Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)

10. szám - Dr. Öllős Géza–Dávidné Deli Matild–Szolnoky Csaba: A nyomás alatti réteget megcsapoló kutak tervezésének hidraulikai kérdései

Dr. öllős G.—Dávidné, Deli Matild—Szolnoky Cs.: A nyomás alatti réteg Hidrológiai Közlöny 1966. 10. sz. 449 lkr Példaként a nyomás alatti vízadó réteget megcsapoló félgömb — a hidromechanikában Muskat által jellemzett — esetét idézzük. A félgömb alakú megcsapoló felület középpontja a végtelen mélységűnek képzelt vízvezető réteg felső síkjába essék ([4], 2. ábra). A szivárgási tér tetszőleges r sugarú potenciálfelületének pontjain a szivárgási sebesség: v

r = dcp dr <PR-<P

o 1 1 r

2 (7) ~R T

0 Minthogy <PR — <p

0 = k{JiR—h

0), (8) az r

0 sugarú gömbalakú megcsapoló felületre nézve a szivárgási sebesség V

ro = ?R — <PO k(hn — h

0) (9) 1. ábra. A szivárgási tényező (k), a kritikus hidraulikus esés (ikr) és a kútbeli leszívás (s) kapcsolatát kifejező hiperbolasereg Puc. 1. Pad zunepőoAutecKux Kpueux, ebipaMatoufux cea3b Mevcdy KOscpuifueHmoM 0UAbmpaquu (K), icpumutiecKUM zudpaejimecKUM zpaduenmoM (ikr) u denpeccueü KOAodifa (s) Fig. 1. Set of hyperbolas representing the relationship between seepage coefficient (k), critical hydraulic gradient (ikr) a

nd well drawdoum (s) Laplace-féle differenciálegyenletbeli cp függvény, mint ismeretes, a <p{x, y, z)=-k^ + z^+C=-kh+C (6) alakban írható fel. Az ebből leszármaztatható szivárgási sebességet tehát három alapul választott tényező befolyásolja: a) & a szemcsés közeg szivárgási tényezője, b) h a szivárgást előidéző és fenntartó nyomáskülönbség (ennek kút esetében a kútbeli s leszívás felel meg), c) C állandó, amelv a szivárgási határfeltételeket hivatott képviselni. ahol A = állandó, adott határfeltételekre vonatkozik. Ebből az utóbbi egyenletből h

0 = 0, vagyis a megcsapoló elembeli lehetséges legnagyobb mértékű leszívás esetében a megcsapoló felületen a maximális szivárgási sebesség kh

R ÍVq , max —" (10) Valamely szivárgási rendszer megcsapoló felületén kialakuló szivárgási sebesség meghatározásának elve a (9) egyenletben foglalt hidromechanikai alapgondolatnak megfelelő. A szóbanforgó szivárgási rendszerre nézve gravitációs megcsapolási viszonyok mellett a (10) egyenlet a rendszerben egyáltalán előállítható maximális szivárgási sebességet szolgáltatja. Ez a maximális szivárgási sebesség azonban nem tévesztendő össze a kritikus szivárgási sebességgel. Az előbbi sebesség tisztán hidromechanikai alapon szemléli a folyamatot, a kritikus sebesség azonban a k tényezőn túlmenően már a talaj szivárgással szembeni viselkedését, a talajmechanikai sajátosságokat is figyelembe veszi. A tervezőnek elsősorban a kritikus szivárgási sebesség értékére van szüksége. 4. A kúthidraulika jövőbeni fejlesztésének alapvonásai A szerteágazó kutatások jól bizonyítják, hogy a kúthidraulikai kutatások fontos szakaszába érkeztek. Ennek okai röviden a következőkben öszszegezhetők: a) A szemcsés közegbeli szivárgási folyamatnak a (9) és ehhez hasonló egyenletekkel való jellemzésével számos esetben egyidejűleg a kútbeli mozgásfolyamatot is jellemezni kell. b) A Sichardt-féle és ahhoz hasonló tisztán csak empirikus alapokon nyugvó hidraulikai szemlélet rendszerint túlzottan leegyszerűsíti a tényleges folyamatokat. Statikus jellegénél fogva a folyadékmozgás és a szemcsék közötti dinamikai kölcsönhatás kifejezésére csak bizonytalanul alkalmazható. A talaj hidraulikai szempontból mértékadó szerkezeti sajátosságait okszerűen nem veszi figyelembe. A Vkr határ megvonását elméletileg nem támasztja alá. 2. ábra. A félgömb alakú megcsapolófelülethez tartozó szivárgás paramétereinek szemléltetése Puc. 2. H3o6paw:eHue napaMempoe cpuAbmpaifuu, omHocaiifeüca K noAymapoeoü noeepxnoxmu dertpeccuu Fig. 2. Potential field pertaining semi-spherical drainage surfaee Sztatikus szint