Yhd 12 3105 maa ja pohjavesihydrologia
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 26

Yhd-12.3105 Maa- ja pohjavesihydrologia PowerPoint PPT Presentation


  • 71 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Yhd-12.3105 Maa- ja pohjavesihydrologia. Johdanto & kertausta. Teemu Kokkonen. Vesitekniikka Ympäristö- ja yhdyskuntatekniikan laitos Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu. Email: [email protected] Puh. 09-470 23838 Huone:272 (Tietotie 1 E). Kurssin sisältö.

Download Presentation

Yhd-12.3105 Maa- ja pohjavesihydrologia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Yhd 12 3105 maa ja pohjavesihydrologia

Yhd-12.3105 Maa- ja pohjavesihydrologia

Johdanto & kertausta

Teemu Kokkonen

Vesitekniikka

Ympäristö- ja yhdyskuntatekniikan laitos

Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu

Email: [email protected]

Puh. 09-470 23838

Huone:272 (Tietotie 1 E)


Kurssin sis lt

Kurssinsisältö


Kurssin suorittaminen

Kurssin suorittaminen

  • Harjoitukset (30 p)

  • Suunnitteluharjoitus (30 p)

  • Tentti (40 p)


Harjoitusaikataulu

Harjoitusaikataulu


Suunnitteluharjoitus

Suunnitteluharjoitus

  • Perustuu Tuusulan vesilaitoksen Jänikselinnan tekopohjavesilaitoksen aineistoihin

  • Kokeellinen ja haastava, mutta toivottavasti mielenkiintoinen

    • Mallivastausta ei olemassa, katsotaan kuinka pitkälle pääsemme...

  • Laskennassa käytetään valmista MODFLOW-ohjelmistoa

  • Työtä on paljon ja se on loogisesti jaettavissa

    • Suositeltava suoritustapa on ryhmätyö (4-5 henkeä per ryhmä)

    • Halutessaan yksinkin saa tehdä

    • Itsenäiseen ryhmänmuodostukseen aikaa perjantaihin 11.11. asti, silloin lyödään ryhmät lukkoon

  • Loppuseminaari Pe9.12. klo 10.15-12.00


Optima oppimisymp rist

Optima-oppimisympäristö

  • Kurrssilleperustetaan työtila Optimaan

  • ”Harjoitukset”-kansio

    • Kaikki harjoitukset palautetaan Optimaan

    • Nimeä harjoitukset seuraavasti: Sukunimi_Etunimi_MPV_HNumero.tunniste

      • Esim. Kokkonen_Teemu_MPV_H1.xlsx, Kokkonen_Teemu_MPV_H1.docx

    • Jokaiselle löytyy oma palautuskansio ”Harjoitukset”-kansiosta

      • Omaan palautuskansioon on oletuksena luku- ja kirjoitusoikeus henkilöllä itsellään ja Teemulla

      • Tänne ladataan harjoituksien palautukset ”Uusi objekti”-toiminnolla

        • Excel- ja tekstidokumentteja


Optima oppimisymp rist1

Optima-oppimisympäristö

  • ”Suunnitteluharjoitus”-kansio

    • Suunnitteluharjoitukselle on oma kansio kullekin ryhmälle kansiossa ”Suunnitteluharjoitus”

      • Kansioon on luku- ja kirjoitusoikeudet oikeudet kaikilla ryhmän jäsenillä ja Teemulla

    • Suunnitteluharjoitus-kansiosta löytyy valmiiksi kansiot ”Data”, ”Raportit”


Noppa

Noppa

  • Noppa-sivu toimii kurssin kotisivuna

    • Harjoitukset jaetaan Nopan kautta

    • Luennot löytyvä Nopasta

    • Kaikkia koskevia viestejä lähetetään Noppa-uutisina

      • Tulevathan ne kaikille sähköpostilla?


Vertaistuki

Vertaistuki

  • Välillä kenties on tarpeen kilpailla, mutta...

    • Kysyä sopii kenen kanssa? Voisimmeko pyrkiä saamaan aikaan mahdollisimman hyvän oppimistuloksen koko ryhmämme sisällä saavuttaen siten ehkä kilpailuetua niihin verrattuna, jotka eivät kurssia ole suorittaneet?

    • Voisiko toimivan vertaistuen tuloksena myös yksilönkin oppimistulos parantua?

      • Henkilö, joka hakee apua epäselvään kohtaaan, saa ohjeita

      • Henkilö, jolle itselle asia on selvä, sen selittäminen jollekulle toiselle syventää omaa ymmärtämistä

        • Tunnettuahan on, että opettaja monesti oppii itse kurssilla eniten...

      • Kahden tai useamman henkilön yhdistäessä ymmärryksensä niin kullekin erikseen epäselväksi jäänyt tehtävä saattaakin avautua

    • Hyvää fiilistä avun antamisesta ja saamisesta ei sovi aliarvioida...

Työelämässä ja laajemminkin yhteiskunnassa pärjäämisen maksimoinnissakaan pelkkä oman ymmärryksen kasvattaminen toisiin nähden ei välttämättä ole paras strategia – yhteistyökykykyisiä ’joukkuepelaajia’ arvostetaan


Muu tuki

Muu tuki

  • Minultakin ilman muuta saa kysellä

  • Lähiopetustilaisuuksissa ja niiden jälkeen voidaan käydä läpi harjoituksissa ja suunnitteluharjoituksessa esiin nousseita ongelmia

  • Sähköpostillakin saa lähestyä

    • Yksinkertaisiin kysymyksiin saatetaan vastatakin :-)

    • Pidempää selittämistä vaativat tapaukset käsitellään suullisesti lähiopetustilaisuuksien yhteydessä, tai tarpeen vaatiessa sovitaan muu aika tapaamiselle


Jotakin arvostelusta

Jotakin arvostelusta

  • Harjoitukset (yht. 30 p)

    • Jokaisessa harjoituksessa on annettu kyseisen harjoituksen maksimipistemäärä

  • Suunnitteluharjoitus (yht. 30 p)

    • Yhteisen työn arvostelu + ryhmän sisäinen itsearvostelu

  • Tentti (yht. 40 p)

    • Harjoitukset ymmärtämällä selvinnee tentistäkin kunnialla


Kirjallisuutta

Kirjallisuutta

  • Tuomo Karvosen www-kirja

    • Ei enää verkossa, laitetaan luettavaksi Aalto-koneisiin

  • Wang, H.F. and Anderson, M.P., Introduction to groundwater modelling, W.H. Freeman and company, 1982

  • Bear, J. and Verruijt, A., Modeling groundwater flow and pollution, Reidel, 1994

  • Freeze, R.A. and Cherry, J.A., Groundwater, Prentice Hall, 1979

  • Kirjastoistajaverkostalöytyypaljonmuutakinkirjallisuuttahakusanoilla “groundwater” tai “groundwater modeling”

    • Kertokaapa, joslöydättehyvän! Etenkinverkostavapaastiluettavissaolevamateriaalikiinnostaisi


Darcyn koe henry darcy 1856

DH = H1 - H2

H1

H2

Darcynkoe (Henry Darcy 1856)

z1

H1 =

+ h1

= h1

  • VirtaamaQ on

    • Verrannollinenpoikkipinta-alaanA

    • Verrannollinenvedenpintojeneroonsiään- jaulosvirtaussäiliöissäDH

    • KääntäenverrannollinenhiekkasuodattimenpituuteenL

h2=


Hydraulinen korkeus

Hydraulinenkorkeus

  • Engl. piezometric head, hydraulic head

  • Energiamääräyksikköpainoakohden

  • Mistäenergiakomponenteistakoostuuvedenenergiasisältö?

  • Gravitaatio:

  • Paine:

  • Nopeus:

Kokoonpuristumaton neste

dz / dt = v => dz = vdt

Kiihtyvyys


Hydraulinen korkeus1

Hydraulinen korkeus

  • Veden kokonaisenergia E [J]:

  • Hydraulinen korkeus H [m]:

maa- ja pohjavesien liikkeissä nopeudet pieniä, jätetään tämä pois

p0 = ilmanpaine, sovitaan että sitä merkitään nollalla

Painekorkeus, merkitään h:lla

gravitaatiokorkeus


Hydraulinen johtavuus

Hydraulinen johtavuus

  • PalautetaanmieliinDarcynkoe:

    jossaQ on virtaama [m3/s], A on poikkipinta-ala [m2], DH on erohydraulisessakorkeudessa [m] jaL on pituus [m]

  • VerrannollisuuskerrointaKkutsutaanhydrauliseksijohtavuudeksijasenyksiköksi saadaan:


Permeabiliteetti

Permeabiliteetti

  • Hydraulinen johtavuus K riippuu sekä väliaineen (permeabiliteetti) että siinä liikkuvan nesteen (viskositeetti) ominaisuuksista

k = permeabiliteetti [m2]

r = tiheys [kg/m3]

g = putoamiskiihtyvyys [m/s2]

m = nesteen viskositeetti [Ns/m2 = kg/m/s]


Darcyn laki 1d

Darcyn laki 1D

  • Merkitään virtaamaa poikkipinta-alaa kohden (siis Q/A) symbolilla q ja kutsutaan sitä Darcyn nopeudeksi (engl. specificdiscahrge)

  • Lisäksi kun huomioidaan, että virtauksen suunta on pienenevää hydraulista korkeutta kohti, saadaan:

  • Annetaan etäisyyden L lähetä nollaa, niin saadaan:

dH / dx on hydraulinen gradientti


Darcyn laki 1d1

Darcyn laki 1D

  • Darcyn nopeuden (q) ja keskimääräisen veden virtausnopeuden (v) välinen suhde (n on huokoisuus):


Darcyn laki 3d

Darcyn laki 3D

  • Homogeenisessa, isotrooppisessa tapauksessa Darcyn laki voidaan kirjoittaa kolmessa ulottuvuudessa seuraavasti:


Heterogeenisyys ja anisotropia

Heterogeenisyys ja anisotropia

  • Mikäli hydraulinen johtavuus ei riipu sijainnista pohjavesiesiintymässä, esiintymä on homogeeninen – muuten heterogeeninen

  • Mikäli hydraulinen johtavuus ei riipu suunnasta, esiintymä on isotrooppinen – muuten anisotrooppinen

Anisotropia

Heterogeenisyys


Heterogeenisyys ja anisotropia1

Heterogeenisyys ja anisotropia


Anisotropia

y

x

Anisotropia

y

Anisotropian suunta yhtenevä koordinaattiakselien suunnan kanssa:

x-suuntainen gradientti saa aikaan vain x-suuntaista virtausta

Anisotropian suunta EI yhtenevä koordinaattiakselien suunnan kanssa:

x-suuntainen gradientti saa aikaan sekä x- että y-suuntaista virtausta

x


Anisotropia1

y

q

y’

x’

x

Anisotropia

Darcyn laki yleisemmässä muodossa (2D):

= 0

= 0


Anisotropia2

Anisotropia

  • Sekä vektori q (Darcyn nopeus, ks. edellisen kalvon kuva) että gradienttivektori voidaan esittää molemmissa koordinaatistoissa – ja muuntaa koordinaatistosta toiseen lineaarisella muunnoksella


  • Login