Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
5. szám - Rózsa Attila: A víztermelő kutak kivitelezésének és hidraulikai kiképzésének minőség-ellenőrző értékelése
58 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 5. SZ. Hazánkban a gáthatás tényező (v, %) alatt egy látszólagos szivárgási tényező {ki átszólago s, m/nap) és a rétegjellemző szivárgási tényező (k réle g, m/nap) hányadosát értjük: : k' á^< » x 100% A látszólagos szivárgási tényező a kútból kitekintve, a permanens állapotú próbatermeltetés adataiból (vízhozam, nyugalmi és üzemi vízszint) a közismert DupuitThiem (1906) képlettel kerül meghatározásra: ßxln* 2xxMxs n ahol R — klasszikus kútelméletben értelmezett hatástávolság (m) nyomás alatti vízadóban SICCHARDT (1928) r = 3000xí e mem : x -Jk (m; m; m/s) alakú tapasztaati összefüggésével kapható meg. Ez a látszólagos szivárgási tényező — mint látható — a kútszürő belső felületétől a kút hatástávolságáig terjedő szűrő- és rétegtartomány eredő szivárgási tényezője. A módszer szerint amennyiben a gáthatás tényező hányadosa meghaladta a 100 % értéket, a kútkiképzést jónak könyvelték el, ellenkező esetben a kút körüli többletellenállások miatt a víz beáramlását gáthatás nehezíti. (Meg kell jegyezzük, hogy a nemzetközi szakirodalom gáthatás tényező (S F) — „skin factor" — alatt az alábbi mértékegység nélküli fizikai mennyiséget érti (Waterloo Hydrogeologie, Inc., 2002): S R = Kré„g 1 |xln— r„ A képletben k réte g — a vízadó réteg szivárgási tényezőjét (m/nap); k kú l — a kavicspalást és a kútszűrő eredő szivárgási tényezőjét (m/nap); r f— a kavicspalásttal kitöltött furat sugarát (m); r 0 — a kútszűrő belső sugarát (m) jelenti.) A látszólagos szivárgási tényező és a rétegjellemző szivárgási tényező hányadosaként meghatározott gáthatás tényező azonban nehezen megfogható, nehezen értelmezhető fogalom, amely a kivitelezés minőségéről csak tájékoztató jellegű eredményt ad, hiszen egyrészt a kút hatástávolságáig terjedő, látszólagos szivárgási tényezővel rendelkező körgyűrű fölvétele csak egyszerűsítés, ráadásul annak mérete is közelítő, másrészt a számításhoz fölhasznált Dupuit-Thiem (1906) képlet valójában a teljes szivárgási térre nem érvényes. Egy hitelesebb kútjellemző bevezetésére irányuló igény így természetesnek tekinthető. A kivitelezés minősítése a víztermelési hatékonyság segítségével: A gáthatás tényező helyett, illetve mellett az utóbbi tíz évben jobbára a víztermelési hatékonyságot alkalmazzák. Ez a hányados eredetileg kútkiképzési hatékonyság néven került bevezetésre (RÓZSA A., 1996), majd az MSZ 15.298:2002 jelzetű nemzeti szabvány közzétételét követően kúthatékonyság néven vált ismertté. (Megjegyezzük, hogy korábban termelékenységi tényezőnek is nevezték (SCHMIEDER A., 1979), ám ezt a fogalmat a hídrogeológiában többnyire a fajlagos vízhozamra alkalmazzák, így használatát nem javasoljuk.) A víztermelési hatékonyság — vagy kúthatékonyság — (e, %), mint két fajlagos vízhozam hányadosa az alábbi módon számítható ki: In, -xl00% ' Qellenállásmentes kút ahol qtút — a kút tényleges fajlagos vízhozama (m 3/nap /m); qeiienáuásmentes_kúi — az elméleti, tökéletes kút számítással meghatározott fajlagos vízhozama (m 3/nap/m). A víztermelési hatékonyság megmutatja, hogy a valódi kút fajlagos vízhozama hányszorosa, vagy hány százaléka az elméleti, ellenállásmentes kút esetében elvárhatónak. Ez az összefüggés az alábbi alakra hozható: As„ Qx 100% = e—x 100% = 1-x 100% ahol SQ eiméieti — az elméleti, tökéletes kút adott vízhozamhoz tartozó, számítással meghatározott depressziója (m); sq — a kút adott vízhozamhoz tartozó ténylegesen mért depressziója (m); As q — az adott Q vízhozamhoz (m 3/nap) tartozó, hosszegységben kifejezett kútellenállás (m). Mint látható, a visszatöltődés mérés eredményeként megállapított kútellenállás ismeretében ez a kutat minősítő jellemző könnyen kiszámítható. A kivitelezés kvantitatív minősítésére a 0-100 % közötti értéktartomány fölszeletelésével az alábbi értékhatárok alkalmazására tettünk javaslatot (RÓZSA A., 1996): e = 0 - 50 % között rossz; 50 - 70 % között közepes; 70 - 90 % között jó; 90 -100 % között kiváló; 100 % fölött tökéletes. Matematikailag levezethető, hogy a Dupuit-Thiem (1906) képlet elfogadása esetén e = v, azaz a víztermelési hatékonyság és a gáthatás tényező azonosak, következésképpen értékeik a gyakorlati számítások során közel egyenlők. Hiába korrekt azonban a kútellenállás meghatározása, hiába pontos a víztermelési hatékonyság bemutatott módon történő kiszámítása is, ha a kútkivitelezés minőségének megítélése annak alapján nem elegendően szabatos. A kapott eredmény nem kellő szabatossága abból fakad, hogy a víztermelési hatékonyság számításakor a 1 eiienáiiásmentes_kút értéket a próbaszivattyúzás visszatöltődést megelőző vízhozam, vízszint adatainak fölhasználásával határozzuk meg — ahogy a gáthatás tényező esetében a ki átsz ói ago s értéket is —, következésképpen az magán viseli a vízföldtani környezet jellegzetességeit (jobban vagy kevésbé jól záró fedőrétegek, lencsés kifejlődés, esetleg folyó közelsége stb.). Ennek eredményeként ugyanaz a kivitelezési hiba (kútellenállás) más-más vízföldtani környezetben, eltérő hidraulikai peremfeltételek mellett - az ott kútellenállás nélkül kialakuló depresszió eltérő mértéke miatt - különböző víztermelési hatékonyság hányadost eredményez, holott ismétlem, a kivitelezés minősége azonos. Nézzünk erre két példát. Legyen az elkészült víztermelő kút gáthatása 500 L/perc vízhozam mellett 5,0 méter, ami egyértelműen a kivitelezés hibájából fakad. Amennyiben ez a kút egy folyó mellett létesülne, azon a helyen a tökéletes kútban kialakuló depresszió mindöszsze 2,0 méter lenne, egy folyótól távoli, de végtelen kiterjedésű rétegben 5,0 méter, míg egy lencsés kifejlődésű
