Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)
2. szám - Dr. Juhász József: A kitermelhető sztatikus rétegvízkészlet számítása
Dr. Juhász J.: A kitermelhető rétegvizlcészlel Hidrológiai Közlöny 1969. 2. sz. 57 AV [m 3/m !J 4,0 -| 3,02,01,0 0 ! í ÚV m m= 0,296 Í. .. 7 1 fa % / * 7 1 fa ^ ^Lt = 0,033 'a vizadáTifeijbdrjJfe rmelhet vhme nnyiseg —; r 0,13 •0,0S^ 6 Q 0,051 •0,04^ 0,03 10. ábra. A kitermelhető vízmennyiség, itt. a fajlagos vízhozam időbeni változása a példában Abb. 10. Die zeitliche Veranderung der förderbaren Wassermenge, bzw. der spczifischen Abflussmenge im fíeispiel 450 350 <5! I 250 ^ 200 ^ 150 - -4. 1 1— J l J A i • 4 - ! ! i A vízadó réteq 7—-konszoíidiciöjabof - ' . 'V'"" V A vízadó réteq 7—-konszoíidiciöjabof - ' . 'V'"" V A vízadó réteq 7—-konszoíidiciöjabof - ' . 'V'"" V <f l: T j A fedőréteg 1 konszolidációjából 7 1 1 1 -1 1 1 1 1 20 [év] 25 30 35 40 okozza. A vízkivétel nagysága, a vízkivételi hely felszín alatti mélysége, az okozott nyomáscsökkenés és a kőzetek fizikai tulajdonságaitól függően a felszíni deformáció a termelés kezdete után különböző idő múlva jelenik meg. Az előzőkben megpróbáltuk néhány sematikus esetre a kitermelhető maximális hozamot meghatározni, azzal a feltételezéssel többek között, hogy a kialakított depressziónak megfelelő konszolidáció az érintett rétegösszletben valóban végbe is megy. Ha ezt a feltevésünket továbbra is fenntartjuk, akkor a kialakulható horpa maximumát fogjuk meghatározni. Síkbeli megcsapolás esetén a vízkitermelés a felszínen egyenletes süllyedést okoz. A süllyedés mértéke AV F Az=Ae-z11. ábra. A kitermelhető vízhozam időbeni változása egy példába,i Abb. 11. Die zeitliche Veranderung der förderbaren Abflussmenge in einem fíeispiel Az 1. táblázat adatait tájékoztatásul a 10. ábrán grafikusan is felraktuk. Erre az ábrára egyben felvittük a kivehető vízhozamot is az idő függvényében. A példát egészítsük ki a függélymenti vizsgálatból síkbeli vizsgálattá, azt feltételezve, liogy a területen olyan sűrűn vannak a megcsapolt kutak, hogy a megcsapolás miatti konszolidációt függély menti vizsgálatra redukálhatjuk. A példában vegyük fel, hogy az átlag 10 m-es depresszióval érintett terület 1 km 2 kiterjedésű. A fekü pedig elhanyagolható kevés vizet adó, például metamorf kőzet. A kivehető vízmennyiség ekkor: a fedőből 2 9G0 000 a vízadó rétegből 330 000 3 290 000 m 3 A vízadó rétegből majdnem tetszés szerinti sebességgel vehetjük ki a vizet, mint láttuk. A fedőrétegből pedig a 10. ábrán adott görbe szerint. Ezt átalakítva a mostani esetre, a 11. ábrán adjuk meg a kitermelés időbeni lehetőségét. A kezdeti szakaszon a kisebb fedő utánpótlást a vízadó rétegből pótolhatjuk, amint azt az ábrán berajzoltuk. Meg kell jegyezni, hogy a vízadó réteg konszolidációjából adódó hozamot „takarékos" üzemmel, tehát kisebb hozam, ill. kisebb depresszió kialakításával hosszabb időre is biztosíthatjuk, de jelen feladatunkban előírtuk az «= 10 m-es átlagos depressziót. 4. A felszíni horpa kialakulása Amennyiben egy területről a vízkészlet egy részét kitermeljük és utánpótlódás nincsen, a bekövetkező konszolidáció a felszín deformálását vagyis az egységnyi alapterületű (^=1) rétegoszlopból kitermelt vízhozam egyben a süllyedés értékét is megadja. Ha pontszerű megcsapolást alkalmazunk, a horpa elméletileg ugyancsak a függélvenként kitermelt hozammal lesz arányos, (ill. értéke azonos). Jó vízadó rétegbe mélyített kútnál, ahol tehát hengeres felületről kapunk keresztáramlást, a horpa alakja — az adott feltételezések mellett — a szívási ponttól (kúttól) logaritmikus görbe szerint csökken. A számítást a függélyenkénti AV érték meghatározásakor végezzük el. Ezek felrakása az eredeti felszíntől megadja az új felszín elméleti alakját. Azért elméleti alakot csak, mert a valóságban a kőzetben fellépő nyírófeszültségek és a kőzet kút felé történt tömörödése során jelentkező boltozati — gyűrű — feszültségek a deformáció teljes kialakulását megakadályozzák, és a vízkitermeléskor jelentkező tényleges terhelés egy részét a boltozati és nyírófeszültségek során veszik fel. A horpa így elsősorban a kút környezetben a számítottnál kisebb mértékű lesz. A horpa értékeire nézve az előzőkben bemutatott példák adnak némi felvilágosítást, ahol a felszín alatt 500 m-ig tartó teljes rétegösszlet kitermelésénél 21 cm-t, a 350—500 m közötti rétegnél pedig 1,5 cm-t kaptunk átlag y— 5 m depresszió esetén. Anélkül, hogy a vonatkozó adatokat a magyar medencékben mért értékekkel tudnánk alátámasztani, azt kell mondanunk, hogy az adatok helyesnek látszanak. A tényleges mérések végrehajtására talán a debreceni új vízművek volnának alkalmasak, ahol nagy a depresszionált terület, nagyok a kiemelt hozamok és az üzemi viszonyok tanúsága szerint a termelt víz egy része a sztatikus készletből pótlódik. 5. Rugalmas és a gázuyomásos sztatikus készlet Ha valamely vízadó réteget megnyitunk konszolidációs készleten kívül — sőt az előtt — a nyomás alól felszabaduló víz rugalmas tágulása és a vízben elnyelt gázok tágulása is felszínre juttat bizonyos vízmennyiséget.
