Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)
4. szám - Léczfalvy Sándor: A rétegvízdúsítás néhány egyszerűbb esetének hidraulikai számítása
Hidrológiai Közlöny 1961. 4. sz. 317VÍZELLÁTÁS A rétegvízdúsítás néhány egyszerűbb esetének hidraulikai számítása LÉCZFALVY SÍNDOE' A felszín alatti vizek dúsítása — mint ismeretes — az a folyamat, mikor az aránylag kevés vizet tartalmazó mélyebb szinten levő föld alatti víztartót valamely felszíni víztérből (vízfolyásból, tóból stb.) utánatöltjük, hogy a rendszeresen kivett vízmennyiséget pótoljuk, illetőleg megnövelhessük. Ez a folyamat egyben a felszíni víz szűrését, tisztítását és eseteges hőmérsékletváltozását is jelenti. Attól függően, hogy ez a dúsítás felszínközeli szabadtükrű vagy vízzáró rétegek között elhelyezkedő víztartó rétegben történik-e, nevezzük a folyamatot talajvíz, illetőleg rétegvízdúsításnak. A talaj vízdúsítás tehát szabad felszínű szivárgással kapcsolatos, a rétegvízdúsítás pedig nyomás alatti szivárgással. E két dúsítási mód közötti különbségek lényegesek. A szivárgási viszonyoktól eltekintve a két mód között igen fontos megkülönböztetni azt a körülményt, hogy a talajvíz dúsításánál szerepet játszik a beszivárgó csapadék és a talajvízből történő párolgás, míg a rétegvízdúsításnál nem. Az előbbiekből következik az, hogy a rétegvízdúsítás hidraulikai számítása jóval egyszerűbb mint a talajvízdúsításáé. Tanulmányom célja az, hogy a •rétegvízdúsítás néhány egyszerűbb esetével foglalkozzék. A rétegvízdúsítás lényege A rétegvízdúsítás lényege az, hogy egy mélyebben fekvő nyomás alatt álló vízvezető rétegbe, amelynek megfelelő vízutánpótlódása nincs biztosítva, kutakkal vagy galériákkal vizet vezetünk le a felszínről, és így a réteg vizét feldúsítjuk. Ezt a vizet meghatározott hosszúságú áramlás után a réteg megszűri. A rétegből az így megtisztított vizet kutakkal, vagy galériával vesszük ki. Tehát -vannak ún. tápláló berendezések, tápláló kutak és ezekből bizonyos távolságra termelő berendezések, termelő kutak. A termelő és tápláló berendezések távolságától és mélységétől függően a bevezetett külszíni víz hőmérséklete is megváltozhat (felmelegedhet vagy lehűlhet), célszerű kúttelepítések esetén céljainknak megfelelően. Tanulmányunkban a fentieknek megfelelően foglalkozni fogunk a rétegvízdúsítás útján termelhető víz mennyiségi kérdéseivel, a víz hőmérsékletének alakulásával, illetőleg a dúsítás gyakorlati alkalmazásaival. A rétegvízdúsítás útján termelhető vízhozamok számítása A számítások az alábbi feltevéseken épülnek 1. a vízmozgás lamináris, 2. a víztartó és a környező vízzáró rétegek * A tanulmány a Vízügyi Tervező Iroda Előmunkálati Osztályán készült. fel : rugalmassága elhanyagolható. (Tehát vagy hidrosztatikus artézi kutakról van szó, vagy olyan rétegnyomású kutakról, amelyeknek az egymás közötti távolsága nem nagy, a víztartó réteg rugalmassági modulusa kicsi.) Feltételezzük továbbá, hogy a kutakban levő vízszint a kutak melletti vízszinteket jelöli, és így az elszakadás jelenségét nem tekintjük. Mielőtt rátérnénk a számításokra, röviden össze kell foglalnunk az alábbiakat: Mint ismeretes, a talajvízáramlásnak mint potenciális áramlásnak x irányú sebességét a 9 0 ,,, = —ar ( 1> összefüggés adja meg. A Dupuit feltevés alapján viszont: áh d0 d& kJ — Kdx dx dx ' ahol 0 a sebességpotenciál általánosságban 0 = kh (2) és ahol k = áteresztőképességi együttható, h = piezometrikus szint magassága. A nyomás alatt termelő kút sebességpotenciálja 1. ábra jelölésével : 0 Q 2 7im In r + c. (3) A nyelőkút sebességpotenciálját is ugyanez a függ vény fejezi ki, csak ellenkező előjellel, tehát ; Q 0 = 2 jrra In r -f- c. A továbbiakban a termelőkútnak a sebességpotenciálját 0 1-e\, a nyelőkutat pedig 0 2-vel jelöljük. AJ Számítási módszerek elvi alapjai A sebességpotenciálok ismeretében a kutakkal kapcsolatban esetünkben minden szóbajöhető változat leírható. A hidraulika ismert tétele szerint ugyanis az összetett áramlási rendszerek sebességpotenciálja a részek sebességpotenciáljának összegével egyenlő. Ezt a tételt fogjuk alkalmazni a számításoknál és számítjuk ki a termelhető vízhozamokat. Ez utóbbit ahol lehet, azután viszonyítjuk a galériák által nyerhető, mint maximálisan termelhető vízhozamokhoz. B) Kör gyűrűs galéria által termelhető vízhozam Legyen víztermelő berendezésünk a 2. ábra szerinti. A tápláló rendszer köralakban elhelyezett b sugarú galéria, közepén egy r 1 sugarú termelő kitt. Ekkor a vízhozam az ismert képlet szerint Q g = 2 Timks (5)
