Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)
5. szám - Darányi Ferenc: A Bakony-hegység karszthidrológiai kérdései a bányászati tapasztalatok alapján - Dr. Juhász József: Gyakorlati összefüggés kútellenállás meghatározására
Hidrológiai Közlöny 1966. 4. sz. 220 HIDRAULIKA Gyakorlati összefüggés kútellenállás meghatározására Dr. JUHÁSZ JÓZSEF* a műszaki tudományok kandidátusa A próbaszivattyúzásoknál számos esetben költségcsökkentést lehetne végrehajtani, ha nem kellene észlelőkutakat elhelyezni. Ennek azonban az az akadálya, hogy a szívott kútban mért és a kút külső palástján kialakuló vízszint közötti szintkülönbségeket — a vízszál elszakadás értékét — (1. ábra) nem ismerjük. 7. ábra. A tényleges és fiktív kútellenállás értelmezése A kutak próbaszivattyúzásának értékelését általában a Darcy-féle szivárgási-, és legtöbb esetben a Dupuit—Thiem-féle kúthidraulikai elven felépített összefüggésekkel végezzük. A számításnál ilyen esetben feltételezzük azt, hogy a depresszió felület sugárirányú metszete logaritmikus görbe. A valóságban azonban tudjuk, hogy különösen a kút közvetlen — néhány méteres — környezetében ez a feltevés nem helytálló, a depresszió-vonal eltér a logaritmikus alaktól, annál mélyebbre süllyed (1. ábra). Ha tehát a próbaszivattyúzás alapján számítani akarjuk a szemcsés közeg víz áteresztőképességét, célszerű nem a kút tényleges ellenállását meghatározni, hanem azt a magasság különbségét, ami az üzemi belső vízállás és a logaritmikusnak feltételezett depresszió görbe kútpalásthoz való csatlakozása között van, s amit a továbbiakban a kút fiktív ellenállásának nevezhetünk. Számos modell kísérlet, eljárás és elméleti levezetés ismeretes, amelyek célja a kútellenállás értékének egyben vagy elemenkénti meghatározása, de amelyek még mindig igen nagy szórással adják csak meg a fiktív ellenállás vagy a tényleges ellenállás értékét. A kútellenállási kérdések ellenőrzésére igen alkalmasnak mutatkozott a Dunai Erőműrendszer, ill. a Tisza II. Vízlépcső céljaira készített hidrogeológiai feltárások során végzett próbaszivattyúzások anyaga. A vizsgálatok céljaira egy-egy helyen legalább 8, de előfordult, hogy 24 észlelőkutat telepítettek a szívott kút köré. A vizsgált próbaszivattyúzott kutak mindegyikét először tisztítószivattyúzásnak vetették * Vízügyi Tervező Iroda, Budapest. alá, majd nyugalmi vízszintet mértek újra, s csak azután végezték el a próbaszivattyúzást. A vizsgált kutak között volt 500 mm 0, 318 mm 0, kavicsolt és kavicsolatlan, teljes és nem teljes kút egyaránt, s minden kútban több lépcsős szívatást végeztek. A kitermelt vízhozam 150 l/p és 11 000 l/p között ingadozott a Dunán, 10 l/p és 200 l/p között a tiszai munkáknál. A kútellenállás összefüggésének meghatározására számos próbálkozást végeztünk egyrészt a meglevő irodalmi adatok felhasználásával, másrészt különböző feltételezésből szerkesztett új öszszefüggésekkel. Az irodalmi adatok általában irreálisan kicsiny értéket adtak, ami azzal a veszélyei jár, hogy a tényleges depressziót a valóságnál nagyobbra, a szivárgási tényezőt pedig ennek arányában kisebbre kapjuk. Talajvízszint süllyesztés vagy általában vízvédelem esetében ez nem engedhető meg, mert a biztonság kárára tesz olyan elhanyagolásokat, amelyek a számításokban előírt biztonsági tényezőknél nagyobbak. A vizsgálatainkból végzett próbaszivattyúzási adatok feldolgozásánál — több próbálkozás után — arra az eredményre jutottunk, hogy a kútellenállás értékét a kútpaláston kialakuló tényleges belépési sebesség (vt) és a rétegekre érvényes kritikus sebesség (vkr) aránya (a) jól jellemzi, ha a kútellenállás értékét (sb — «*) a belső depresszióhoz (sb) arányítjuk. Ebben az összefüggésben ugyanis a kút esetleges helytelen kivitelétől eltekintve minden más tényező benne szerepel. A vizsgálatoknál felhasznált dunamenti próbakutakban mért adatok alapján számított pontokat a 2. ábrán üres karikákkal, a tiszai szívatások eredményét fekete pontokkal tüntettük fel. Ide berajzoltuk a fiktív ellenállás javasolt módon számított görbéjét is. A fiktív kútellenállás meghatározására a fentiek szerint számos helyszíni vizsgálat alapján az alábbi összefüggés használatát javasoljuk : <5 = exp (———| V 3,14 A ahol C Sb Vkr 0 = , a = — Sb — s k v t A jelölések — amelyek részben a 3. ábrán követhetők : Sb a kútban mért „belső" depresszió Sk a számítás alapját képező „külső" depresszió, amely már figyelembe veszi a „fiktív" ellenállást. Vkr a megszívott réteg 50%-os szemcseátmérőjéhez tartozó kritikus szivárgási sebesség, amit Fiktív, kútellenállás használandó logaritmikus depresszió görbe Tényleges depresszió görbe Teng/eges kútellenállás vízszint
