Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

4. szám - Juhász József: Hazánk felszínalatti vízkészletére vonatkozó ismereteink

286 Hidrológiai Közlöny 1962. 4. sz. Juhász J.: Hazánk felszínalatti vízkészlete Rétegek fajlagos összenyomódása, £ [%] 0 10 20 30 J — 1 i i_ Hézag tényező, e 3. ábra. A víztartók összenyomódásának és hézagtérfogatának változása a konszolidáció folyamán 0ue. 3. H3MeneHue CMCUMaeMoemu u nopucmocmu eodoynopoe « npoqecce KOHCOAUdaiiuu Abb. 3. Veránderlichkeit der Kompression und des Porenvolumens von wasserführenden Schichten im Verlauf der Konsolidation. keztóben anélkül is kaphatunk belőle vizet, hogy annak utánpótlódása lenne. A feszültségnövekedés — amit szélső értékekben el tudunk érni az, hogy teljesen letermeljük a vízadó réteg készletét — tehát a nyugalmi vízszintet a réteg talpáig leszállítjuk és akkor feltételezzük, hogy a felette levő vízzáró réteg miatt a teljes feszültség — tehát a semleges és tényleges feszültség összege — átadódik a vízadó rétegre. Ilyenformán abban a feszültségek kb. megkétszereződnek. Ez a felsőbb 100—150 m-es rétegeknél a hézagtényező 8—15 %-os csökkenését — s ezzel arányos vízmennyiség kitermelhetőségét — jelenti. Mélyebb rétegekben ez alig 4—5%-ot jelent. A számított értékek jól egyeznek a kőolaj bányászatban tapasztalati úton kapott 6—-8 %-os értékkel. Tapasztalat szerint ugyanis egy rétegrugalmassági energiával dolgozó kőolaj telepnél kb. ilyen százalékát lehet a benne levő olajnak kitermelni. Természetesen, ha a fedő és fekű rétegek nem teljesen vízzáróak, a jelenség nem ilyen egyszerű. Akkor a feszültségnövekedés nem lesz olyan nagy, mert a feszültség különbség hatására a fedő és fekű vizének egy részét átpréseli a vízadó szintbe, mintegy visszaalakítva a tényleges feszültség egy részét semleges feszültséggé. Ha a rétegrugalmasság alapján számolunk, azt kapjuk, hogy a kitermelhető sztatikus készlet — utánpótlás nélkül — a vízadó rétegekben tárolt teljes vízmennyiség 7%-a, — amibe már a fedő — fekü kipréselt vizét is beleszámítottuk. Az alföldi üledékeknek kb. 10%-a vízbányászati szempontból megfelelő szemösszetételű, így a kitermelhető összes sztatikus készlet: 490 km

3, ebből a hidegvízkészlet pedig kb. 75 km

3. Jelenleg évente kb. 0,23 km

3 a víztermelés felszínalatti rétegvizeinkből. Ha feltételezzük, hogy az elmúlt 50 évben ennek átlag 1/

3-át használtuk el évente akkor eddig összesen 3,8 km

3 vizet vettünk ki felszínalatti készletünkből, tehát a teljes kitermelhető felszínalatti hidegvízkészlet 5%-át. Ha a rétegeknek van korlátolt, vagy nagymennyiségű utánpótlódása és többet használunk fel annál, akkor a réteg rugalmassági energiáját sokkal lassabban emésztjük fel, mint utánpótlódással nem rendelkező területen és így a felszínközeli üzemi vízszinteken történő termelés sokkal hosszabb ideig fennmarad. A tapasztalat szerint az Alföld 200—250 m mélységig terjedő rétegeiben az elmúlt 50 esztendő alatt a nyugalmi vízszint átlag 2—3 m-rel szállt lejjebb, tehát a tényleges nyomáscsökkenés 1—1,5 %-os. A felszínalatti vízkészletből eddig kitermelt menynyiséget kb. a kitermelhető sztatikus vízkészlet 5%-ának találtuk, vagyis a vízadó rétegeknél és a környező vízzáró rétegeknél 5%-nyi pórustérfogat változásnak kellett előállnia. Vizsgáljuk meg, mekkora nyugalmi vízszintváltozásnak kellett volna jelentkezni akkor, ha a kitermelt vízmennyiséget valóban mind a sztatikus készletből nyertük volna. A talajvízszintig érő nyugalmi szint és az (m — z)vel lesüllyedt új nyugalmi szinthez tartozó tényleges és semleges feszültségek értékét a 4. ábrán tüntettük fel teljes konszolidációt feltételezve, ami feltétlenül helyes. A jelölések magyarázata már ismert, yz : a p talaj száraz, ill. légnedves térfogatsúlya. Az egyes felvett értékek, az Alföld átlagos rétegsorának jellemzőit kívánják adni. Kismértékű változtatásuk, amint arról meggyőződhetünk, nem okoz észrevehető eltérést. Az adatok : y

v = 1,0 t/m

3 y

t = 1,9 t/m

3 ysz = 1,6 t/m

3 e = 0,05 M = 100 t/m

2 A felszínalatti mélységtől — m — a kapott nyugalmi vízszint csökkenés független. A 3. ábra szerint a tényleges feszültség különbsége : Ap = (m —z)y

Sz + z(yt —yv) — m (yt— yv)Ap A fajlagos összenyomódás : e = . Ebből a két összefüggésből kifejezve z-t és rendezve az egyenletet kapjuk : „ (ysz-(- y

v—yt)rn — e-M li y»z + yv — y

t Ennek az egyenletnek az alapján a nyugalmi vízszint csökkenésére m — z bármely mélységben 7 m-t kapunk ! Ha M értékét növeljük — tehát a rétegeket merevebbeknek képzeljük a nyugalmi vízszintcsökkenés nagyobbra adódik, ami természetes is. M = 500 t/m

2 esetében például m—z = 36 m. Ha pedig Af < 100 4. ábra. A talajvízszintig érő és a lesüllyedt új nyugalmi vízszinthez tartozó tényleges és semleges feszültségek értéke teljes konszolidáció feltételezésével <t>ue. 4. BeAUHUHa deűcmeumeAbHbix u HeümpaAbHbix nanpuvceHUű, omHocnufuxcn K noeoMy cmamímccKOMy ypoenw eodbi c npedAOxceHueM rtOAHOü KOHCOAudaifuu Abb. 4. Wert der tatsáchliohen und neutralen Spannungen bei Grundwasserspiegel und beim abgesenkten neuen Wasserspiegel unter Voraussetzung einer vollkommenen Konsolidation ">(r

t-i) és vizszin Terepszín