Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)

5. szám - Orlóci István: A felszínalatti vízkészlet igénybevételének vizsgálata Debrecenben a terepszint süllyedésének mérése alapján

Orlóci I.: Felszínalatti vízkészlet igénybevétele Hidrológiai Közlöny 1968. 5. sz. 207 tetett IV/1 jelű kút közel tízéves vízszint észlelési adatsoránál. A IV. Vízműtelep tervezése érdekében 1954-ben fúrt kút közvetlen környezetében 1963-ig nem volt vízkivétel, ezért a terepszinttől mért vízszint változását a viszonylag távoli kútcsoportok üzeme határozta meg. 1964-ben a IV. Vízmű kútjának részleges üzembe helyezése — mint közeli hatás — jelentősen módosította a kút vízszintjének alakulását. (A helyszínrajzi viszonyokat a 3. ábra szemlélteti.) A vízszintváltozásban két hatás ismerhető fel. A hullámosság a víztermelés rövid időszakon belüli (1965-ben a maximális víztermelés kb. 42—45 ezer m

3/nap, a minimum pedig 24—25 m

3/nap volt) változásából ered, a vízszint süllyedésének tendenciáját pedig a réteg vízkészletének folyamatosan növekvő igénybevétele okozza. A víztermelés és a vízszint-süllyedés változásának vizsgálata — amit egy másik tanulmány tartalmaz — módot ad a vízháztartási viszonyok jellemzése mellett a nyomáshullám terjedésének értékelésére is. A porózus rétegek vízkészlete általában két forrásból származik. A hézagokban tárolt mennyiséget a statikus, a vízhasználat helyére valahonnan érkezőt — a pótlódó mennyiséget — dinamikus készletnek nevezzük. Az üledékes, gyakorlatilag vízzáró feküvel és fedővel határolt víztartó rétegben a teljes feszültségnek jelentős hányada jut a semleges feszültségre. Ennek a víztermeléssel történő csökkentése a hatékony feszültség növelését és a réteg összenyomódását eredményezi. A kút, ill. a kutakbeli depressziónak a fedőszintig történő növelésével (tehát a semleges feszültség megszüntetésével) bekövetkezhet a rétegnek az adott geológiai feltételek által meghatározott maximális tömörödése. A konszolidáció természetes feltételeként a hézagtérfogat változásának megfelelő vízmennyiségnek el kell távoznia. A teljesen tömörödött állapotban a hézagtérfogatot w

n-al. a természetes (a víztermelést megelőző) helyzethez tartozót wj-vel jelölve az n

t — n

ü=nk összefüggésből az rik értéke a víztartó réteg tömörödésből származó fajlagos vízkészlete. Az n

Q-hoz tartozó vízmennyiséget (ill. annak molekulárisán nem kötött részét) is kitermelhetjük, azonban ez máinem okoz a rétegben szerkezeti változást. Lényegében ezért célszerű a statikus készletet az n

0 és iik értékekkel jellemzett részekre szétválasztani. A talajok kompressziós sajátosságai miatt a folyamat megfordíthatósága (gyakorlati feltételek között) alig valószínű. Énnek megfelelően a víztermelés megszűntével, ill. a nyugalmi vízszint és a semleges feszültség eredeti értékűre növekedése esetén sem várható a hézagtérfogat jelentős változása. Így az rik fajlagos tömörödési vízmennyiség igénybevétele pótolhatatlan készletfogyasztás, szemben az »

0-al, amelynél lehetséges a kiürült hézagok ismételt megtöltése. A hidegvizes rétegeknél általában előforduló feszültségtartományban a talaj kompressziós görbéjét egyenessel helyettesíthetjük, és így As depresszió-növekedés hatására a hézagtérfogat várható változása az alábbi formában fejezhető ki; Ank=myAs, ahol As a piezometrikus-szint csökkenése, y-a víz térfogatsúlya, m pedig a réteg kompressziós tényezője. Ha feltételezzük, hogy az egész leszívási területen (F) a rövid idő alatti depresszió változás átlagértéke arányos valamely jellemző helyen észlelt értékkel, másrészt ha az m, y és a réteg h vastagsága átlagértékekkel vehetők számításba, akkor a tömörödési készlet változása (AVk): AVk—^-m. y.F.h.As

0, F J As dF az 5. ábra értelmezése szerint. A vízháztartás dinamikus egyensúlya esetén a leszívási terület elvileg állandó. így az a. m. yF. ,h= B jelölést bevezetve, a tömörödési készlet időegység alatti fogyasztása az alábbi összefüggéssel jellemezhető: Q

k=B,„ ahol Qk a kitermelt vízhozamnak a pótolhatatlan tömörödési készletből származó része, B — az előbbi feltételekkel, egy adott helyen állandónak feltételezett tényező, amely az időegység alatti depresszióváltozáshoz tartozó tömörödési készlettel egyenlő. A rétegben előidézett depresszió hatására jelentkező pótlódó vízmennyiség származhat a peremeken történő beszivárgásból, vagy a fedő és fekürétegen keresztül szivárogva a környező víztartó rétegekből. Mindkét lehetőség esetében feltehető, hogy mind a horizontális, mind pedig a vertikális szivárgás a Darcy-törvénnyel jellemezhető. Ennek megfelelően feltételezhető, hogy a pótlódó vízhozam a leszívásnak lineáris függvénye, azaz QP=AS

0, (2) ahol Q

v — a kitermelt vízhozamnak a dinamikus készletből származó része, A — az adott hidro5. ábra. Magyarázó vázlat a dinamikus nyugalmi szint értelmezéséhez Abb. 5. Erklarungsschema zur Deutung des dynamischen Ruhewasserspie gels Piezometrikus szint s, +(t,) - időpontban s,Ht,+it) időpontban is •(,%-Í,) Kútcsoport Figyelőkút "t-rtj,'^

1. v.'i. > •y.'/sy.u •v Nyugalmi szint