Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)
10. szám - Dr. Öllős Géza–Dávidné Deli Matild–Szolnoky Csaba: A nyomás alatti réteget megcsapoló kutak tervezésének hidraulikai kérdései
450 Hidrológiai Közlöny 1966. 10. sz. Dr. öllös G.—Dávidné, Deli Matild—Szolnoky Cs.: A nyomás alatti rétegr c) a (9) és ehhez hasonló elméleti egyenletek alapvető hiányosságai a kutak tervezésekor a következő okok miatt jelentkeznek: a) a szivárgási sebességértékek eloszlása a megcsapoló felületen a határfeltételek bonyolult voltából kifolyólag kielégítő pontossággal rendszerint nem határozható meg. A kihomokolás, az esetleges káros kémiai, stb. változások pedig éppen a sebességeloszlási görbe maximális értékeket képviselő szakaszával hozhatók kapcsolatba. (5) A k tényező a talaj szivárgással szembeni viselkedése szempontjából a kutatások mai szintjén számos esetben nem tekinthető önmagában mértékadó paraméternek. Hiszen két különböző szemcseszerkezetű talaj, noha hidraulikai szempontból például azonos kútvízhozamot eredményezhet, a megcsapoló felület környezetében levő tér kihomokolódását illetően azonban egymástól eltérő folyamatot eredményezhet. A kutak életét ez utóbbi tény pedig döntő módon befolyásolhatja. d) A kúthidraulika további fejlesztésének emlegetésekor azonban a szűrőrakat körüli vízadó közeg tényleges szemcseösszetétele meghatározási módjainak fejlesztésére is célszerű kitérni. Figyelembe véve a modern kútsüllyesztési módszereket — pl. a fúróiszap alkalmazását, a karotázs bevezetését stb. — hidraulikai vonatkozásban a talaj szivárgás szempontjából mértékadó megismerésére irányuló törekvések továbbfejlesztése a műszaki-gazdaságossági lehetőségek határán belül tovább fokozandó. A mintavételek megbízhatósága a kutak hidraulikai tervezése szempontjából alapvető fontosságú. Annál is inkább ez a helyzet, hiszen, ha a talaj mértékadó feltárása, jellemzése terén a fejlődés üteme a következőkben nem bizonyul kielégítőnek, akkor az elméleti és gyakorlati irányú kutatások közötti szoros kapcsolat esetleg elmarad. A következőkben a nyomás alatti réteget megcsapoló kutak különféle határfeltételek esetében való működését, tervezésük hidraulikai vonatkozásait vizsgáljuk saját kutatásaink alapján 5. A nyomás alatti réteget megcsapoló kutak működése A kút körüli közeg szemcseösszetételének sajátosságairól a 3. ábrán levő 1 jelű görbe tájékoztat. A szóbanforgó homoktalaj szivárgási tényezője & = 6,8-103 cm/sec = 0,408 cm/p. 5.1 A szivárgási áramkép A teljes kútra vonatkozó szivárgási áramkép alakulására nézve a következő megállapítások tehetők : a) A szóbanforgó k tényező és m/r 0 arányszám esetében a teljes kút palástja mentén a szemcsés közegből kilépő vízrészecskék szivárgási sebessége gyakorlatilag állandónak tekinthető (4. ábra), vagyis a kútpalást külső felületén cp <=« állandó. (m a vízadó réteg vastagsága, r 0 a kút geometriai sugara.) A nyomás alatti réteget megcsapoló kút palástja külső oldalán kialakuló cp potenciáleloszlást elméleti úton pl. Wen-Hsiung Li vizsgálta [7]. ISZAP HOMOKLISZT HOMOK KAVICS Z 3 4 5 6 7830/01 Z 3 I S67SS0,! Z 3 Í 5 67SS1,0 Z 3 4 Szemcseitmsró, d [mm] 3. ábra. A vizsgált vízadó talajok szemcseösszetételi sajátosságai Puc. 3. OcoöeHHoemu epamnyMempmecKOZo cocmaea ucCMdyeMbix eodoomdawiiiux zpynmoe Fig. 3. Grain-size distribution properties of waterbearing soils studied Ha a kútpaláston a 95 = állandó feltétel érvényessége feltételezett, akkor a nyomás alatti réteg teljes vastagságát harántoló kútra nézve a permanens szivárgásra vonatkozó egyenlet: H-h-Q I n R 2n km r n (11) Minthogy a kúton belül felfelé mozog a víz, a mozgás közben fellépő nyomásveszteség miatt a kúton belül a piezometrikus nyomás is felfelé állandóan csökken. Tekintettel azonban arra, hogy a kút körüli szemcsés közegbeli szivárgás a kúton belüli mozgással dinamikai szempontból egységes rendszert alkot, az előbbi okfejtésből következőleg felfelé haladva a kútpalást külső oldalán levő cp potenciálnak is csökkennie keli. Könnyen belátható, hogy a perforált kútpaláston belüli térben a kút szűrőzött teljes palástmagassága (L) talppontjától felfelé (z irányban) haladva az egyes keresztmetszetekben a nyomás (h), a vízhozam (Q) változik. A h nyomás kisebb, a Q, vízhozam valamely felsőbb keresztmetszetben nagyobb, h' és Q' értékek a vízadó réteg felső síkjában fekvő keresztmetszetre vonatkoznak. Ezeket a változásokat sorban a következő egyenletek hivatottak képviselni. Impulzus egyenlet: (12) h-h'-Folytonossági egyenlet : g F 2 g F 2 i, Q=Q'~ f d Q dz dz. A szűrőnyílásokra felírható továbbá: dQ dz -=C kF s znD\2g(h 0-h), (13) (14) ahol F a szűrőcső keresztmetszeti területe, Cu a szűrőnyílások vízhozamtényezője, F s z a kútpalást egységnyi felületére eső nyílásfelület, D a kút belső átmérője. Az előzőkben említett dinamikai egység figyelembevételének szükségszerű voltából következik,
