křídové zvodně C tak, aby bylo množství vody které
přeteče z kvartérní zvodně do křídové menší než 100 ml/s.


Obrázek 1 Geometrie modelu a) a schematický profil b), číselné anotace jsou v m


Parametry modelu

Mřížkové parametry modelu jsou uvedeny v Tabulce 1. Nastavení okrajových podmínek a počátečních
hladin je patrné z Tabulky 2. Uvažujte hydraulický gradient ve
směru  osy x, I=0,002. Hodnoty hydraulické vodivosti a efektivní pórovitosti jsou uvedeny v Tabulce
3. Hydraulická vodivost je v rámci každé modelové vrstvy izotropní,
tj. K[Hi ]= K[Vi] = K[i].


Tabulka 1 Mřížkové parametry

X (E)

                  510 m

Y (N)

                  510 m

Z (výška modelu)

                  60 m

Z[0] (báze modelu)

                  0

Sloupce

                  51

Řádky

                  51

Vrstvy

                  5

Mocnost L1

                  9 m

Mocnost L2

                  1 m

Mocnost L3

                  30 m

Mocnost L4

                  10 m

Mocnost L5

                  10 m

Typ L1

                  1: Unconfined

Typ L2

                  3: C/U (T var.)

Typ L3

                  0: Confined

Typ L4

                  0: Confined

Typ L5

                  0: Confined


Tabulka 2 Okrajové podmínky a počáteční hladiny

Pro sloupec 1 a 51 ve vrstvách 1,3,4 a 5

                                        h=konst.

h0=h1 pro L1

                                        55 m

h0 pro L2

                                        55 m

h0=h1 pro L3

                                        56 m

h0=h1 pro L4

                                        56 m

h0=h1 pro L5

                                        56 m

grad h (pro vrstvy 1,3,4,5)

                                        0.002


Tabulka 3 Hydrogeologické parametry

K[1]

              1e-4 m/s

K[2]

              1e-8 m/s

K[3]=K[4]=K[5]

              3.6e-5 m/s

n[1]

              0.25

n[2]

              0.001

n[3]=n[4]=n[5]

              0.2


Výstupní protokol

Uvažujte následující scénáře lišící se čerpaným množstvím z vrtu HV1.


Scénář 1: Q = 0;

Scénář 2: Q = 12 l/s;

Scénář 3: Q = Q’ (bezpečné čerpané množství, viz výše);


Pro každý z těchto scénářů uveďte do protokolu následující výstupy:

a)     Mapu hydroizohyps pro kvartérní zvodeň po 10 cm.

b)     Mapu proudnic a vektorů efektivní rychlosti proudění v[e] z programu PMPATH + proudnice a
vektory v[e] v profilech pro sloupec a řádek 26 a vrstvu 3.

c)      Graf h=f(x) - v Excelu vyneste piezometrické výšky hladin v jednotlivých hydrogeologických
jednotkách pro řádek 26.

d)     Objem vody v l/s, která přetéká přes poloizolátor mezi kvartérní a křídovou zvodní

e)     Diskutujte charakter proudění v této struktuře za daného scénáře