Hidrológiai Közlöny 1985 (65. évfolyam)

4. szám - Aujeszky Géza: Felszínközeli vízadót megcsapoló vízkivétel méretezési szempontjai

'208 Hidrológiai Közlöny 1985. 4. sz. Anjeszky G.: Felszínközeli vízadót megcsapoló Nagyobb meder szélesség és gyengébb kolmatáció, ill. a közvetítő réteg mérsékelten kiesi szivárgási tényezője esetén, vagyis ha a/j>0,l (10) (ahol 2b a mederszélesség), akkor a hidraulikai értelemben véve nem tökéletes meder esetén is a vízkivétellel átellenes parton a depresszió mértéke gyakorlatilag elhanyagolható. A vízkivétel partján pedig alkalmazható a (6) összefüggés szerinti Forcheimer képlet a depresszió számítására azzal a módosítással, hogy ilyenkor a hidraulikai értelemben véve nem tökéletes mederalakulatból adódó szivárgási többletellenállást a partélnek a folyó felé AL távolsággal való fiktív eltolásával (gyakorlatilag q értékének ebből adódó megnövelésével) vesszük számításba. AL értéke Bocsever és szerzőtársai szerint [4]: ALcth (2a6) (11) összefüggésből számítható. A 3. ábra számpélda eredményei alapján a vízfolyás medre alatti félig vízáteresztő közvetítő réteg szivárgási tényezőjének (k

Q), illetve vastagságának (m

0) a vízparti kút vízhozamára gyakorolt hatását is szemlélteti. Megfigyelhető, hogy k

0 3 nagyságrenddel való csökkenése kb. 40%os hozamveszteséggel jár. A vízkivétel a vízszintek lesüllyesztésével — a fentiekben tárgyalt valamennyi esetben — az eredeti, vízkivétel nélküli állapothoz tartozó vízforgalmat megváltoztatja. Olyankor, amikor a vízfolyás eredetileg is betáplál a vízadó rétegbe, a betáplálás fokozódik és az így adódó többletbetáplálás a vízkivétel okozta deprressziót stabilizáló és a vízadó réteg vízkivétel melletti új egyensúlyi állapotát kialakító tényezőként hat. A vízkivételhez eljutó, illetve azt elkerülő vízrészecskék pályáját adó áramvonalak között felülnézetben (4. ábra) mutatkozó M, A, N határvonal, az ún. semleges áramvonal helyzete azt mutatja, hogy ebben az esetben a vízkivétel által kitermelt vízhozam a vízfolyás felől származik. Ilyenkor a semleges áramvonal egyenlete egy olyan koordináta rendszerben, melynek y tengelye a vízfolyás partéle (hidraulikailag tökéletes meder esetén), illetve AL távolsággal eltolt fiktív partéle (hidraulikai értelemben véve nem tökéletes meder esetén), x tengelye pedig a koncentrált vízkivételi helyre illeszkedő, előbbiekre merőleges egyenes [1]: x = [xl-y

2 + 2x

0yltg (2nvy\q)\^ (12) a semleges áramvonal vízfolyástól legtávolabbra fekvő A vízválasztó pontjának abszcisszája pedig x

A = (qx

0lnv+xl)

ll

2, (13) ahol — x, y a semleges áramvonal koordinátái [m], — .r„ a koncentrált vízkivételi hely távolsága a vízfolyástól (illetve a AL távolsággal eltolt vízfolvástól) [m], -— xa a semleges áramvonal vízfolyástól legtávolabbi vízválasztó pontjának abszcisszája [in], — v a folyóból történő vízelszivárgás sebessége az eredeti — vízkivétel nélküli — állapotban [m/d], — q [m

2/d] = <2/m, a Q kivett vízhozam [m

3/d] ós a vízadó réteg m vastagságának [m] hányadosa. A 4. ábra számpélda eredményei alapján xanak v, Q. illetve x

0 függvényében való váltzását is szemlélteti, xj-nak Q-val párhuzamos nagyobbodása mellett feltűnő, hogy a kis v értékeknél xj rohamosan növekszik. Olyankor, amikor a vízfolyás eredetileg megcsapolja a vízadó réteget, akkor a vízkivétel okozta depresszió hatására a megcsapolás mértéke csökken, sőt vízbetáplálás indulhat meg a vízfolyás felől. A depressziót stabilizáló és a vízadó réteg új egyensúlyi állapotát kialakító tényezőként ilyenkor a megcsapolás csökkenése, illetve a vízbetáplálás megindulása hat. A semleges áramvonal egyenlete pedig [1]: x={xl-i' + 2x

0yltg [(2jzIcj)(C

n- vy)]}/*'

2, (14) ahol — v a vízfolyás felé irányuló vízszivárgás sebessége az eredeti — vízkivétel nélküli — állapotban [m/d], — C

N = x

0v(qljivx

0-l)

1l

2+ ""K?/

7

1) arctg {qnvx

ü — l)1/

2, (15) a többi jelölés pedig azonos, mint a (12), illetve (13) összefüggésekben. A (14) összefüggés szerinti semleges áramvonal azonban másként alakul aszerint, hogy a vízfolyás felé irányuló eredeti vízszivárgás sebessége viszonylag kisebb, vagy nagyobb illetve, hogy a koncentrált vízkivétel helye a vízfolyás partjához viszonylag közelebb, vagy távolabb helyezkedik-e el, továbbá a kivett vízhozam viszonylag csekélyebb, vagy jelentősebb. Az egyik esetben, amikor az eredeti, vízfolyás felé irányuló vízszivárgás sebessége viszonylag nagyobb, illetve a koncentrált vízkivétel a vízfolyás partjához képest viszonylag távolabb helyezkedik el, illetve a kivett vízhozam viszonylag csekélyebb, vagyis vx

n it (16) akkor a semleges áramvonal úgy alakul (5. ábra), hogy a vízkivétel okozta depresszió hatására a •megcsapolás eredeti mértéke ugyan csökken, de vízbetáplálás még nem indul meg a vízfolyás felől. A vízkivétel által kitermelt vízhozam tehát ebben az esetben nem a vízfolyás felől, hanem a vízkivétel mögötti háttérbál származik. A semleges áramvonal vízfolyáshoz legközelebb fekvő A vízválasztó pontjának abszcisszája pedig az XA = (xl-qx

0ljtvYI

2 , (17) összefüggésből számítható. A másik esetben, amikor az eredeti, vízfolyás felé irányuló vízszivárgás sebessége viszonylag kisebb, illetve a koncentrált vízkivétel a vízfolyás partjához képest viszonylag közelebb helyezkedik el, továbbá a kivett vízhozam viszonylag jelentősebb, vagyis VXn n (18)