Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)
5. szám - Léczfalvy Sándor: A rétegvíz és kitermelése
288 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 5. SZ. Megjegyezzük még, hogy ugyanazon kútnál más-más csőátmérőhöz más-más Q = f(s) görbe, vagy gázos kutaknál elterjedt nomenklatúra szerinti jelleggörbe tartozik. Ha a jelleggörbéket különböző csőátmérőkre megszerkesztjük, vagy mérésekkel megállapítjuk, adott szinthez megkaphatjuk a maximális vízmennyiséget adó csőátmérőt. Előfordulhat, hogy nem a legnagyobb szállító magasságú csőszakasz adja egy adott szinten a maximális vízmennyiséget. A kutak Q = f(s,í) görbeseregei A kutak konstans depressziónál a megcsapolási idő függvényében csökkenő vízhozamot adnak. Ha különböző konstans depresszióknál fbivesszük a Q = f(f) görbéket, és ezen görbék alapján az azonos szivattyúzási időhöz tartozó vízhozam-depresszió párokat felrakjuk, kapjuk a kutak Q = f(s,t) görbéit. A Q = f\s,t) görbesereg ordinátáján tehát a vízhozam, abszcisszáján a depresszió, paraméterként pedig a különböző szivattyúzási idők szerepelnek. A 3. ábrán láthatók az elmondottak, tehát a Q = f(s,/) görbesereg tulajdonképpen a kút vízhozamának alakulását nemcsak a depresszió, hanem a szivattyúzási idő függvényében is mutatja. Ha egy-egy kútnak ismernénk teljes mértékben, azaz megfelelő hosszú időtartamra, vagy pl. t oo esetre a Q = í\s,t) görbeseregét, akkor gyakorlatilag különböző feltételek esetén a kútból termelhető vízmennyiségekre választ adhatnánk, azaz a kutat hidrológiailag könnyen méretezni lehetne. Tekintettel azonban arra, hogy hosszú idejű, pl. éves próbaszivattyúzások nem állhatnak rendelkezésünkre, a Q = fis,/) görbeseregek megrajzolását csak rövidebb idő alatt végrehajtott próbaszivattyúzások alapján végezhetjük. Hosszabb időre különböző elméleti megfontolások alapján extrapolálhatunk. Ezért a Q - f(s,/) görbeseregeket segédeszközként használhatjuk a kutak méretezésénél. A kutak depressziója (s) és távolhatása (/?) A réteg megcsapolásakor a kút közvetlen környékén a piezometrikus (nyugalmi) szint a kút depressziójával jelzett értékkel csökken. Ez a piezometrikus szintcsökkenés, vagy mondjuk úgy, nyomáscsökkenés az időben tovaterjed a rétegben, az eredeti piezometrikus szint csökkenése T h T 2 ... stb. időpontokban R h R 2 távolságokban is elkezdődik. A 4. ábrán láthatjuk ezt a folyamatot konstans depresszió esetére. A depresszió hatósugara, amit általában Ä-nek jelölnek, tehát annak a kerületnek a határát jelöli, amelyen belül a vízmozgás a kút felé irányul. Ez a határ legtöbb esetben nem állandó, a szivattyúzási idő függvényében egyre nőhet, ha a vízadó réteg megfelelő kiterjedésű. Állandósulása a kút típusától és geológiai felépítésétől függően bekövetkezhet, vagy nem következhet be. Rétegnyomásos kutaknál általában nem, hacsak R el nem éri a vízadó réteg határát. Kíséijük figyelemmel a folyamatot. Mondjuk, hogy a kút rétegnyomásos szerkezetű, vízadó rétege véges kiterjedésű, R 0 távolságban a kúttól véget ér. Létesítsünk S 0 konstans depressziót a kúton, ti szivattyúzási idő elteltével a réteg nyomáscsökkenés határa, a depresszió sugár ha tovább szivattyúzunk T 2 idő múltán R 2 lesz és így tovább. Egy bizonyos t, idő múlva a depressziós sugár eléri a vízadó réteg határát, tehát ekkor R v = R 0. Ezután a depressziós sugár nem nő, állandóan R 0 marad, természetesen a vízhozam fokozott csökkenése, sőt teljes elapadása mellett (konstans depresszióról van szó). Ha a vízadó réteg végtelen kiterjedésű, rétegnyomásos szerkezetnél R végtelen felé tart, tehát a kút körül állandóan nem-permanens szivárgás van Hidrosztatikai elven működő kutaknál a depressziós sugár addig növekedhet, míg el nem éri a tápterületet, tehát a vízadó réteg szabadtükrű részét. Ha a szabadtükrű részen csapadék utánpótlódás lehetséges, akkor R állandósulhat a vízhozam állandósulása mellett. Ha csapadék utánpótlódás nincs, de a vízadóréteg véget ér, R szintén állandósulhat, de a vízhozam a zérushoz tart. Mint az előzőekből is látjuk, R értéke több körülménytől és tényezőtől függ. Lehet állandó is, de a gyakorlat szerint a kút működésének kezdeti időszakában feltétlenül az időben változó értéke van. Nagysága azonos szivattyúzási időpontban számolva is különböző geológiai felépítésű kutaknál, ha ugyanolyan típusúak is, egészen más lehet. Rétegnyomásos artézi kutaknál, ha pl. a vízadó réteg jobban összenyomható, rugalmasabb a kőzet, pl. homok, akkor a nyomáscsökkenés a rétegben kisebb, kisebb az R azonos esetekben, mintha a vízadó kőzet mészkő volna, amely gyakorlatilag összenyomhatatlan. Általában azonban lerögzíthető, hogy R értékei jóval nagyobbak, mint amelyek a műszaki köztudatban szerepelnek. Példaképpen hivatkozunk egy 60 m vastag fedőkőzettel letakart, tehát artézi jellegű mészkőrétegből táplálkozó kút szivattyúzásának észlelési adataira. A kúton konstans 5 m-es depressziót létesítettünk. A szivattyúzás megindulása után kb. fél órával R már elérte a 700 m-t, t = 1 óra után R = 1400 m-t és t = 16 órás szivattyúzási idő után R = 2000 m volt. Egy artézi kút hidrológiai méretezése A kutak méretezésénél minden esetben teljes kúttal számolunk, tehát olyan kúttal, amely a vízadó réteget teljes vastagságában harántolja. A gyakorlatban az artézi kutaknál rendszerint ez a helyzet. A méretezésnél általában kétféleképpen vetődik fel a probléma, mégpedig: 1. Adott a konstans vízhozam, vízszükséglet, amit a kútból ki akarnak venni. Kérdés, hogy ezt ki lehet-e egyáltalában termelni, milyen depresszió mellett, és meddig. 2. Adott a konstans depresszióval működő kút, kérdés, hogyan alakul a vízhozam. A méretezés módja az artézi kutak típusától is függ, és más-más módon történik. A leggyakoribb típus a rétegnyomásos és erre vonatkozóan dolgozzuk ki elsősorban eljárásunkat. Rétegnyomásos artézi kút hidrogeológiai méretezése konstans depresszió mellett Tekintsük át a részletes tárgyalás előtt a 6. ábra kapcsán a lezajló folyamatot, amikor konstans depresszióval dolgozunk. A konstans depresszió elérése után a depressziós sugár R a szivattyúzási idő függvényében fokozatosan nő. A kezdeti Q 0 vízhozam éppen ezért a szivattyúzási idővel fokozatosan csökken. Egy adott t v időpontban R eléri a vízadó réteg határát, tehát R v = R 0 Ettől kezdve R 0 állán-
