Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)

2. szám - Aujeszky Géza–dr. Karácsonyi Sándor: Talajvízdúsítás elemzése háromfázisú szivárgás kialakulása esetén

63 Hidrológiai Közlöny 1983. 3. sz. Hozzászólás Talajvízdúsítás elemzése háromfázisú szivárgás kialakulása esetén AUJESZKY G É Z A'—1) II. K A R A C S O N Y I 8 k KB O II» 1. Bevezetés A korszerű ivóvízellátáshoz kapcsolódó vízszerzési>en egyre növekszik a felszínalatti vizek dúsításának szerepe. Ez elsősorban a vízellátási célú dúsítás hármas hatásának köszönhető, úgymint: — növeli a kitermelhető vízkészletet; — vízminőség javulást biztosít; továbbá — felszínalatti víztározást tesz lehetővé. Természetesen az adottságoktól és körülményektől függően, a fentiekben felsorolt hármas hatás nem mindig érvényesül egyenlő súllyal. Előfordulhat, hogy valamelyik hatás háttérbe szorul, sőt hiányzik. Ugyanakkor olyan eset is van, amikor a fenti hatások közül csupán az egyik a/., ami a dúsítás létesítését döntően indokolja. A fogyasztó az ivóvízellátásban —- a kellemes élvezhetősége miatt — a jóminőségű felszínalatti vizet részesiti előnyben. A dúsítás mindhárom fentemlített hatásával hozzájárul ennek az igénynek a minél nagyobb arányú kielégíthetőségéhez. A felszínalatti vizek dúsításának sokféle változnia ismeretes. A dúsító víznek a vízadórétegbe történő bejuttatása történhet például — egyebek között — mezőgazdaságilag kevésbé értékes és arra megfelelő topográfiai adottságú területek egyszerű elárasztásával (ún. ,,vad-dúsítás"), vagy dúsító medencékből, illetve dúsító árkokból történő beszivárogtatással, továbbá kutakból, galériákból végrehajtott nyeletéssel stb. Az alábbi tárgyalás a medencés, illetve árkos dtisítás esetére szorítkozik, olyan esetben, amikor elsődleges a kitermelhető vízkészlet növelése és a vízminőség javítás, a felszínalatti víztározás megvalósítása viszont nem kimondottan cél. A dúsításra kerülő felszíni vizet az esetek nagyobb részében elő kell készíteni, de a nyersvíz szennyezettségétől függően alkalmazandó előtisztítás mellett is a vízminőségjavulás nagyobb részt a természetes szűrőközegben következik be. A természetes szűrőközeg vízminőségjavító hatása sok befolyásoló tényezőtől függően eltérő lehet, de minden esetben és gyakorlatilag minden szennyező komponensre nézve a beszivárogtató hely környezetében a legjelentősebb, míg ezt követően a minőségjavulás rohamos csökkenése tapasztalható. Medencés, illetve árkos dúsítás esetén két csoportot különböztethetünk meg aszerint, hogy a beszivárgó víz közvetlenül vízzel telített ún. ,,kétfázisú" (víz-(-szilárd szemcsék alkotta) közegben szivárog-e tovább a vízkivételi hely felé, avagy először egy vízzel telítetlen, levegőt is tartalmazó ún. „háromfázisú" (víz-f-levegő-{-szilárd szemcsékből álló) közegben halad és ezen keresztül jutva éri el a vízzel telített közeget. A vízminőségjavulás alapvetően attól is függ, hogy a háromfázisú szivárgás milyen mértékben jön létre. Ebben a zónában a szennyezőanyagok közömbösítéséhez szükséges oxigén-utánpótlás biz* Földmérő és Talajvizsgáló Vállalat, Budapest. tosított, a szűrőhatás viszonylag a legnagyobb, így a beszivárogtatási hely környezetének — mint „száraz-szűrőnek" — hidraulikai vizsgálata a talaj vízdúsítás hatékonyságának elemzéséhez fokozottan jelentős. A telített „kétfázisú" szivárgással jellemzett ala]lesetek tárgyalását egy korábbi tanulmány [2] tartalmazza. A telítetlen, „háromfázisú", szivárgást is magába foglaló medencés, illetve árkos dúsítás egy egyszerűsített feltételek melletti alapesetével ez az elemzés foglalkozik. 2. Szivárgás telítetlen közegben, medencés dúsítás esetén A dúsító medencék üzemeltetésének tapasztalata szerint a dúsítási periódus során a beszivárgási sebesség az idővel csökken. Ennek oka, hogy a medence a kiszűrt anyagok hatására kolmatálódik. A fenéken alga takaró is kialakul és a dúsítási periódus kezdetét követő rövid időn belül ennek porozitása lesz mértékadó a beszivárgási sebesség szempontjából. Állandóbb beszivárogtatási feltétel elérésére célszerű a kezdeti beszivárgási sebességet az egyébként elérhetőnél kisebbre választani [8]. Ennek érdekében a dúsítandó réteg durvaszemű kifejlődése esetén nála finomabb (0,5—1,0 m vastag) szűrőréteg helyezhető a medence fenekére (pl. kavicsösszletbó'I álló dúsítandó réteg esetén homokból). Akár finomabb szemcséjű szűrőréteg van beépítve a medence aljára, akár pedig a kolniatálódás, illetve az alga takaró következtében alakul ki csökkent vízvezetőképességű réteg a fenéken, ez nagyobb ellenállást jelent a beszivárgó víz útjában, mint amit egyébként a dúsítandó vízvezető réteg anyaga képezne. Amennyiben az adottságok és körülmények olyanok, hogy a vízvezető rétegben az oldalirányú vízáramlás nagyobb vízhozamot is képes lenne elszállítani annál, mint amennyi a medence fenekén lévő csökkent vízvezetőképességű rétegen át be tud szivárogni, akkor a dúsító medence alatt a kétfázisú szivárgás megszakad és telítetlen közegben háromfázisú szivárgás jön létre [3]. Ez felülről függőleges táplálással, mintegy esőzésszerűen éri el a'mélyebb szinten kialakuló szabad vízfelszínt, mely alatt vízzel telített közegben kétfázisú oldalirányú szivárgással mozog a víz a vízkivétel helye felé (1. ábra). 3. A háromfázisú szivárgás jelentősége a dúsítás vízminőség-javító hatása szempontjából A telítetlen közegben létrejövő háromfázisú szivárgás kialakulása kedvező a dúsítás vízminőségjavító hatása szempontjából [5, 7]. A dúsító medence aíatt, de a mélyebb szinten kialakuló szabad felszín felett, ugyanis — elte-