Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)

7. szám - Marton Lajos: Vízadó kutak „elöregedése”, különös tekintettel az „okkeresedésre”

Hidrológiai Közlöny 1966. 7. sz. 314 VÍZELLÁTÁS Vízadó kutak „elöregedése", különös tekintettel az „okkeresedésre" MARTON LAJOS' 1. Bevezetés A vízszükségletek állandó növekedésével egyre fontosabb feladattá válik a hosszú élettartamú és gazdaságos víztermelést biztosító kutak építése. A kutak vízadóképessége nemcsak a vízadóréteg minőségétől és annak produktivitásától függ, hanem a kút kialakításától, majd abban az üzem során lejátszódó folyamatoktól is. A vízadókutak mint mesterséges létesítmények a természetes állapotban levő vízadórétegbe kerülnek beépítésre, abból a célból, hogy onnan a víz folyamatos vagy szakaszos, de minden esetben hosszú időn át történő kitermelését lehetővé tegyék. Az esetek nagy többségében beépítésre kerülő kútszűrő a víznyerés szempontjából a kút legfontosabb része, melynek jó kialakításához nagy körültekintés szükséges. A kútszűrő és egyéb szűrőberendezések (pl. a vízkezelő berendezések szűrői) között alapvető különbség az, hogy amíg a szó valódi értelmében vett szűrőknek a vízből ki kell választaniuk bizonyos anyagokat, addig a kútszűrőnek nem kell a vizet „szűrnie", nem kell, de nem is szabad a vízből különböző anyagokat kiválasztania, hanem csupán a víz homokmentes és hidraulikailag kedvező beáramlását kell biztosítania. A valóságban mégis az a helyzet, hogy a kútszűrő is „kiszűr" anyagokat a vízből, ennek következtében lerakódások, eltömődések jelentkeznek a szűrőn és annak környezetében . A jól tervezett és megépített kutak kedvező hidrogeológiai és vízkémiai adottságok és helyes üzem esetén több évtizeden keresztül is képesek lényeges vízhozamcsökkenés nélkül vizet szolgáltatni. De amint az életben minden, így a mérnöki gyakorlatban is minden olyan létesítmény, amelyben bizonyos folyamatok játszódnak le, alá van vetve az elhasználódás, a tönkremenetel, az elöregedés általános érvényű természeti törvényének. így a kutak is előbb vagy utóbb, de kivétel nélkül mind tönkremennek, elöregednek, s nem alkalmasak többé víztermelésre. Ezt a folyamatot azonban lényegesen lassítani lehet, ha ismerjük a lejátszódó jelenségek okait. 2. Az elöregedés okai A kutak elöregedését előidéző okok három fő csoportra oszthatók. 1. Elhomokolódás. • 2. Korrózió. 3. Fizikai, kémiai és biológiai eltömődés (inkrusztáció). 2.1 Elhomokolódás A homokolódás tisztán fizikai jelenség, s a talajvíz elsodró erején alapszik. Ha a víz belépési sebessége nagy, akkor a szemcsés közeg kisebb szempest. * ÉM. Földmérő ós Talajvizsgáló Vállalat, Budacséi, homok és agyagszemcsék bemosódnak a kútba, s feltöltődés, ún. elhomokolódás áll elő. Szakaszos üzemnél és hirtelen történő leszívásnál előfordulhat a kút „berántása", amely erőteljes elhomokolódást eredményezhet. Ezek jó szűrőméretezéssel és helyes üzemelési módszerrel kiküszöbölhetők. 2.2 Korrózió Korrózió alatt a fémek felületéről kiinduló nem szándékos kémiai vagy elektrokémiai hatások okozta elváltozásokat értjük. A kutak esetében a vegyi korróziót az agresszív víz okozza olyképpen, hogy megtámadja és oldja a fémeket. Korrózió áll elő elektrokémiai reakciók következtében is, amelynek során elektromos energiaátvitellel társuló kémiai változás lép fel. A kútcső, mint minden nemnemes fém, állandóan alá van vetve egy olyan folyamatnak, melynek során stabilabb formákra igyekszik bomlani, s alacsonyabb energiaszintet elérni. A nem nemes fémek „természetes" állapota ugyanis — ellentétben a nemesfémekkel — nem az elemi fémállapot, hanem annak vegyületei, ezért különböző behatásokra többé-kevésbé gyorsan oxiddá, hidroxiddá, karbonáttá stb., vagyis olyan anyagokká alakul át, amelyek a természetben ásványok, ércek alakjában is gyakran találhatók. Ezek a vegyületek állandók, évmilliókon át is megmaradhatnak. Ilyen formán tehát a korrózió természetes elváltozása bizonyos anyagoknak, melyet lehet csökkenteni, ideig-óráig meg is állítani, de végérvényesen megszüntetni nem lehet. A talajban végbemenő korrózió fő tényezői a víz, az oxigén, az oldott sók jelenléte a talajban, valamint a talajnak ezen anyagokra vonatkozó áteresztőképessége. A vizes talaj legtöbbször elektrolitnak tekinthető. A hidrogénionkoncentráció más oldott só-ionokkal együtt meghatározza a talaj elektromos ellenállását és kémiai tulajdonságait. A kútépítési gyakorlatban az elektrokémiai korrózió többféle formában felléphet. Leggyakoribb eset, hogy a vas vagy acél anyagú kútcső és a többnyire réz vagy bronz szitaszövet a talajvízben mint elektrolitban galvánelemet képez, amelyben a kevésbé nemes fém, a vascső mint anód szerepel és oldódik, a szűrő mint katód pedig eltömődik a leváló vas-ionoktól. De nemcsak a különböző fémekből álló kútcső és szűrő esetén léphet fel elektrokémiai korrózió. Magán az acél béléscsövön vagy szűrőcsövön is sok apró helyi galvánelem képződik a megmunkálási egyenetlenségek, a nem teljesen homogén anyag, a fisztátalanságok, a gyártás során keletkező helyi feszültségkülönbségek stb. következtében, s ezek mind korrózióhoz vezetnek. Elektrokémiai korrózió lép fel akkor is, ha az elektrolit tulajdonságai változnak meg helyileg, azaz ha a mélység függvényében változnak a kutat körülvevő talajréteg fizikai