Hidrológiai Közlöny 1983 (63. évfolyam)
2. szám - Aujeszky Géza–dr. Karácsonyi Sándor: Talajvízdúsítás elemzése háromfázisú szivárgás kialakulása esetén
64 Hidrológiai Közlöny 1983. 2. sz. Aujeszky G.—dr. Karácsonyi S.: Talajvízdúsítás 1. ábra. Talajvízdúsítás háromfázisú szivárgás jellépésével 1 beszivárgás a dúsító medence alján lévő, csökkent vízáteresztőképességű, vékony rétegen át; 2 függőlegesen lefelé irányuló háromfázisú szivárgás tartománya a dúsító medence alatt; 3 szabad felszínen át függőlegesen táplált, oldalirányú, kétfázisú szivárgás tartománya a dúsító medence alatt; 4 oldalirányú, felülről nem táplált, kétfázisú szivárgás tartománya a dúsító medence és a víznyerőhely között Puc. 1. OöoeauieHue 3anacoe epynmoebix eod npu uanumiu mpex(fia3H0ií tfiuAbmpaiiuu 1. HH(j)HjrbTpai;Hfl Mepe3 tohkhü, 3aTpyflHeHHo BononpoHHuaeMbift cjioh na flHe Gacceíina oGorameHHH, 2. oflnacTb BepTHKaabHOfí Tpex$a3H0fí ftíHJibTpaqHH, HanpaBjieHHoíí BHH3 (non ;UIOM öaccefina oííorauieiiHít). 3. oöjiacTb ;uiyxctia3nnit fíoKOROH (jtnjibTpauHH non /ihom Gacceftwa 060rauieHHH, 4. o&iacTb any x$a3H0ft 6okobo# rfwjibTpauHH 6e3 noanniKH CBepxy, Mt'>K;iy 6acceÁnoc oőorawenHíi H o^oaaGopoM. Abb. 1. Grundwasseranreicherung beim \ Auftreten einer dreiphasigen Siekerung 1 Einsickerung in die an der Solde des Anreicherungsbeckens befindlichen dünnen Schicht mit geringer Wasserdurchlftssigkeit; 2 Bereich der senkrecht nach unten strebenden dreiphasigen Sickerung unter dein Anreicherungsbecken: 3 Bereich der über freier Oberfläche senkrecht gespeisten, seitlichen, zweiphasigen Sickerung unter dem Becken; 4 Bereich der seitlichen vom oben nicht gespeisten zweiphasigen Sickerung zwischen dem Anreicherungsbecken und der Wassergewinnungsstelle kintve a z utóbbi felett közvetlenül húzódó zárt kapilláris, tartománytól, amely ugyanúgy vízzel telített, mint a szabad felszín alatti víztér — a pórusok vízen kívül levegői is tartalmaznak. A zárt kapilláris tartomány feletti nyílt kapilláris tartományban is a keskenyebb járatokat alkotó pórusok vizzel teljesen telítettek, de a többi viszont csak a pórusok falára tapadó vízfilm formájában tartalmaz vizet, miközben a pórusok belsejében levegő van. A nyilt kapilláris zóna felett húzódó adhéziós zónában viszont már mindenütt a víz és a levegő együttes előfordulása jellemző. Az adhéziós zónában (továbbáa nyílt kapilláris zóna szélesebb, vízzel nem telített járataiban) a szivárgás a járatok falához tapadó vízfilmeken keresztül játszódik le. A folyamat a vízfilm vastagodásával kezdődik, majd a víz mozgása a vízfilmben tározott vízkéffelet változásaival társulva a pórusok belsejében lévő levegővel érintkezve valósul meg. KOVÁCS [10] szerint jelentős lehet a pórusokból alkotott járatok szűkületeiben kialakuló kapilláris membránok szerepe is. Ezek a víz előrehaladását meg-megszakítják. Az összegyűlő víz súlya azután áttöri a membránt ós a víz csepp formájában jut az alatta lévő nagyobb pórus levegővel kitöltött belsejébe. A víznek ez a cseppekre szakadása még jobban elősegíti a levegővel való érintkezést és keveredést. Ennek a keveredésnek a dúsító vízben lévő szervesanyag tartalom lebontása szempontjából van jelentősége. Ez a folyamat oxigénigényes [8J. Aerob körülmények között történő bomlás esetén az oxigén a dúsító vízben oldott levegőből származik. A bomlás során a vízben lévő oxigéntartalom lecsökken és széndioxid keletkezik, mely a vízben oldva a pH-érték csökkenését idézi elő. A vízben oldott oxigéntartalom elfogyásával a szervesanyag tartalom bomlására (amennyiben az még nem bontódott le teljesen) már csak anaerob körülmények között van lehetőség. Ilyenkor oxigénforrásként a nitrát- és szulfátionok szerepelhetnek és a szervesanyag lebontódásának eredményeként ammónia és kénhidrogén keletkezik. Oxigénhiányos viszonyok esetén, a fentemlített pH-érték csökkenés mellett, a talajban mindig jelenlévő vas és mangán redukálódik és oldatba megy át. Az oldódási folyamat mangán esetében már oxigénszegény vízben is megkezdődik, míg a vas csak oxigénhiány esetében oldódik. így amennyiben a szerves szennyeződés mennyisége olyan nagy, hogv a dúsító vízben lévő oldott oxigéntartalom nem elegendő az aerob körülmények közötti lebontódás fenntartásához és anaerob viszonyok mellett történik a bomlás, akkor a dúsított vízben vas, mangán, ammónia, sőt kénhidrogén jelenhet meg. Ennek megelőzésére a szervesanyag tartalom oxigénhiányos körülmények közötti lebontódását kerülni kell, szükség esetén a dúsításra szánt nyersvíz előtisztítása árán is. Ebben a vonatkozásban kedvező, ha a dúsítás során háromfázisú szivárgási szakasz is kialakul. A beszivárgó víz oxigéntartalma ugyanis ez esetben a pórusokban lévő levegőből is utánpótlódhat [5, 6, 7]. fgv a szervesanyag tartalom aerob körülmények között történő lebomlásának feltétele kedvezőtlenebb nyersvíz minőség esetén is jobban biztosított és az előkezelés mértéke csökkenhet vagy teljesen el is maradhat. Ez a tendencia szükség esetén szakaszos dúsítással is elősegíthető: a dúsítási szünetek alkalmat nyújthatnak a talaj pórusainak levegővel való újratöltődésére [3], A háromfázisú szivárgási szakasz vízminőség javulás szempontjából fentiekben ismertetett előnyös hatása kimondottan kívánatossá teheti (arra alkalmas adottságok esetén) a telítetlen közegbeli vízszivárgás létrejöttét. Ezért a dúsitórendszerek kialakításánál, a medencék helykijelölésénél, a medence fenékre kerülő szűrőágyak méretezésénél kifejezetten szempont lehet a háromfázisú szivárgási körülmények előidézésére irányuló törekvés. Természetesen gazdaságossági mérlegelés tárgya, hogv az ebből eredő esetleges többletköltségek összhangban vannak-e a nyersvíz dúsítás előtti fokozott előtisztításának elmaradása révén kimutatható megtakarítással. 4. Vízhozam, beszivárgási sebesség, tartózkodási idő megállapítása Visszatérve az 1. ábrához, a víz útja a dúsító medencéből kiindulva a vízkivételi helyig bezárólag 4 szakaszra osztható a szivárgás jellege szempontjából, az alábbiak szerint:
