3.3 Kutakban végzendő mérések a folyadékpotenciál eloszlás meghatározására

A folyadékrészecskék közötti energiakülönbség h különbségben mérhető, ezáltal közvetlen a kutakból meghatározható (3.5. ábra). A folyadék a nagyobb potenciálú hely felől a kisebb potenciálú hely felé áramlik.

Terepi potenciométer, kút

3.5. ábra: Terepi potenciométer, kút (Freeze & Cherry, 1979 nyomán)

A kutakban mérhető h értékekből a hidraulikus gradiens horizontális és vertikális komponensének irányát és nagyságát is meghatározhatjuk (  3.6. ábra). A horizontális gradiens meghatározására ugyannarra a mélységre szűrőzött kutakra van szükség. A bennük mért nyugalmi vízszintek különbségét, Δh elosztva a kutak horizontális távolságával Δl, megkapjuk a horizontális gradiens komponens nagyságát. A gradiens iránya ellentétes a fluxuséval, azaz a kisebbhidraulikus emelkedési magasságú kút felől a nagyobb hidraulikus emelkedési magasságú kút felé mutat.

A függőleges gradiens komponens kiszámításához különböző mélységekre szűrőzött kutakra van szükség. A kutak mérési pontjainak eleváció különbségével, Δl elosztva a hidraulikus emelkedési magasságok különbségét Δh, megkapjuk a vertikális gradiens nagyságát. Az irány itt is a h értékektől függ és felfelé vagy lefelé irányuló lehet.

A hidraulikus gradiens horizontális és vertikális komponense kutakban mért hidraulikus emelkedési magasságokból meghatározva, homogén izotróp közeg esetén, a fluxusvektor irányának feltüntetésével

3.6. ábra: A hidraulikus gradiens horizontális és vertikális komponense kutakban mért hidraulikus emelkedési magasságokból meghatározva, homogén izotróp közeg esetén, a fluxusvektor irányának feltüntetésével (Freeze & Cherry, 1979 nyomán)

A felszín alatti vízáramlás kutakban mért adatokból rekonstruálható. Az áramkép összetevői az ekvipotenciálok és az áramvonalak. Az ekvipotenciálok a kutakban mért azonos h értékű pontokat összekötő izovonalak. Homogén és izotróp közegben ezekre merőlegesek az áramvonalak.

Az ekvipotenciálokat ábrázoló potenciometrikus keresztszelvény

3.7. ábra: Az ekvipotenciálokat ábrázoló potenciometrikus keresztszelvény

A 3.7. ábra egy potenciometrikus keresztszelvényt mutat. Az ekvipotenciálok kifutnak a talajvízszintig. Mivel a talajvízszintben a nyomásmagasság zéró, azt mondhatjuk, hogy hidraulikus emelkedési magasság megegyezik a víztükör elevációjával. Ebből következően a talajvíz domborzattal párhuzamosan változó ekvipotenciálik értékeinek trendjei a 3.7. ábra alapján leolvashatók. Látszik, hogy az A és B potenciométerek ugyanazon az ekvipotenciálon taláhatók. Nincs a két mérési pont között hidraulikus emelkedési magasság különbség, abből következően nincs áramlás sem. Ugyanakkor figyeljük meg, hogy a két kútban más és más a helyzeti és a nyomásmagasság aránya az azonos hidraulikus emelkedési magasságon ellenére. A C és D potenciométerek mérési pontjaiban látható ekvipotenciálokat leolvasva megállapítható, hogy a két kút között vertikális feláramlás prognosztizálható. Ugyanis a hidraulikus emelkedési magasság a D pontban nagyobb, mint a C pontban.