Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)

2. szám - Aujeszky Géza–dr. Karácsonyi Sándor: A kitermelhető vízhozam és a tartózkodási idő vizsgálata a talajvízdúsítás néhány alapesetében

Aujeszky G.—dr. Karácsonyi S.: A kitermelhető vízhozam Hidrológiai Közlöny 1981. 2. sz. 73 3. Befolyásoló tényezők hatása a vízadóréteget teljes mélységéig harántoló dúsító létesítmény esetén A dúsító medencék vagy dúsító árkok a gyakorlati esetek többségében nem nyúlnak le a vízadóréteg feküjéig. Rendszerint a dúsító létesítmény a vízadóréteg tetején helyezkedik el, illetve csak részlegesen hatol a vízadórétegbe (Íja ábra). Ilyen esetben a dúsító medence vagy árok fenekén függőlegesen lefelé kilépő áramvonalak fokozatosan vízszintes irányba fordulnak. Ennek az irányváltoztatásnak a következtében a dúsító létesítmény közelében áramlási ellenállás növekedés alakul ki ahhoz képest, mintha a vízadóréteget teljes mélységig harántoló dúsító árokból vagy medencéből már eleve közel vízszintes áramvonalak mentén lépett volna ki a víz. Az áramvonalak irányváltozása és az ebből eredő többletellenállás KOVÁCS [5] megállapítása szerint döntően a medencebeli vagy árokbeli víztükörszélesség felének megfelelő távolságra lévő (az l/a ábrán a medence szélétől B/2 távolságra lévő, I—IV pontokkal jelölt) szelvényig terjedő szakaszon belül lép fel. Ezen a szakaszon kívül a vízszintes áramlás feltételei már közelítőleg érvényesülnek, vagyis az áramlás a továbbiakban már közelítőleg olyan, mintha ebben a szelvényben' lévő, alacsonyabb vízszintű, de a vízadóréteget most már teljes mélységig harántoló dúsító medencéből vagy árokból indult volna ki. Mivel tehát a vízadórétegbe részlegesen bemetsződő dúsító medence vagy árok esete a fentiek szerint visszavezethető a vízadót teljesen átharántoló dúsító medence vagy árok esetére, ezért először ez utóbbi eset vizsgálatára kerül sor. 3.1. A számításokhoz alkalmazott összefüggések A vízadóréteget teljes mélységig harántoló dúsító árok vagy medence esetére vonatkoztatott ismertetendő számítások során az 1/b ábrán feltüntetett adottságok szolgáltak alapul. A vízkivétel galéria jellegűnek feltételezett (mely közelítésként kútsor esetén is elfogadható). Ennélfogva a dúsítóárok és a víznyerőhely közötti áramlás közelítően egydimenziós síkáramlásnak tekinthető (amennyiben a folyamatokban résztvevő víztömegek arányai következtében a helyszíni beszivárgás és a talaj vízpárolgás folyamatai elhanyagolhatók). Ennek megfelelően — permanens áramlás esetén -— a víz mozgást közelítőleg a 9= -ky dy_ dx (1) differenciálegyenlet írja le, ahol x a dúsító ároktól, illetve medencétől mért távolság, y a vízszint magassága a vízszintes vízzáró fekü felett, k a vízadóréteg szivárgási tényezője, q a víznyerőhelyről 1 fm hosszon kitermelt vízhozam. Az (1) jelű összefüggésből a változók szétválasztását követő integrálás után 9 = Hvl-y

2) (2) 2(x — x

1) ahol y

l a dúsító létesítménytől egy adott x

1 távolságban a vízszint fekü feletti ismert magassága. Amennyiben pedig két adott távolságban (x

v és x

2J lévő szelvényben ismert a vízszint fekü feletti magassága illetve y

2), akkor A (3) jelű összefüggésből pedig ^=0; y

1

=H, illetve x2=L', —~yn esetén a közismert galéria képlet adódik: „ W

!-yl) 2L (4) ahol H a vízszint a dúsító árokban (vagy medencében), y

m a leszívott vízszint a víznyerőhelynél, L pedig a dúsító létesítmény és a víznyerőhely közötti távolság. A dúsító létesítménytől tetszőleges x távolságban lévő szelvényben a vízszint vízzáró fekü feletti y magassága a (2) jelű összefüggés átrendezett alakjából számítható: y=^yl~ 2|(«-a:

1) (5) Amennyiben x

1 = 0 és y

x — H, akkor y=^H*-2 q-x (6) összefüggés adódik. Ha viszont x

}=L és y

x = yn, akkor 9 y =ívl „M-2§ (L-x) (7) A vizsgált esetben — Darcy törvénye értei mében — a v szivárgási sebesség: d y v= —k da; (8) Azonban ezt az összefüggést az (1) jelű összefüggéssel összevetve (9) v = l y is írható. Ebből — mivel a tényleges vízáramlás a vízadórétegnek csupán a pórusaiban megy végbe — a tényleges vízájamlási sebesség: v

t = n

0y (10) ahol n

0 a vízadóréteg gravitációs (ún. „szabad") hézagtérfogata. A dúsító létesítmény és a víznyerőhely közötti szivárgási térben a víz által egy dx elemi hosszúságú út megtételéhez szükséges idő: d* (ii) Vt q összefüggés szerint alakul. Amennyiben a szivárgó vízrészecskének a dúsító létesítménytől x

v illetve x távolságra (a;> x

1) levő szelvények közötti tartózkodási ideje {t

x^x) vizsgálandó, úgy folyamatosan összegezni kell azokat a dt részidőket, melyek