Hidrológiai tájékoztató, 1970 június
Barátosi Kálmán: Mammutfog lenyomat a Budai Várbarlangban - Csobok Veronika: Víztározás az altalaj hézagaiban (Ismertetés)
kap a Baden-tóból 164 km hosszú vezetéken át, az Alpok fölös vizéből pedig évi 460 millió m 3-t terveznek a Ruhr-vidékre szállítani 760 km hosszú vezetéken. Az altalaj hézagait gáz tárolására már használják Németországban az USA példáját követve. Ez vezetett a talajhézagokban való víztározás gondolatára. A föld alatti víztározás nem azonos a talajvízdúsítással. Talajvízdúsítás esetében a meglevő vízkivételi berendezések teljesítményének növelése végett szivárogtatunk be felszíni vizet. Tározáskor a rendelkezésre álló vízfölösleggel feltöltjük a talaj üregeit, és azt onnan vízhiány idején kivesszük. A két eljárás lényeges különbsége az, hogy talajvízdúsítás esetében a betáplált víz kevés ideig, föld alatti víztározás esetében rendszerint több hónapon át marad a talajban, és szükség lehet a tározó talaj térfogat vízzáró elhatárolására is. Kétféle föld alatti víztározót különböztetünk meg. A sekélytározóban légköri nyomás alatt, dinamikus viszonyok között szabad felszínű talajvíz van, amely részt vesz a víz körforgásában. A mélytározó fölött vízzáró, vagy nehezen áteresztő talaj van, vize nyomás alatt áll, nem vesz közvetlenül részt a körfolyamatban, viszonyai statikusak. A föld alatti tározó előnyei a felszíni tározókhoz viszonyítva: 1. Elrendezés szempontjából: a) nincs veszteség művelhető területben, b) elmaradnak a települések, utak, vasutak áthelyezésével járó költségek. 2. Hidrológiai szempontból: a) tartalék tározóként kiegészítheti a felszíni tározót, b) jobb minőségű vizet ad kevesebb hőmérsékleti ingadozással, c) a párolgási veszteség jelentéktelen. 3. Üzemi szempontból: a) víznyerés a felhasználás helyén, b) természetes védelem radioaktív fertőzés ellen, c) elmarad a leürített felszíni tározó esztétikailag gyakran zavaró látványa. A föld alatti tározó hátrányai: a) nehéz a tározási lehetőség felkutatása, b) a kapacitás erősen függ a talaj áteresztőképességétől, c) a hasznosítási tényező 20—25%, tehát 4—5-szörös talajtérfogat kell, d) a nagy vízszíningadozás káros a mezőgazdaságra, e) süllyedések következnek be, f) érzékeny a lebegő hordalékra, g) mélytározóból költséges lehet a vízkivétel. Kívánatos a felszíni és a felszín alatti tározók olyan kombinációja, amelyben mindkét rendszernek az előnyös tulajdonságai érvényesülnek. A felszín alatti víztározás alapjai; a kutatás eddigi eredményei A föld alatti víztározás kérdéseivel kapcsolatos eddigi ismereteink a következőképpen foglalhatók össze: 1. Gazdaságos víztározásra csak szemcsés talaj alkalmas, mert a kötött talajnak nagy a víztartó képessége. 2. A szemcsés talajok hézagtérfogata a település tömörsége, szemszerkezet és szemcsealak szerint 15— 55%. Ez a százalékszám annál nagyobb, minél meredekebb a szemcseeloszlási görbe, és minél közelebb van az U= d60/dl0 egyenlőtlenségi tényező az 1,0-hoz. 3. A tározásra fordítható hasznos hézagtérfogat kisebb az összes hézagtérfogatnál, mert a higroszkópos (adszorpciós), a tapadó és a kapilláris víz egy része, amit együttvéve kötött víznek hívunk, nem hasznosítható. 4. A kötött víz mennyisége a víztartóképesség, vagy a talajszívás alapján közelítően megbecsülhető. A kötött víz levenasa után 20—30% hasznos térfogat marad, vagyis 1000 m : 1 talajban 200— 300 m 3 kitermelhető víz tárolható. 5. A hasznos tárolóképesség mellett fontos a talaj áteresztőképessége is, mert ezen múlik az üzem gazdaságossága. Az áramlási sebesség Darcy törvénye alapján számítható. Az áteresztőképességi együtthatót lehetőleg zavartalan minta alapján, vagy próbaszivatytyúzással kell meghatározni. Ha erre nincs lehetőség, akkor számítsuk ki a szemcseeloszlási görbe alapján, amire több képlet ismeretes. A Stuttgarti Egyetem Alépítményi és Vízépítési Kísérleti Intézetében végzett vizsgálatok A föld alatti víztározás néhány kérdésének tisztázása végett eddigi ismereteink kiegészítése szükséges. E célból az Intézet nyolcféle talajjal nagy számú kísérletet végzett. Az ezek során tett főbb megállapítások a következők: 1. A tározásra használható talajok összes hézagtérfogata 25,2—38,1%, annál nagyobb, minél egyenletesebb a szemcseméret, és csökkenő mértékben közeledik a kb. 40% szélső értékhez. 2 A hasznos hézagtérfogat az összes hézagtérfogat 50—58%-a, annál nagyobb, minél kevesebb a talajban a kisméretű szemcse. 3. A hasznos hézagtérfogat ismételt feltöltés és leürítés során folyamatosan csökken egy közel állandó effektív hasznos hézagtérfogat (V eff ) felé. Ezt a csökkenést légzárványok okozzák. 4. Az effektív hasznos hézagtérfogat függ a legkisebb szemcsemérettől. Ha dmin >0,5 mm, akkor 20% effektív tározó térfogattal számolhatunk. Ha dmin <0,2 mm, akkor Veff 14% alá csökken. Veff = 25%, vagyis m 3-enként 250 1 effektív tározó térfogat csak akkor érhető el, ha d min >0,8 min. 5. Az effektív hasznos hézagtérfogat az áteresztőképesség függvényeként is kifejezhető. Veff =25,5+4,5 In k Ha nincs mód arra, hogy az áteresztőképességet szivattyúzással, vagy zavartalan minta alapján határozzuk meg, akkor zavart minta alapján Kozeny képletéképletével is számíthtjuk. Így kb. 8%-kal kisebb értéket kapunk, ami a biztonságot szolgálja. 6. Az egyenlőtlenségi mutatószámból nem lehet következtetni a hasznos térfogatra. 7. A légnyomás bármilyen irányú változása növeli a tározótérfogatot. Ugyancsak növeli azt a nagyobb hőmérséklet is a felületi feszültség és a kinetikus viszkozitás csökkentése által. 8. Azonos talaj eseteben a mélységi tározó effektív hasznos térfogata nem különbözik a sekély-tározóétól, ha elegendő levegő utánpótlást kap leürítéskor a szűrőcsöveken át. A vízfolyások tározható hozama Tározható hozamon azt a vízmennyiséget értjük, amely közepes vízjárású esztendőben a fogyasztók sérelme nélkül kivehető, és az infiltrációs berendezések veszélyeztetése nélkül betáplálható. Elsősorban az energiagazdálkodás, hajózás és az ipar, másodsorban a vízellátás, mezőgazdaság és a halászat igényeire kell figyelemmel lennünk. A vízerőművek általában 120 napos hozamra épülnek, ezért gyakorlatilag csak árvízi hozam tározható. A zsilipeléshez állandó hozam szükséges, aminek az erőművek szükségletén felül kell rendelkezésre állnia. Teljes mértékben biztosítandó a kazánok táplálásához szükséges víz is. A több m 3/sec mennyiségű hűtővíz a mű alatt visszavezethető a vízfolyásba. A vízellátás, öntözés és halászat szempontjából nem a biztosítandó vízmennyiség a fontos, mert az kicsi, hanem az, hogy a kivett víz miatt nő a szennyezettség. Tehát a vízfolyásból csak viszonylag nagy vízhozam esetében lehet tározás végett vizet elvezetni, mert más vízhasználók szerzett jogai legfeljebb kis mértékben korlátozhatók. Nagy árvíz azonban sok lebegő hordalékot hozhat, ami a tározás szempontjából hátrányos. 190
