Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)

3. szám - Léczfalvy Sándor: Artézi kutakra telepített vízművek élettartamának és vízhozamsorának meghatározása

Hidrológiai Közlöny 1960. 3. sz. 227 VÍZELLÁTÁS Artézi kutakra telepített vízművek élettartamának és vízhozamsorának meghatározása LÉCZFALVY S Á N D O E, Vízügyi Tervező Iroda, Budapest Vízművek létesítése még az ún. törpe vízművek esetében is, igen tekintélyes anyagi befektetést, rendszerint több millió Ft-os beruházást igényel. Ezért nagyon fontos tudnunk azt, hogy azok a víznyerő helyek, amelyekből meglevő vagy tervezésre kerülő vízműveink táplálkoznak, a jövőben is biztosítani tudják-e a szükséges vízmennyiséget, vajon el fognak-e apadni stb. Hidrológiai terminológiával élve, meg kell határozni víztermelő helyeink várható vízhozamsorát. A lehetőségek tisztázásával elkerülhetők a felesleges és később esetleg haszontalanná váló beruházások. A tanulmány célja a felszín alatti vizet megcsapoló létesítmények várható vízhozamidősorának és az esetleges elapadási idejének meghatározása. A továbbiakban az egyszerűség kedvéért csak artézi kutakról beszélünk, de az elmondottak természetesen értelemszerűen vonatkoztathatók bármelyik föld alatti vizet termelő létesítményre. A tanulmányban tett megállapítások elsősorban a durvább szemcséjű rétegekre tekintendők érvényesnek. Mint ismeretes, az artézi kutak vízhozama két okból csökkenhet vagy apadhat el. Az egyik ok magában a kútban vagy közvetlen környékén kereshető műszaki ok, a másik az artézi vizet tartalmazó réteg kimerülése. A műszaki okok között szerepelhet a helytelen kútkiképzés, a kút csővezetékének korróziója (amelynek révén a réteg vize például egy alacsonyabb nyomású hely felé megszökhet), a kút elhomokolódása stb. A tanulmány csupán a másik ok, a víztartó réteg kimerülésével kapcsolatos vízhozamváltozásokkal foglalkozik. Célunk, hogy a víztartó réteg megnyitása után meghatározzuk a megnyitó artézi kút vagy kutak várható vízhozamsorát, valamint azt az időpontot, ameddig azok vizet adnak. Meg kell azonban még azt is jegyezni, hogy ezen vizsgálatok feltételezik az artézi kutak műszaki adatainak állandóságát. Például egy vízadó réteg megnyitása után a nagy erővel feltörő víz a vízadó réteg kúttal határos részének finomabb szemcséit kimossa, azért a vízadó rétegre jellemző ,,k" megváltozik, nagyobb lesz. Ennek következtében a kút megnyitása után pár nappal nagyobb lehet a vízhozam, mint kezdetben, holott fordítva várnánk. Ebben az esetben is érvényesek fejtegetéseink, ilyen esetben azonban pl. a kút kezdeti vízhozama értelemszerűen módosítandó. A továbbiakban a kérdés behatóbb tárgyalása miatt kitérünk röviden az artézi kutak vízhozamgörbéire [Q = f(s)], valamint az artézi víztartók jellemzésére is. AJ Az artézi víztartók típusai Az artézi víztartókat abból a szempontból osztályozzuk, hogy mi szolgáltatja a víz felemelkedéséhez szükséges erőt. így megkülönböztethetünk a) hidrosztatikus, b) rétegnyomásos, c) gáznyomásos artézi kutakat, ill. víztartókat. Természetesen a három alapeset egymással kombinálva is előfordulhat. E három alapesetet azért fontos megkülönböztetnünk, mert a hidrológiai számítások mind a három esetben más módon történnek. A gyakorlatban aszerint használjuk hol az egyik, hol a másik módszert, hogy a szóban forgó kút melyik típushoz tartozik vagy hasonlít jobban. 1. Hidrosztatikai törvény alapján működő kutak A víz felemelkedését a hidrosztatikai nyomás okozza. Ez az eset fordul elő pl. a karsztvidékek peremein nyomás alatt álló karsztvizeknél, ahol az artézi kút nyugalmi vízszíne mint piezometrikus szint jelentkezik. Ebben az esetben természetesen lehetséges úgy pozitív (terep fölé szökő), mint negatív artézi kútról beszélni. Az ilyen természetű kutaknál ugyanarra a víztartó rétegekre telepített artézi kutak nyugalmi vízszíne ekkor nem minden esetben szükségszerűen vízszintes, hanem a kutak nyugalmi vízszínének elhelyezkedése valamely esést is mutathat. Ez utóbbinak oka az, hogy a megcsapolt víztartó réteg valamely irányban már eredetileg is vizet szállított. Példaképpen megemlítjük, hogy ilyen típusú kutak a budapesti Széchenyi-íürdő artézi kútjai is. 2. Rétegnyomásos artézi kutak A víz felszökését csak a rétegnyomás okozza. A víztartó réteget, amelyet minden irányban vízzáró kőzetek vesznek körül, a fölötte levő kőzetek súlya terheli. A felső kőzetek súlyának azonban csak egy része adódik át a víztartó kőzet szemcséire, amelyek azt az alsó rétegekre hárítják. A fennmaradó részt a rétegben található víz veszi át, amely víz minden irányban zárt térben lévén, kitérni nem tud. A víz is szintén áthárítja az oldalsó és alsó rétegekre a fölötte levő kőzeteknek eme ráeső súlyrészét. Nagyságrendileg tájékoztatást nyújt a feszültségmegoszlásról az a tény, hogy az ilyen természetű kutak nyugalmi vízszíne (közelítően vízszintes terepnél) nagyjából a terepszint környékén van, valamint az, hogy a víz és a szemcsés kőzetek fajsúlyának