Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)
12. szám - Léczfalvy Sándor: Hévforrások, mesterséges hévízfeltárások hőutánpótlódásának néhány kérdése. Hévforrások védőterületének megállapítása
Léczfalvy S.: Hévforrások, mesterséges hévizfeltárások Hidrológiai Közlöny 1964. 12. sz. 549 A fenti egyenletből adódik Fourier első törvénye : az amplitúdók a mélységgel exponenciálisan csökkennek. Ha ezt a csökkenést tapasztalatai úton ismerjük, akkor a (19) egyenletből a 2 és így X számítható. A (19) egyenletből £ÚX* 2 In A 0 (20) A (14) tapasztalati egyenlet alapján a következő értékeket kaptam : X a 2 Mélység a terep [cm 2/óra] alatt [m] [cm 2/óra] 2 18,7 3 22,5 4 28,7 Ezekből az értékekből X = aHJ = 22,5-0,5 = 11,25 cal cm ó C° (21) A 7 = 1800 cm" o azaz g=l,5 kgcal/m 2nap. 5. Hévforrások védőterületének meghatározása a víz hőmérsékletcsökkenésének elkerülése érdekében A fentiek alapján közelítőleg meghatározhatjuk egy melegforrás minimális védőterületét, amelyen belül melegvízkitermelés nem történhet, a források hőmérsékletcsökkenésének megelőzése érdekében. Legyen a melegforrás vizének hőmérséklete 30 C°, átlagos vízhozama 1000 m 3/nap. Az évi átlagos felszíni hőmérsékletet 10 C°-nak véve, a forrás vize Q = 1 000 000 (30—10) = 20 000 000 kgcal/nap hőmennyiséget szállít a felszínre. Ehhez minimálisan 20 000 000 , „ „ , 0 F = , ^ = 13,3 km 2 1 500 000 terület hőutánpótlódása szükséges, clZclZ cl melegítő folyosó területe minimálisan ennyi. -1 valóságban azonban ez a terület nagyobb, mivel a melegítő folyosóban felfelé is jelentkezik hőveszteség. Nézzük meg például a mesterséges feltárások előtt Budapest hévforrásainak minimálisan mekkora védőterületre lett volna szüksége ; az alábbi táblázatos számítás szerint (átl.-levegőhőm. 10°, vízhozam adatok Dr. Vendl Aladártól). Forrás neve s N O »—i A PSJ JŐ >J= Átl. vízhőmérséklet [C°)] Szállított hőmennyiség [kgcal/nap] Római fürdő 14 400 21 147 mió Óbudai Fehérítőgyár . . . 3 100 19 38 mió Császár fürdő 11 500 45 400 mió Lukács fürdő 5 600 43 182 mió Rudas fürdő 1 580 39 46 mió Gellért fürdő 1 440 48 55 mió Egyéb kisebb forrás . . . 1 200 44 53 mió Felszínre szállított hőmennyiség 921 mió kgcal/nap. A fenti tájékoztató adatok alapján tehát a források minimális védőterülete : 921 ~TJ 615 km 2. Mivel cy = C az ún. hőkapacitás = 0,5-tel vehető számba szemcsés, üledékes kőzetek esetében . 4. A földi hőáram mennyiségének meghatározása A földi hőáram mennyisége a fentiek szerint, a hazai átlagos 18 m/C° geotermikus gradienssel számolva H' 2 5 = 0,00625-^—i * i Ezen belül mesterséges víztermelő telepet létesítve, a források hőmérséklete előbb-utóbb csökken. Természetesen azonban berendezkedhetünk arra, hogy hőmennyiség „alapkészletét", azaz a felmelegedett mélyebb rétegek vizét, mint egyszer s mindenkorra elfogyó nyersanyagot kibányásszuk. A fent megállapított minimális területet azután a forrás geológiai felépítésének ismeretében a melegítő folyosóra esően szét kell osztani. 6. Mesterséges víztermelés hatásának számítása működő hévforrások hőmérsékletére A (13) egyenlet elemzéséből kitűnik, hogy valamely felszálló típusú forrás hőmérséklete annál magasabb, minél mélyebben helyezkedik el a melegítő folyosó, minél kisebb a hővezetőképessége a fedőrétegnek ; ugyanazon vízmennyiségnél minél vastagabb a vízvezető kőzet (a vízáramlás sebessége minél kisebb); valamint igen lényeges szerepet tölt be a melegítő folyosó hossza (R) ; ugyanazon forrás esetében azonkívül a vízhozamtól is függ (kisebb hozamok esetében a vízhőmérséklet magasabb). Példaként vizsgáljuk a következő, adatokkal jellemezhető forrást = 20 kgcal/m 2 C° ö l = 160 m ; t x = 10 C° ;. 2 = 50kgcal/m 2 C° á 2 = 50 m ; t 2 = 25 C° m = 40 m ; R = 1000 m ; c = 1000 Ekkor a (8) és (9) egyenlet szerint 20 50 1 160 = 1,125: B 50 50' 50 25 ——-10 50 15 Ha Q = 2000 m 3/nap és ce = ;r-vel 15 15 T = 1,125 1,125-f 1000 2 7,8 1 125e 2' 200 0 • 1000 tehát a forrásvíz hőmérséklete a légköri 10 C°-ról 10 -f 7,8 = 17,8 C°-ra melegszik.
