Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)

5. szám - Karácsonyi Sándor: A kút körüli szivárgás néhány gyakorlati kérdése

KARÁCSONYI S : A kút körüli szivárgás.. 265 nek szivárogtató tulajdonsága átmeneti, a vízzáró és a természetes réteg állapotára jellemző érték között, és - a kevert vizek övezete, amelyben a kolmatációs zóna közelében lényegében a fúró-iszapból kipréselődött víz a meghatározó és fokozatos híguláson megy át a természetes rétegtartaloniba. Itt a szemcseösszetétel, a réteg-struktúra, sőt a szivárgási tulajdonság ugyan változatlan, azonban a zóna a geofizikai vizsgálatok tekintetében érintett. Ebben a helyzetben az előzőek szerint befolyásolt vízadó réteg tulajdonságának közvetett megismerését különböző elven alapuló (PS, elektromos ellenállás, radioaktív) vizsgálatokkal és ezen belül célorientált részmegoldásokkal (szonda-típus, elrendezés stb.) közelíthetjük meg a legjobban. A fúrólyukban végzett vizsgálatok eredményéből elsődlegesen a víztermelésre számításba vehető réteg kiválasztására nyílik lehetőség, azonban a kút megfelelő kialakításához és a víztermelés előkészítéséhez további információk szükségesek, mégpedig - az optimális méretű és szerkezetű szűrő kiválasztásához, ehhez pedig - a szűrő körüli rétegváz kialakulását meghatározó ú. n. hatékony szemcsenagyság (Dj,), továbbá - a kritikus, a rétegváz állékonyságát még nem veszélyeztető szivárgási ill. belépő vízsebesség (v

b), és ebből - a gyakorlatilag homokmentesen kitermelhető legnagyobb vízmennyiség (Q

m

M) meghatározása. A felsoroltak mindegyikére a fúrólyuk szelvényezésből kell információkat nyernünk, így érthető, hogy kezdettől törekvés volt az eredmények és az újabb megfigyelések ilyen irányú interpretálására. A fúrólyuk szelvényezésére a kútkiképzés azon stádiumában kerül sor, amikor a természetes állapotú vízadó réteg jellemzői az 1. ábra szerint torzultak. Ezek nagyobb része ugyan kiszűrhető, de a valóságot szabatosan visszajelző következtetésre csak részben alkalmasak. Ilyen feltételekkel is általában egy átlagot kifejező eredmény nyerhető. A stabil rétegváz kialakíthatósága a kútkiképzés egyik sarkalatos kérdése. A szemcse kimosódás - a szuffúzió - elkerüléséhez szükséges feltételek sokoldalú vizsgálatából nyilvánvaló (a Terzaghi-féle szűrőszabály, a Kézdi-félc önszűrés, a Kovács-féle hatékony szemcse stb.) hogy közelítése a réteget alkotó szemcsék teljességének és a réteg struktúrájának ismeretét igényli. Az ezzel szorosan összefüggő kritikus szivárgási sebesség (vt) meghatározását - amelynek alapja a hatékony szemcse és a vízadó rétegre jellemző szivárgási tényező ismerete - mind a hazai, mind a külföldi kutatok sokoldalúan közelítették. Itt a problémát az a körülmény bonyolítja, hogy még a teljes szemcseösszetétel birtokában is a különböző telepnyomású struktúrák esetében amelyekben a stabil rétegváz fenntartható - óvatos becsléssel kell élni. Az ide vonatkozó vizsgálatok eredményének összegezését Csókás - Török tanulmányában találjuk, amely egyben újszerű közelítéssel is kiegészül. A kritikus szivárgási sebességet - és annak felhasználásával a homokmentesen kinyerhető legnagyobb vizmenynyiséget a pórusvízzel telített kőzet (R„) és a pórusvíz (R

w) fajlagos ellenállásának felhasználásával közelítik. A kút kiképzése és zavarmentes működése szempontjából leglényegesebb körülményekre - ez esetben is - a vízadó réteg tulajdonságával közvetetten és áttételesen összefüggő tulajdonságokból kell következtetnünk. Azonban az is tény, hogy esetleges tényleges ismeretek birtokában is a hatékony szemcse pontról-pontra való megválasztása elképzelhetetlen, de ha ez lehetséges is lenne, azt a szűrőszerkezet kialakításával úgy sem követhetnénk. Ezért is terjedtek el a tapasztalatokra támaszkodó irányelvek ill. ajánlások, amelyek segítséget nyújtanak az alkalmas szerkezetű szűrő kiválasztásához 2. ábra. A hatékony szemcse megválasztásának egyik, tapasztalaton alapuló módszere Az előzőekből következik, hogy a vízadó réteg általában - vegyes szemcse-összetételű, de nagyjából egyveretű, - struktúrája, térbeli kifejlődése egyenlőtlen, és ezzel összefüggésben - szivárogtató tulajdonsága sem lehet homogén. Ezek a körülmények természetesen a kút teljes hatókörzetére (R) érvényesek, azzal a megjegyzéssel, hogy a kút kiképzése szempontjából döntően a kút körüli zóna (szemcse-összetétele, hatékony szemnagysága) a lényeges, azonban a víztermelés vonatkozásában a kút felé szivárgó víz sebesség-változása arányában a tápterület egészének szerepe van. Rátérve a kútkiképzés körülményeinek vizsgálatára, megállapítható, hogy a kapott eredmények alapján rendszerint azonos kialakítású szűrő kerül a vízadó rétegbe. Ebből következően a szűrő nyílás-mérete, szerkezete a.) egyes helyeken jól illeszkedhet a vízadó réteg szemcse-összetételéhez, ill. a rétegvázat alkotó szemcse méretéhez, míg b.) más helyeken a szűrő nyílásmérete nem lesz megfelelő, azaz a szűrőnyílások esetenként -alul, ill. - felül méretezettek. A b.) esetben a szűrő egyes helyeken a rétegváz kialakításában szerepet nem játszó és eltávolítandó szemcséket is visszatartja, míg más esetben a szűrővázat alkotó szemcsék és áteshetnek a szűrőnyílásain. A nem megfelelő illeszkedési helyeken az előbbi esetesen az indokolatlan nagy szűrőellenállás miatt a kút homokmentes vízhozama elmarad, esetenként meg sem köze-