Hidrológiai Közlöny 1988 (68. évfolyam)
4. szám - Székely Ferenc: Kutak depressziójának számítása korlátozott kiterjedésű, rétegzett hidrogeológiai rendszerekben
SZÉKELY F.: Többszintes tároló kútdepressziója 221 1. táblázat A peremfeltételi paraméterek és a rendszer laterális kiterjedésének a kapcsolata peremfeltételi paraméterek ertélmezesi tartomány b w b e b s b n O^x^C; 0<y<l) ±i + 1 + 1 ±1 oo; 0 D ±i 0 ±1 +1 0 ^ XC oo; 0 < ?/< oo + i 0 ±1 0 —OO 0 ^ y < IJ 0 0 +1 ±1 —OO oo; 0<2/< oo 0 0 + 1 0 —OO <x< oo; — oo<oo 0 0 0 0 szemben található határvonalak b w, ill. b s paraméterei is felvehetik a végtelen távolságra eltolt határt jellemző zérus értéket. Ezzel a módszerrel biztosítható az x vagy y tengely mindkét irányában korlátlan kiterjedésű tárolókban kialakuló depresszió modellezése. Az 1 :. táblázat a (24)—(28) összefüggések alapján számítható, különböző alakú tartományok lehetséges változatait tartalmazza (az x és y tengelyek megcserélésével előállítható, de hidraulikai szempontból egyenértékű szimmetrikus változatokat nem tüntettük fel). 4. Számítási mintapéldák A bemutatott kúthidraulikai számítási módszerek tesztelése ós gyakorlati alkalmazása céljából számítógépi program készült. Az ismertetésre kerülő két mintapélda megoldása ennek a WELL nevű szoftvernek a felhasználásával törtónt. 4.1. A függőleges utánpótlás és a kútinter ferenda hatása rétegvízkutak depressziójának időbeni alakulására 2. láblázat Víztermelő kút depressziójának alakulása korlátozott és korlátlan kiterjedésű kétszintes tárolóban AB C idő nap d, d 2 d, d 2 d t d 2 m ni m in m m 0,001 0,00 1,9« 0,00 1,96 0,00 1,90 0,01 0,00 2,33 0,00 2,33 0,00 2,33 0,1 0,00 2,69 0,00 2,69 0,00 2,69 1 0,00 3,06 0,00 3,06 0,00 3,06 10 0,00 3,41 0,00 3,41 0,00 3,43 100 0,01 3,67 0,01 3,67 0,01 4,23 300 0,02 3,70 0,03 3,70 0,04 4,71 1 őoo 0,02 3,71 0,08 3,71 0,14 4,89 10 000 0,02 3,71 0,35 3,81 1,34 6,29 100 000 0,02 3,71 0,75 4,09 16,85 22,13 Az első számítási mintapélda egy kétszintes vízvezető rendszerre vonatkozik. A felső, szabad felszínű vízadó réteg transzmisszibilitása T 1 = 100 m 2/d, gravitációs tárolási tényezője pedig S 1 = = 0,1. Az alsó nyomás alatti rétegvíztároló hasonló jellemzői T 2 = 1000 m 2/d, ill. S 2 = 0,001. A két vízadó között települő, nagy hidraulikai ellenállású, gyengén áteresztő réteg függőleges átszivárgási tényezője B 2 = 0,00001 1 /d. Az alsó vízadó réteget egy Q 2 = 2000 m : i/d hozamú kút csapolja. Fenti adatok az alföldi negyedkori üledéksorra jellemzők. A 2. táblázat a kút, tengelyétől r — 0,1 m távolságban, tehát a kút, ill. a kútszűrő külső palástján kialakuló d x és d 2 depresszió idősorait tartalmazza három különböző utánpótlási és üzemelési változatban. Az A változat azt, a legkedvezőbb utánpótlási helyzetet jellemzi, amikor — a laterálisan korlátlan kiterjedésű tárolót csak egy kút csapolja, akútinterferenciaelhanyagolható; — a talaj vízfelszín a terepszint közelében helyezkedik el, és a felső víz vezető réteg a talaj vízpárolgás csökkenése révén a vízszintsüllyedéssel lineárisan növekvő 0,0005 1/d meredekségű egyenessel jellemzett járulékos felületi utánpótlást kap. Ezt a hatást az (1) egyenletben egy /?, = 0,0005 1 /d függőleges átszivárgási tényezőjű gyengén áteresztő fiktív fedőréteg beiktatásával vehetjük figyelembe. A 2. táblázat 2. és 3. oszlopában található adatokból kitűnik, hogy a megcsapolt és a felső vízadó réteg depressziója kb. 1 év elteltével állandósul. Hasonló talajvízháztartási viszonyok jellemzik a mélyebb fekvésű, magas talajvízállású, belvizes területeket (folyók árterei, alacsony teraszok stb.). Ezeken a területeken tehát jól használhatók azok a közelítő kúthidraulikai méretezési eljárások, amelyek a felső, talajvíztároló réteget állandó nyomású, tehát zérus depressziójú utánpótlási felületként kezelik. Példánk esetében a talajvízszint állandósult, maximális csökkenése mindössze 2 cm, ami a kútban kialakuló 3,7 m-es depresszióhoz képest valóban elhanyagolható. A B változat (a 2. táblázat 4. és 5. oszlopa) a nagyobb mélységben található szabad talajvízfelszín esetét jellemzi. Ekkor a depresszió növekedésével a természetes függőleges vízforgalom számottevően nem változik, azaz />', = 0 és így a kútból kitermelt vizet teljes egészében a megcsapolt réteg rugalmas, valamint a felső vízadó gravitációs készlet csökkenése kompenzálja. Ebben az esetben permanens szivárgási helyzet nem alakul ki. Látható, hogy 1 év után az A változattal addig megegyező két adatsor szétválik és a depresszió mindkét rétegben további növekedésnek indul. Ennek nagy relatív értéke főként a talajvíztároló esetében szembetűnő. Az eredményekből tehát leszűrhető az a fontos tanulság, hogy a rövid, sőt középtávú (1—3 év) üzemeltetés során tapasztalt, időben nem vagy alig süllyedő talajvízszint még nem bizonyítja azt, hogy ez az állapot évtizedekig is fennmarad és a szabad
