Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)
4. szám - Léczfalvy Sándor: A rétegvízdúsítás néhány egyszerűbb esetének hidraulikai számítása
322 Hidrológiai Közlöny 1961. 4. sz. Léczfalvy S.: A rétegvízdúsítás néhány egyszerűbb esete nem okoznak e kimosódást stb. Ugyancsak fontos probléma még itt az eliszapolódás veszélye, és egyéb biológiai kérdések, amivel jelen dolgozatomban szintén nem foglalkozhatok. A rétegvízdúsítás útján termelhető víz hőmérsékletének alakulása Ha a betáplált víz hőfoka nem azonos a dúsított rétegvíz hőfokával, akkor a kutakból vagy melegebb, vagy hidegebb vizet kapunk, mint egyébként. A probléma akkor jelentkezik élesebben, ha a tápláló víz túlságosan meleg, pl. egy tó nyáron magas hőmérsékletű vizét tápláljuk be a rétegbe. Ez a helyzet a Balatonnál. Ekkor kérdés az, hogy a kutakat egymástól milyen messze tegyük, azért, hogy a megfelelő hőmérsékletcsökkenés előálljon? Természetesen ugyanúgy szükség esetén felmelegedésre is számíthatunk, ha a betáplált víz hőfoka alacsonyabb, mint a dúsított rétegé. Mi a továbbiakban az egyszerűség kedvéért csak lehűlésről beszélünk. A termelő kútból kiemelt víz hőmérséklete három ok miatt lehet alacsonyabb mint a betáplált vizé. 1. A termelő kútból főleg kezdetben a réteg eredeti alacsonyabb hőmérsékletű vizét is termeljük. Az ez okból keletkező lehűlés az eredeti és a betáplált víz arányából számítható. Mivel a réteg bői termelt eredeti vízkészlet fokozatosan csökken, azért az ez okból származó lehűlés is (ugyanolyan hőfokú tápláló víz esetén) fokozatosan kisebb lesz. 2. A tápláló kúttól a termelő kútig áramló víznek az út megtételéhez átáramlási időre van szüksége. Emiatt pl. ha az átáramlási idő 1 hónap, júniusban a termelőkútban nem a júniúsban, hanem a májusban betáplált vizet emeljük, és ha a betáplált víz hőfoka ekkor alacsonyabb volt — mint általában ez lenni szokott — a kitermelt víz is hidegebb lesz. (Télen fordított a helyzet.) 6. ábra. Jelölések a vízhűtés folyamatának értelmezéséhez 0U2. 6. 06O3HANEHUH K o6bameHuw npoyecca OXAAJICDENUA eodbi [a] TeMnepaTypa BOHH, [6] rjiyönHa no« noBepxHocTbio 3eMJiH, [c] HaqajibHaa TeMnepaTypa, [d] oCorameHHbifl njiacT, [e] KoneMHan TeMnepaTypa Fig. 6. Notations used for interpreting the process of water cooling [a] : water temperature, [6]: depth below the terrain, [c] : initial temperature, [d] : recharged layer, [e] : final temperature 3. A harmadik ok, amely miatt a víz hőmérsékletváltozása beáll, az, hogy a betáplált az eredet rétegvíznél melegebb víz hőmennyiségét a körülötte levő hidegebb rétegeknek átadja, mégpedig annál többet, minél hosszabb az átáramlási ideje. Gyakorlatilag a betáplált víz mennyisége kicsi az egész föld alatti vízkészlethez képest és ezért a dúsított réteg alatt és fölötte levő víztartó szintek hőmérsékletét állandónak vehetjük. Emiatt ez a fajta hőmérsékletcsökkenés mindig fel fog lépni. A továbbiakban az egyszerűség kedvéért két egymással párhuzamos galérián kísérjük végig a hőmérsékletváltozás folyamatát. Legyen adva két galériánk a 6. ábra jelöléseivel. Ekkor a hőmérsékletváltozás meghatározása bizonyos egyszerűsített feltételektől kiindulva a következő : A valóságos hőmérséklet egyes elosztását egy vízadó réteg környékén a 6. ábra szemlélteti. A vízadó rétegekben a hőmérséklet gyakorlatilag a mélységtől független. Legyenek a következő jelölések : t 0 = a réteg hőmérséklete, ahol a rétegvízdúsítás lejátszódik, í, = a dúsítás fölötti első vízadó réteg hőmérséklete, t 2 = a dúsítás alatti első vízadó réteg hőmérséklete t n x = a rétegbe bevezetett víz kezdeti hőfoka, tx = a rétegbe bevezetett víz hőfoka x út megtétele után. T jelentése a bevezetett víz és a rétegvíz hőmérsékletének mindenkori különbségét (t x — í 0). Vezessük be a t 0 x hőmérsékletű vizet a tápláló galériánkba. A víz áramolni kezd a termelő galéria felé és közben hőmérsékletéből veszít, mivel hőáramlás indul meg felfelé is és lefelés is (ha W > h é s tox > h) : A felfelé történő hőáramlás állandóan tart, a lefelé addig, míg t x egyenlő nem lesz í 2-vel. Egy bizonyos úthossz alatt és idő múlva beáll az eredeti állapot, 3/ZdZ cl bevezetett víz felveszi az eredeti rétegvíz hőfokát. t í és í 2-tőt az egész folyamat alatt állandónak vehetjük, mivel a víztermelő rendszerünk területe csekély a vele érintkező területhez képest (ahol í x és í 2 uralkodik). Elhanyagolhatjuk továbbá a lefelé történő hűtést, és a 7. ábrán alkalmazott jelölések szerint irhájuk : Egy dx úthosszon a bevezetett G súlyú víz hőmérsékletének csökkenése dT ; és így dx hoszszon a víz hőmennyiségének csökkenése q = cG dT (32) ahol c a víz fajhője. Ugyanez a hőmennyiség elvezetődik a felső rétegek felé dx hosszon a T hőmérséklet különbség hatására i idő (az egységnyi hossz megtételéhez szükséges átáramlási idő) alatt ahol q = — Ti áx i = — képletből számítható (33) v a tényleges vízsebesség ö a felső vízzáróréteg vastagsága A a felső vízzáróréteg hővezetőképességi tényezője.
