Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

2. szám - Dr. Juhász József: A kitermelhető sztatikus rétegvízkészlet számítása

Dr. Juhász J.: A kitermelhető rétegvizkészlet Hidrológiai Közlöny 1969. 2. sz. 55 alapul véve, a fenti módon megkaphatjuk a keresztáramlás hozamát, ami a megcsapolt vízadó réteget táplálja. A meghatározás során először a kiinduló geometriai és fizikai adatokkal kiszámítjuk u(z, t) értékét, a vízadó réteg fedő, ill. feküvonalától különböző z magasságokban azonos időket véve. Ezután tudva azt, hogy o'zt=p-u

t meghatározhatjuk a tényleges feszültségek függélymenti változását azonos időkben. Majd a függélyt részekre bontva néhány magasságban meghatározzuk az anyag jellemzői alapján a 4. ábrából v értékét a felvett z mélységekben (amit a mélységközökben állandónak tekintünk), s ebből egy-egy mélységközre a •dV

l = v

zt-a'

ZfC összefüggésből a teljes pórusvolumen csökkenést is megkapjuk. A függély mentén összegezve, kapjuk a felvett t időpontban mutatkozó póruscsökkenést, vagyis kipréselődő vízmennyiséget (£Vt). A szerkesztést több t időpillanatra elvégezve kapunk egy UAVt, t értékpár sorozatot, amit legegyszerűbben a At időközökre állandónak vett EAVt alapján a IAV, qt

=—AT összefüggéssel vízhozammá változtatunk. A kapott adatokat qt, t koordináta rendszerbe felrakva, az adott állandó depresszióval maximálisan kitermelhető hozam számítható. Amennyiben ennél kevesebbet veszünk ki, úgy kutunk termelése folyamatos lesz, ha többet, úgy szakaszos, vagy a depresszió növekszik állandóan. Abban az esetben, ha a fedő-, ill. fekürétegek a kút közelében eléggé vízzáróak, számottevő küszöbesésük lehet. Ilyenkor a kút termelésbe állítása után a depresszió hirtelen nő, s amikor a fedő küszöbesését meghaladta (ebből is megindul a kipréselődés), beáll egy „egyensúlyi" helyzet , s a depresszió növekedése a lehetséges AV kitermeléséig megáll. Még egyszerűbben tudunk eljárni akkor, ha felhasználjuk Kézdi Á. konszolidációs viszonyszámát. A tí. ábrán látható h=z

2 — z

l vastagságú réteg és a mellé rajzolt hézagtényező — változási görbe —]/— V/ 'V/ /// / / h '// 7/ /V/ V/ —z, 6. ábra. A h magasságú rétegoszlop tömörségének kétféle leírása Abb. 6. Z/weierlei Besehreibungen der Dichte der h hohen Schichtensaule jelölése szerint — feltéve, hogy a szemcsék nem morzsolódtak, amit jelen esetben teljesen el lehet fogadni, AV

t=Aht=c(v

z

l-v&)yi (21) es amiből A Fmax = Ahm&x = c(v

zi — V

zl)y, Ah, AV

t A/tnmx A Fmax s végül c(v

zi-v

z

2)y

t^ yt c(v

zi — vzz)y y yt=f(T)-y Visszahelyettesítve (21)-be és f(T) értékét a görbére felírható analitikus összefüggésből véve A V

t = c(v

zi — v

zz)y 1,108 • I0~

7n -3,0 A megadott összefüggést különböző x-ra és különböző h rétegvastagságokra alkalmazva ugyancsak megkapjuk az előbbi adatsort, amiből a vízhozamokat számíthatjuk. Arra az esetre, ha csak rövid ideig, de nagy mennyiségű vizet akarunk valamely rétegből kivenni (s így nem törődünk azzal, hogy a depresszió folyamatosan növekszik), az előbbiek értelemszerű alkalmazásával Gibson megoldásai közül választjuk ki — a depresszió kívánt időbeni változásának megfelelően — a feszültségek időbeni változásának összefüggését [5]. Vigyáznunk kell azonban ebben az esetben, mert ha az y

t lineárisan változik az idővel, csak a jobb áteresztőképességű fedő- és fekürétegek konszolidációs keresztáramlása történik teljes vagy lényegében teljes konszolidáció mellett. Agyag, vagy erősen agyagos fedő-, ill. fekürétegek esetén a depresszió időbeli növekedésével nem lesz arányos a fedő, fekii bekapcsolódása a vízszállításba, ezért ilyenkor a vízadó réteg igénybevétele igen nagymértékű lesz, és csak a kiit hosszabb idejű pihentetése után lehet ismét belőle vizet termelni. Ha megelégszünk a depresszió időben négyzetgyökös növekedésével, úgy már finom rétegek esetén is számíthatunk a fedő és fekürétegek együttdolgozására a vízadó rétegekkel. A könnyebb megértés érdekében egy példán mutatjuk be a számítási módot — Terzaghinnk a semleges feszültség időbeni változására vonatkozó egyenlete alapján. A számítást természetesen elvégezhetjük Florin megoldása alapján is [6]. Ha pedig a depresszió időben gyökösen vagy lineárisan növekszik, akkor Gibson ismert összefüggéseit lehet felhasználni a keresztáramlás hozamának meghatározására. A példa adatait részben a 7. ábrán láthatjuk, részben a következők: a megcsapolt rétegben: ca = 0,05 e

0 = 0,65 yt= 1,0 t/m

3 kh— 10"

4 m/sec u depresszió átlagértéke y= 10 m.