Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)
6. szám - Dr. Karácsony Sándor: Kutak indító terhelése növekvő igénybevételnél
276 Hidrológiai Közlöny 1973. 6. sz. Dr. Karácsony S.: Kutak indító terhelése növekvő igénybevételnél kezdeti feltételnél t = tconst ~t~—ln— Sc0DS t (lb) q S — s A leszívás meghatározása adott időpontban: _ -jr ('const _ s = S —e (S-Sconst) (2b) A rétegből utánpótlódó víz sebessége: q n r ('const~~ 0 t> = -jj[S-«* (S — Sconst) J (3b) és végül a gyorsulás: a í ('const-') 1 ""Är (S-Sconst j (4b) Az (1—4) összefüggések felhasználásával végzett sorozatszámítások 203—1000 mm 0-jű irány csőméretekre <7 = 20, 60 és 100 l/p/s fajlagos kúthozamokra és —30 perc időtartamú egyenletesen növekvő kezdőigénybevétel szakaszokra történtek, minden változatnál 5=10 m-es leszívást alapulvéve. A 203, 305 és 1000 mm0-jű kezdő kútátmérőre vonatkozó és bemutatott vizsgálatok (3., 4. és 5. ábra) az egyensúlyi vízszint beállási idejét, a rétegből feláramló víz sebességváltozását a gyorsulás jellemző értékeit adják. Mindegyik változatnál szembetűnő a két folyamat eltérő tendenciája. Bár a különböző jellegű igénybevételek jellemző értékei a 2. ábra szerint szinguláris pontban csatlakoznak össze, a folyamat-vizsgálatnál általában töréspont nélkül kapcsolódnak a változások eltérő szakaszai. Összehasonlításul bemutatjuk a késleltetés nélküli (Q = const) és a két szakaszból álló víztermelés induló periódusában lejátszódó folyamatokat a leggyakrabban előforduló 305 mm 0-jű iránycső és g=60 l/p/s fajlagos kúthozam esetén (6. ábra). A Q = const vízkivétel (t 0) jellemző hatása minden vonatkozásban egyirányú és azonos tendenciájú folyamatot mutat. A fokozatosan növekvő igénybevétel esetén a bemutatott 1 (íj), 5 (t 5) és 20 (t 2 0) perces késleltetés változatainak hatásából jól látható, hogy az igénybevétel pillanatában egy alacsonyabb fokú terhelés után mind a vízszint sülylyedése, mind a feláramló víz sebessége és ennek időbeni változása, gyorsulási értéke fokozatosan növekszik az üzemi vízkivétel elérésének időpontjáig. Az egyes részfolyamatokat elemezve megállapítható, hogy a késleltetési idő végére kialakuló vízszint helyzete (7. ábra) elsődlegesen az irány cső átmérőjétől 8<Zd<Z a tározott víz mennyiségétől, másodsorban a kitermelt víz mennyiségétől függ és csak harmadsorban a késleltetési (t) idő függvénye. A különböző késleltetési idő mellett fellépő kritikus gyorsulás (a mt a) értékeit az iránycső átmérője szerint rendezve azt tapasztaljuk, hogy — féllogaritmus rendszerű értékelésben a tg késleltetési időhöz tartozó kritikus gyorsulási értékek összekötő vonalai közel egyenletes lefutásúak (8. ábra). Jól követhető, hogy a Q = const kezdeti igénybevétehiél (t 0) fellépő maximális gyorsulás szélső értékei közötti eltérés nagysága 10 2-ot meghaladja, míg a késleltetés hatása pedig 10 1 értéken belüli. Az is jól érzékelhető a kútátmérő növekedésével csökkenő tendenciájú értékvonalakból, hogy a növekvő tározótér irányában — vagyis a kisebb értékek tartományában —- a késleltetés hatása fokozatosan csökken. Adott rendszeren belül (D) a késleltetés hatásában — lényegében bármilyen vízkivétel (Q) mellett — 3 eltérő szakaszt különíthetünk el (9. ábra). A <=1—5 perces késleltetési szakaszban (t 1—t 5) az a ma x értékének csökkenése a legjelentősebb. A t = 5—10 perces (t 5—1 1 0) tartományban az « max csökkenése közepes és 10 percet meghaladó késleltetésénél az Cl max értékei már alig változnak. Ez egyben az indoka, hogy az elemzések itt bemutatott változatai 20 perces (t 2 0) késleltetési időtartamra terjednek ki. A kritikus gyorsulás (a ma x) értékváltozása alapján megállapítható, hogy a gyakorlat számára hatékony késleltetési idő az 5—10 perces tartományba esik (t 5 10 percet meghaladó hozamfokozásnak már alig van további hatása. A további elemzések ezért főleg a „hatékony tartomány"-ra (t s—1 1 0) — ezen belül a biztonságra tekintettel annak alsó határértékére a t — 5 perces hozamnövelési idő hatásvizsgálatára korlátozódnak. A késleltetési idő hatását elemezve megállapítható (10. ábra), hogy a hozamfokozás nélküli vízkivételnél (/„) fellépő kritikus gyorsulás %-ában kifejezve a D = 203 mm 0-jű iránycső esetén az ctmax 2,5—30%, Z)=1000 mm0-jű iránycsőnél pedig 32—75%-ot tesz ki. Ezen belül a t = 5 perces késleltetési időnél (< 5) az a ma x értéke 12—55%-ot ér el. Ebből a rendszerezésből is jól kitűnik, hogy a nagyobb csőtározás mellett a késleltetés hatása csökken, azonban ezekben az esetekben a kritikus gyorsulás értéke önmagában is alacsonyabb. A t = 5 perces késleltetési idő hatását tovább vizsgálva megállapítható, hogy az — különböző vízkivétel esetén —- 6—-20 ill. 47—70%-ot ér el az iránycső méretétől függően (11. ábra). így a 203 mm 0-jű iránycsőben a késleltetés az egyébként fellépő kritikus gyorsulás értékét 200 l/p kúthozamnál ötödére, a legnagyobb vízkivételhez kapcsolódó (1000 l/p) a ma x értékét pedig tizenhatodára csökkenti. 3. A változó igénybevételnél fellépő rétegterhelés A maximális gyorsulás hatása a kút belső szerkezetétől függően az iránycső keresztmetszeti területe és a szűrő felülete szerint jelentkezik a vízadórétegben. Egyszerűsítésként Z=10 m hosszúságú és D s z = 165 mm 0-jű szűrőcső felületét veszszük alapul az eredmények jobb összehasonlíthatósága céljából. A korrekció — n — értéke a felületi arányból következően Ft D79 = = F»z 4 dl
