Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

4. szám - Aujeszky Géza–Dr. Karácsonyi Sándor: Partiszűrésű kút vízminőségét befolyásoló belépési sebesség és tartózkodási idő elemzése

Aujeszky G.—dr. Karácsonyi S.: Partiszűrésű kút Hidrológiai Közlöny 1980. 4. sz. 159 o sugarú víztermelő kút palástján levő függélyre — a leszívott piezometrikus vízszint fekii feletti magasságát itt A-val jelölve — r

x =q, ill. r

2 = (21— —Q) értéket vesz fel és 2nkm(H — h) Q=ln 21(53) formában adódik a partiszűrésű kút vízhozama. Ez a vízhozam azonban a partiszűrésű kút által igénybevett partszakaszról nem egyenletes eloszlásban származik. dv

0 hosszúságú partszakaszról d Q

V

o =n

0v

t

bmdy

0 (54) vízhozam származik, ahol a (38) jelű összefüggés szerinti tényleges belépési vízsebesség. Ennek alapján az y

0= 0 és y

0=y

0 közötti partszakaszról (l\b ábra) származó vízhozam Vo=J 0 V

0 = ° Ti^jdy o = |artg^ (55) illet Ve az y

a=y

0

1 és y

0—y

0

2 közötti partszakaszról származó vízhozam Q l Q(»

0

2-V

0

1)- f — 72^2-^0Vo = V

0l — — [arctg ——arta J/m l (56) Az (56) jelű képlet egymásutáni alkalmazásával meghatározva az y

0

1 = 0—y

0

2 = l, y

a

l = l—y

0

2 = 21, y

0

1^2l—y

0

2=Sl partszakaszokról származó vízhozamoknak a kút teljes vízhozamához való arányát (1. táblázat) a következő megállapítás tehető: 1. táblázat. A folyóból a kútba bejutó vízhozam partmenti megoszlása TaöA. 1. pacnpedejienue deöuma no noAíiM c pa3AutHbix yiacmKoe öepeea Tabelle 1. Verteilung des aus dem Fluss in den Brunnen gelangenden Abflusses dem Ufer entlang Partszakasz 0—/ 1—21 21—31 Vm í/02 2Q(?/O2—í/01) 50% 20% 10% Q vízrészecske belépési sebessége, mind a kútba való bejutásáig felmerülő tartózkodási ideje nagymértékben függ attól, hogy melyik áramvonal mentén mozog a szóbanforgó vízrészecske. A kútba bejutó vízhozam egésze tekintetében tehát egyetlen számmal megjelölhető egységes belépési sebességről, illetve tartózkodási időről nem beszélhetünk. A kútban különböző tartózkodási idejű vizek keverednek, melyek különböző belépési sebességgel léptek be a felszíni vízből a vízadó rétegbe. Ennélfogva különböző szűrési, tisztulási feltételeknek, körülményeknek kitett vízrészecskék keverékét termeljük a partiszűrésű kútból. Ennek ellenére hasznosnak mutatkozhat bizonyos esetekben egyetlen elméletileg átlagosított belépési sebességgel, illetve tartózkodási idővel jellemezni a kútból kitermelt vizet. Az átlagosítás célszerűen az egyes áramvonalak, illetve elemi áramvonalkötegek mentén szivárgó vízhozamhányadok által súlyozott formában történhet. Így például az y

(

)=y

0

1—y

0—y02 partszakaszról belépő vizek átlagosított belépési sebességének, illetve átlagosított tartózkodási idejének kiszámítására az alábbi összefüggések hozhatók javaslatba: v

0=v ^ v

t

b-AQy

0 Vtb v o = fol Illetve íkut 0'o2-"oí> Q(V

0

2-V

0

1) VO = "<>2 y

, hut -AQy

0 !'o = »ol (57) ("02—fol) 6(1/02—!/0l) (58) hogy az első l hosszúságú partszakaszról származik a vízhozam 50%-a, a második l hosszúságú partszakaszról 20°/

o-a, a harmadik l hosszúságii partszakaszról már csak 10%-a, míg a 31-nél távolabbról levő partszakaszokról összességében is csak további 10%-a. A vízhozam több mint kétharmada (70%-a tehát 2l-en belüli partszakaszról származik (az x tengelyre való szimetria miatt — Íja ábra —- természetesen a pozitív és a negatív y irányokban egyaránt 21—21 hosszúságú partszakasz értendő). 3.7. Vízhozam szerint súlyozott átlagos belépési sebességek, illetve átlagos tartózkodási idők számítása Az előző (3.2, 3.3, 3.4, valamint 3.5.) fejezetek alapján nyilvánvaló, hogy a vizsgált esetben mind a ahol v

tb(,,02-1101) és <kut(

M

02-!/oi) a vízhozam szerinti súlyozással átlagosított belépési sebesség, illetve tartózkodási idő az (y

0

2—y

M) partszakaszról belépő vizekre nézve; v

l

b és <kut az (y

0

2—y

0

1) partszakaszon belül levő y

0=y

0 pontban induló áramvonal menti belépési sebesség, illetve tartózkodási idő; AQy

0 az y

0=y„ távolságban levő Ay

0 elemi hosszúságú partszakaszról belépő elemi részvízhozam; Q(u

n„-y

01) az (y

0

2—y

0

1) partszakasz egészéről belépő vízhozamhányad. A partiszűrésű kút teljes vízhozamára vonatkozó vízhozam szerint súlyozott belépési sebesség, illetve tartózkodási idő pedig úgy kapható meg, ha az (57), ill. (58) jelű összefüggések szerinti súlyozott átlagolást végrehajtjuk arra a teljes partszakaszra, ahonnan a vizsgált parti szűrésű kút vizet kap (vagy legalább arra a partszakaszra, ahonnan a kút vízminőségét döntően meghatározó partiszűrésű vízhozamhányad származik). 4. A sebesség és a tartózkodási idő a befolyásoló tényezők függvényében A vízrészecske által befutott szivárgási pálya befolyása a belépési sebességre, illetve a — vízrészecskének a folyóból a kútba való bejutásáig felmerülő — tartózkodási időre a 3. ábrán bemutatott eset révén érzékelhető. Ezen az ábrán az egyes áramvonalakat a vízparttól való kiindulási pontjukhoz tartozó j =y

0ll érték jellemzi. Minél hosz-