Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

5. szám - Léczfalvy Sándor: A rétegvíz és kitermelése

LÉCZFALVY S .: A rétegvíz és kitermelése 285 Nyugalmi vízszint és rétegnyomás A vízadó réteg megütése után - mint ismeretes - a víznívó a kútban felemelkedik, egy adott magasságban a vízadó réteg felső szintje fölött beáll, és tovább nem emelkedik. Ezt a vízszintet nevezzük nyugalmi víznívónak (rövidítve: Nyv.), amelyet rendszerint a terepszinttől mérünk. A vízadó rétegben uralkodó nyomást, - a rétegnyomást - a kútnál a kútban levő nyugalmi vízoszlop egységnyi felületre eső súlya, a kút talpnyomása mutatja. Ha ezt a vízadó réteg felső részére számijuk, úgy a rétegnyomás (P) a kútnál: P=y. h ahol 7 a kútban levő vízoszlop átlagos fajsúlyának tekinthető, h pedig a vízadó réteg fölötti vízoszlop magassága (a nyugalmi nívó és a vízadó réteg felső szintje közötti távolság). Egy vízadó rétegnek mind a két fogalom fontos jellemzője, de fontos megkülönböztetnünk a kettőt egymástól. Ha y= 1, akkor a talpnyomást egyértelműen számíthatjuk a nyugalmi víznívóból és a réteg felső élének magasságkülönbségéből. Mint látjuk, a kútban levő vízoszlop magasság (A), azaz a kút nyugalmi nívója a kút talpnyomásának és a y-nak függvénye. Ebből következik, ha a víz fajsúlya (térfogatsúlya) más, két ugyanolyan talpnyomású, egyazon rétegből táplálkozó kút esetén is a nyugalmi nívó más és más lehet. A ysok tényezőtől függ: a víz hőmérsékletétől, nyomásától, hordalékosságától stb. Ha pl. y = 1,05, ami hordalékos, iszapos kútnál föleg fúrás után előfordulhat, akkor az egyébként 100 m-es vízoszlopú tiszta kút csak 96 m-es vízoszloppal rendelkezik, tehát a kútnak a nyugalmi nívója 4 m-rel alacsonyabb, mint a tiszta víz esetén. Ha az ilyen kútból szivattyúznak, akkor előáll az a jelenség, annak ellenére, hogy vizet veszünk ki a kútból, a víznívó rövid átmeneti apadása után nem süllyed, hanem a szivattyúzás alatt is emelkedik. Ennek az az oka, hogy a vízkivétellel a kút iszapos vize helyett tiszta víz áramlik a kútba, így a vízoszlop súlya csökken. Példaképpen említhetjük a zamárdi vízmű 1. sz. kút víztisztító szivattyúzását. Itt a kb. 65 l/min. vízkivétel megindulásával az eredetileg terep alatt 4 m-en levő vízszint előbb süllyedt kb. 1 m-t, majd utána a vízkivétel ellenére emelkedett, és a nyugalmi szint a vízkivétel megszűnése után terepszinten állt be, 4 m-rel magasabban az eredetinél. A fentiekből következik, hogy a nyugalmi vízszint megállapításánál teljesen tisztának kell lennie a kút vizének. Azon kívül, mivel a ymás körülménytől is függ (vízhőmérséklet, kútban levő nyomás stb ), a kutak nyugalmi vízszintjéből akkor számithatjuk és hasonlíthatjuk össze egyértelműen a rétegben levő nyomást, ha y= 1. Ez a feltétel 150-250 m mélységig tiszta kútvíz esetén kielégítő pontosságú, mivel itt a hőmérséklet, a vegyi összetétel, a víznyomás még számottevően nem befolyásolja értékét. A nyugalmi vízszint azonban nagyon sok esetben egy kutat tekintve sem állandó. Csapadékból pótlódó közelebbi vagy távolabbi vízgyűjtő területtel rendelkező hidrosztatikai kutak esetén világos, hogy a csapadék utánpótlódás mértékétől függően a kút nyugalmi víztükre ingadozhat. Ez a hegységek peremén közismert jelenség. Sopronban a kőhidai medencében mélyített 30 m-es artézi kutak nyugalmi víznívója pl. a csapadék leesése után pár nappal méteres nagyságrenddel emelkedett, illetve pozitív kútról lévén szó, a vízhozama erősen megnőtt. Rétegnyomásos víztartóknál sem teljesen azonos mindig a nyugalmi vízszint (gázos kutaknál pedig különösen nem). Itt az ingadozás kisebb mértékű ugyan, de megvan. A zamárdi vízmű kútjainál, ahol a vízadó réteg 100-150 m mélységek között van, kb. 50 cm-es vízszintingadozást tapasztalhattunk, minden egyéb külső behatolás nélkül. A légnyomásváltozáson kívül a rétegnyomásos kutaknál a föld belsejében lejátszódó egyéb folyamatoknak is szerepe lehet (pl. földrengés, árapály stb ). A szakirodalomban ismeretes egyéb hatások is befolyásolhatják a kutak vízszintjét. Az érzékenységükre megemlíthetjük pl. hogy ha a vonat halad el egy artézi kút mellett, ezt is megérezheti a víznívó. A nyugalmi vízszint az olyan rétegeknél, amelyeket az adott kúthoz közel mesterségesen megcsapoltak, már nem azonos a rétegek eredeti nyugalmi szintjével. A kutak vízhozamáról általában Hidrosztatikus és rétegnyomásos kutak vízhozama konstans depresszió mellett. Q = f(í) görbék konstans, 1 m-es depressziónál Ha egy artézi kutat nyugalmi víznívó alatt megcsapolunk, vagyis a víznívót leszívjuk, úgy a kút vizet szolgáltat, mégpedig annál több vizet, minél mélyebben történik a nyugalmi nívó alatt a megcsapolás. A ma elfogadott nomenklatúra szerint, ha a leszívott vízszintet a nyugalmi víznívótól számítjuk, akkor depresszióról beszélünk, ha a terepszinttől, akkor leszívásról. Ha a kutat a nyugalmi vízszint alatt konstans depresszióval csapoljuk meg, a kút kezdetben Q

0 vízhozamot ad. Ez azonban nem marad állandó. Kezdetben a legnagyobb, és az idővel fokozatosan csökken. A vízhozam változását az adott konstans depresszió mellett a megcsapolás kezdetétől számított idő függvényében a kút Q = f\t) függvénye mutatja. Egy ilyen függvényt láthatunk a 2. ábrán Ez az ábra Hévíz vízellátására készült hidegvízű kút s = 1,0 m-es depressziónál felvett vízhozamsorát ábrázolja. Látható, hogy a vízhozam a kezdeti Q

0 = 9200 1/min-ról 24 óra alatt 2250 1/min-ra csökkent. Vannak olyan esetek és kúttípusok, ahol a vízhozam konstans depresszió mellett állandóan csökken, vagy van olyan, hogy egy bizonyos idő után a l