Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)
11. szám - Nagyistók Ferenc: Rétegvízkutak gazdaságos és biztonságos üzemeltetésének néhány kérdése
486 Hidrológiai Közlöny 1977. 10. sz. Beszámoló Rétegvízkutak gazdaságos és biztonságos üzemeltetésének néhány kérdése NAGYISTÓK FERENC* 1. Bevezetés A rétegvízre telepített üzemelő mélyfúrású kutak száma csupán az Alföldön több ezerre tehető, s ez jórészt az 1800-as évek derekán megindult hazai mélységi vízkutatás rohamos fejlődésének az eredménye. E fellendülés a vonatkozó szaktudományok terén is egyaránt észlelhető. A hidrogeológia, a hidraulika és a fúrástechnika dinamikus fejlődése azonban az elmúlt évtizedekre visszatekintve a gyakorlati megvalósítás terén nem minden esetben realizálódott, illetve realizálódik kellő mértékben. A rétegvíz kitermelése általában az adott terület hidrogeológiai jellemzőitől függetlenül többé-kevésbé azonos (133 mm, 165 mm) átmérőjű szűrőfelületek alkalmazásával történik. A kivitelezett kútszerkezetek döntő többségben a fúrástechnikai gyakorlathoz (jobb folyadék öblítéses) alkalmazkodnak, elhanyagolva a kút hidraulikai méretezésének szükségességót. Hasonlóképpen a szűrőszerkezetek megválasztása is számos esetben a hagyományokra alapozva, a legegyszerűbben előállítható, legkisebb költségre törekedve valósul meg (Pataki N. 1973.). Nem egy esetben a kedvező hidrogeológiai sajátosságok figyelmen kívül hagyása a lehetőségeknél lényegesen kedvezőtlenebb termelési feltételeket hoz létre. A kúthidraulika által megfogalmazott összefüggések mindenkori alkalmazása lehetővé teszi a gazdaságos rétegvíztermelést, a gépi üzemeltetésű kutak élettartamának növelését, vízkészletünk óvását. 2. A hozamnövelés hidraulikai lehetőségei A rétegvíz termelése döntő mértékben a földtanigenetikai jellemzők által determinált nyomás alatti rendszerekből történik. A negyedkori laza folyami üledéköszlet vízadó szintjeit elválasztó agyagos, iszapos képződmények konszolidációja, ill. permeábilissága a termelés során konstans hozam mellett is viszonylag hosszú ideig nempermanens hidraulikai folyamatokat eredményez. Azonban a kút befogadóképességének a meghatározásánál célszerűen a permanens vízmozgás öszszefüggéseit alkalmazzuk (Juhász J. 1972, Öllős G. 1970.). így a maximális hozamot az alábbi összefüggéssel fejezhetjük ki: Qmax=/ (k, m, S max, r, R, AS), ahol: £ ma x = f (k, H, r). k = szivárgási tényező, m = rétegvastagság (szűrőhossz), r = a szűrőfelület sugara, R = depressziós távolhatás AS = hidraulikai és szűrőellenállás, $max = maximális depresszió a kútban, H = hidrosztatikus nyomás. A kút vízhozamát a vízföldtani paramétereken túl alapvetően befolyásolja az alkalmazott szűrőszerkezet ellenállása, valamint a fúrástechnika szubjektivitása. * Csongrád megyei Víz- és Csatornamű Vállalat, Szentes. a) A szabad beáramlási felület növelése A hozamnövelés célszerű módja tehát a szubjektivitások kiszűrése, ill. kis ellenállású szűrőfelületek alkalmazása. Ezen törekvéseket jelzi többek között a pálcavázas, hidas hasítékolt, kavicsszűrős stb. szűrőszerkezetek, valamint a műanyag szűrőcsövek megjelenése (Pataki N. 1973). A széleskörű elterjedést befolyásolja ezek előállításának magas költsége, az egyedi gyártás, valamint beszerzés nehézsége. Továbbá az, hogy a kis ellenállású, hidraulikailag előnyösen kialakított szűrőszerkezetek alkalmazásával és a tisztító kompreszszorozás hatékonyságának növelésével jelentős, de egy felső határértéken túl nem növelhető eredmény érhető el. A tisztító kompresszorozás folyamán az alkalmazott szűrőszerkezet határozza meg, hogy a lehetőségeken belül a szűrő környezetében a réteg vázszerkezete hogyan módosul. így a nagy szabadbeáramlási felülenek a szűrőellenállást csökkentő hatásán túl jelentősége az is, hogy megteremti a kút körüli beáramlási felület megnövelésének lehetőségót is. b) A szűrőátmérő növelése A szűrőellenálláson és a vízföldtani adottságokon (szivárgási tényező, rétegvastagság, hidrosztatikus nyomás stb.), túl a kút vízhozamát a szűrő átmérője és a kútban létesített depresszió határozza meg. A depresszió állandósága esetén a hozam és a szűrőfelület sugara közötti összefüggés a DUPU1T—THIEM-formula alapján q = , a. . ra adódik, lno/r ahol a és b állandó. Az 1. ábra a kótellenállás figyelembevételével számított kettős fajlagos hozam és a szűrőfelület sugara közötti összefüggést mutatja. A depresszió állandó értéken való tartása a kút sugarának növelésével a beáramlási sebesség csökkenését vonja maga után, így a hozam a fenti függvény szerint alakul. A permanens áramlási folyamatokat leíró LAPLACE egyenlet megoldásából ismert, hogy a szűrőfelületbe — a továbbiakban a folyamatokat az r = r 0 helyen, azaz a szűrőfelületen értelmezzük — áramló víz látszólagos sebessége A DARCY-törvény alapján a depresszió és a kút sugara közötti függvénykapcsolat S = I • r • In R/r-nek adódik, ahol: 1= hidraulikus esés, 7 = const, feltétel esetén a sugár növekedésével növekszik a kútban kialakítható depresszió is.
