Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

6. szám - Lorberer Árpád: A rétegvízkészlet kitermelés okozta időbeli változásainak vizsgálata

268 Hidrológiai Közlöny 1973. 6. sz. Lorberer A.: A rétegvízkészlet kitermelés okozta időbeli változása kinthető, azzal a különbséggel, hogy nem felszíni hanem felszínalatti lefolyást szabályozunk a vízelvonással. A depressziós tölcsér feletti F'

r felületről a közvetlenül a kútba szivárgó F'

r. w vízmennyiség egyúttal csökkenti a Q vízhozamban a tározott vízből, a statikus készletből származó AV vízmennyiség arányát. A mesterséges beavatkozás hatása azonban a vizsgált nyitott modellben a felszínen, a víztartó rétegen kívül is jelentkezik, mert a depresszió létrehozásával megváltoztatjuk a természetes körülmények között kialakult potenciáleloszlást. Jóllehet a bevezetőben felírt általános vízháztartási egyenlet összege, a csapadék változatlan marad (a klimatikus viszonyok változatlanok), az egyes tagok értékei megváltoznak és az egyenlet az alábbi formában írható fel: CSF = L'F+P'F + B'F=L

f+PF + B

f, ahol L'f^LF', PF-^PF) BF>BF~, A változás oka a depresszió által befolyásolt területen a párolgás és a felszíni lefolyás rovására jelentkező Aw értékű többletbeszivárgás, amelyet a termelés által járulékosan létrehozott dinamikus vízkészletnek nevezhetünk ([9] Kovács György). A víztermelés során tehát az általános vízháztartási egyenletet a fajlagos tényezőkkel kifejezve az alábbi alakban írhatjuk fel: Cs

F = (F[ + F'

2)IX

0 • q

c, + F'r • OT

R • q

c

s + (Fi-+ Fí)-p + (F[ + F'z) • w + F'r(w-(-Aw). A többletbeszivárgás szintén közvetlenül a vízkivételt táplálja. A depresszió növekedésének idején tehát a kitermelt vízmennyiséget az alábbi összefüggéssel fejezhetjük ki: AV Q=JL- + Fr-W + F'

r-AlV. A rendszerből oldalirányban távozó vízmennyiségek pedig: qí + q'z = q\ + qz - F'

r • w, ahol q[= F'

1-w<q

1 és q'

2=F

2-w<q

2 Nyilvánvaló, hogy a depresszió csak addig növekedhet, amíg a közvetlenül (természetes és mesterséges úton) beszivárgó w + Aw vízmennyiség kisebb, mint a vízkivétel mennyisége, a Q; tehát AV ha FR • (w + Aw) — Q, akkor -^- = 0, ahol Fjt = R

2n, vagyis a kút hatásterülete. Tehát elvileg létezik egy olyan egyensúlyi állapot, amelynél a depresszió nem terjed tovább. Ekkor az oldalirányban túlfolyó vízmennyiségeket az alábbi összefüggésből kapjuk: qiR+q

2R=qi + qí - F

R • (w+Aw). A fentiek alapján a depresszió akkor is a vizsgált F területén belül marad, ha a Q vízkivétel meghaladja az F w értéket, mert még ebben az esetben is maradnak olyan nem befolyásolt F[ és F'„ területrészek, amelyeken a beszivárgó F'

1'W = q'

1, illetve F'

2-w = q

2 vízmennyiségek továbbra is eltávozhatnak a rendszerből, azonban ezeknek az értékeknek lényegesen kisebbeknek kell lenniük az eredeti q

1 és q

2 értékeknél. A Aw többletbeszivárgás egyébként az FR felületen belül nem egyenletesen oszlik el, hanem a depressziófelület tükörképéhez hasonló „süveg alakú" megoszlást mutat: a vízkivétel középpontja környezetében maximális értékű, a befolyásolt terület határán pedig 0 intenzitású. Ha eltekintünk az alkalmazott modellben kezdeti állapotban felvett közvetlen „természetes" beszivárgástól és a vízadó réteg nyugalmi

%piezometrikus szintjét vízszintesnek tételezzük fel, akkor a depressziófelület határait kizárólag a termelés során a potenciálváltozás miatt létrehozott járulákos Aw beszivárgás fogja meghatározni. Ebben az esetben — a peremi túlfolyás hiánya miatt — az eredeti utánpótlódásból való FR . w érték elvonása is elmarad és a depresszió határain túl eséscsökkenés sem jelentkezik és a permanens kúthidraulika egyszerű képleteihez jutunk. Abban az esetben, ha beáll a mesterségesen létrejövő dinamikus egyensúlyi állapot és a depresszió nem terjed már tovább az R távolságnál, lényegében a kezdeti természetes állapothoz sok tekintetben hasonló helyzet alakul ki a vizsgált modellben (3. ábra). Ha a leírt folyamatot az egyes vízháztartási és kúthidraulikai jellemzők időbeli vátltozásainak szempontjából elemezzük (4. ábra), akkor a modell szempontjából háromfajta mértékadó üzemállapotot jelölhetünk ki. A természetes és a ÍR —

to időpont múlva bekövetkező mesterséges dinamikus egyensúlyi állapotokat a permanens, a kettő közötti átmenet időszakát, a statikus készletfogyasztást pedig a nempermanens szivárgási állapottal jellemezhetjük. Az egyes változókat a könnyebb ábrázolhatóság céljából tengelyszimmetrikus esetben vázoltuk fel, vagyis a vízkivételt egy köralakú beszivárgási terület középpontjába képzeltük. Ilyen kerületi és határfeltételek esetén ugyanis az egyes paraméterek is könnyebben kiszámíthatók az ismert egyensúlyi feltételek segítségével. A 4a és 4 b ábrákon a feltüntetett Q és q

c

s értékeket — eredeti kiindulásunknak megfelelően —, a vizsgált időszakban, többéves átlagban változatlanoknak tekintettük. A c ábrán a beszivárgási hányad változását, a d és e ábrákon pedig az ezzel ellentétes tendenciájú változásokat tüntettük fel, amelyek a fajlagos felszíni lefolyás, párolgás, illetve az oldalirányú felszínalatti túlfolyás esetében jelentkeznek. Nyilvánvaló, hogy a rendszernek bármely t időpillanatban ki kell elégítenie az általános vízháztartási egyenlet megszabta követelményt, tehát a mindenkori összes felszíni lefolyás, párolgás és a beszivárgás értékének összege, a csapadék változatlan marad: P + L+B = P' + L'+B' = P" + L" + B" =Cs — const.