Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)
1. szám - Székely Ferenc: Több rétegre szűrőzött kutak szivárgási-, szűrő- és csőhidraulikai folyamatainak modellezése
SZÉKELY F.: Több rétegre szűrözött kutak folyamatai 33 nak elemeit zérusnak tekintettük. A közölt paraméterértékek a próbaszivattyúzás előzetes számítógépes szimulációjával nyert, ill. megerősített adatok. A szimuláció során a felsőpannon hévíztározót összletet lefedő, 275 m vastag levantei sorozatot a geofizikai adatok alapján vízzárónak tekintettük. Ugyancsak vízzáró feltételként modelleztük a felsőpannon összlet feküjét is. A részletes szimuláció a megcsapolt vízadó rétegek T s, T a, valamint a megfelelő szkin zónák a l t a 2, &,, b t paramétereinek meghatározására irányult. A TEST szoftverrel végzett iteratív jellegű manuális kalibráció eredményeképpen az alábbi eredményeket kaptuk: T 8=36 mVd, y 9=80 m l/d, ai = 0,001 d/m, a a=0,005 d/m, &! = (),00005 d*/m 3, 6 S=0,00063 d»/m 3. Az ai paramétereket r 3= 1 m szkin sugár feltételezésével számítottuk. A kalibráció a mért és számított nyomásváltozási (2. ábra), valamint áramlásmérési adatok illesztésével történt. A 691,2 rn 3/d 1 vízhozam mellett mórt Q 1/Q 2 hozamarány 1,105, a szimulált pedig 1,100 volt. A legkisebb 259,2 m 3/d kúthozamhoz tartozó számított Q 1/Q 2=0,831 arány ettől az értéktől jelentősen eltér. Ebből következik, hogy a kalibrált adatolt megbízhatóságát nagymértékben megnövelte volna még egy kiegészítő áramlásmérés. Ilyen kiegészítő mérést mindenféleképpen célszerű elvégezni turbulens nyomásveszteségeket mutató, több rétegre, ill. hosszú szakaszon szűrözött kutakban. A hidrodinamikai mérési adatok fenti, bizonyos feltételezéseken alapuló kiértékelése azt mutatja, hogy az alsó szűrő lamináris és turbulens ellenállási tényezője nagyobb, inint a felső szűrőé. Ennek egyik lehetséges magyarázata a nagyobb szűrőhosszból adódó kisebb fajlagos szűrőhozam, ami valószínűleg kisebb beáramlási sebességet és tisztítási hatásfokot eredményezett. Ebben az esetben a jövőbeni üzemeltetés a szűrő és a szkin zóna további tisztulásához, a szfirőellenállás csökkenéséhez, ill. a kút vízadóképességónek növekedéséhez vezethet. Ezeknek a feltételezett következtetéseknek a megerősítéséhez, ill. elvetéséhez azonban csak a többlépcsős áramlásmérés adatainak értékelése nyújt lehetőséget. 6. Összefoglalás, javaslatok A több rétegre szűrözött kutak depressziójának és hozameloszlásának meghatározására kifejlesztett matematikai modell az eddig használt eljárásoknál pontosabb és részletes hidraulikai elemzést tesz lehetővé. A kidolgozott numerikus algoritmus ós számítógépi programrendszer a tesztelések tanúsága szerint a gyakorlati igényeknek megfelelő pontosságú szimulációra és paraméterbecslésre nyújt lehetőséget. Az egyszeri értékelésen túlmenően a módszer fontos szerepet játszhat az ismételt kútvizsgálatok (időszakos felülvizsgálatok, kútjavítások) adatainak feldolgozásakor is, amikor a szűrőparaméterek időbeni változásainak, ill. a beavatkozás hatékonyságának meghatározása a cél. A szoftver ugyanakkor alkalmas az olyan hagyományos próbaszivattyúzási feladatok megoldására is, mint az egy rétegre szűrözött termelőkutak ill. megfigyelőkutak adatainak feldolgozása. A TEST szoftver alkalmazásával szerzett hazai és külföldi tapasztalatok szerint több rétegre szűrözött kutak esetében a megbízhatóbb paraméterbecslés érdekében az alábbi méréseket, ill. vizsgálatokat célszerű elvégezni.: — vízszint, ill. nyomásmérés a szivattyúzási ós visszatöltődési szakaszban egyaránt; — áramlásmérés lehetőleg több vízhozamlépcsőnél különösképpen turbulens áramlásra utaló s U )=f(Q w) kapcsolat esetében; — pakkeres kútvizsgálati módszerek elterjesztése az egyes megcsapolt rétegek, ill. rétegcsoportok paramétereinek differenciált meghatározása céljából. Irodalom Halász B.j 1988. KutaTchoz való nempermanens hozzáfolyás rétegzett tárolókban. Hidrológiai Közlöny 1988/4. sz. pp. 213—216. Hemker, C. J., Maas, G., 1987. Unsteady flow to wells in layered and fissured at/uifer systems. Journal of Hidrology 90, pp. 231—249. Maas, G., 1987. Groundwater flow to a well in a layered porous médium. 2. Nonsteady multiple-aquifer flow. Water Resources Research, Vol. 23. No. 8.pp. 1683— —1688. Moench, A. F., Ogata, A., 1984. Análysis of constant discharge wells by numerical inversion of Laplace transform solutions. In: J. Rosensheim and G. D. Bennett (Editors), Groundwater Hydraulics. Water Resour. Monogr. Ser. 9. Am. Geophys. Union, Washington, D. C., pp. 146—170. Stehfest, H., 1970. Numerical inversion of Laplace transforms. Commun. ACM., 13, pp. 47—49. Székely, F., 1988. Kutak depressziójának számítása korlátozott kiterjedésű, rétegzett hidrogeológiai rendszerekben. Hidrológiai Közlöny 1988/4. sz. pp. 217—223. Székely, F., 1989. Víztermelő kutak depressziójának számítása szabálytalan alakú, heterogén rétegzett hidrológiai rendszerekben. Hidrológiai Közlöny 1989/1. sz. pp. 39—43. Székely, F. t 1990. Drawdown around a well discharging a heterogeneous, elastic, multiple aquifer-aquitard system. International Conference on Calibration and Reliability in Groundwater Modelling Model CARE 90, The Hague, The Netherlands, September 3—6, 1990, Volume of Poster Papers, pp. 355—364. Székely F., 1990a. Drawdown around a well in a heterogeneous, leaky aquifer system. Journal of Hydrology 118, pp. 247—256. Székely F., 1991. Pumping test data análysis in wells with multiple or long sereens. Journal of Hydrology (közlésre elfogadva). Wikramaratna, R. S., 1984. An analytical solutionfor the effect of ábstraction from multiple-layered confined aquifer with non cross flow. Water Resources Research, Vol. 20. No. 8. pp. 1067—1074. A kézirat beérkezett: 1990. december 19. Az átdolgozás beérkezett: 1991. szeptember 25. Közésre elfogadva: 1991. szeptember 26. Simulation oí flow to wells with multiple sereens Székely, F. Abstract: A mathematical method is presented to estimate the drawdown and the flow rate development in wells with multiple sereens. The following hydrualic processes are considered: unsteady, quasi three-dimensional laminar flow ina multiple leaky aquifer system, laminar and/or turbulent flow in the skin zone including the sereens, turbulent
