Hidrológiai Közlöny 1993 (73. évfolyam)

5. szám - Völgyesi István: Mederkapcsolati hatásfok; a parti szűrésű víztermelés fontos paramétere

261 Mederkapcsolati hatásfok: a parti szűrésű víztermelés fontos paramétere Völgyesi István AQUARIUS Vízbeszerzési és Vízvédelmi Kft. 1024 Budapest, Káplár u. 3. Kivonat: Folyók mellett történő víztermeléskor, ha a vízadó réteg vastag, előfordulhat, hogy a kutak utánpótlódása nem csak a folyóból, hanem a folyó alatti rétegen keresztül a túlsó partról is beindul, sőt, a parti szűrés folyamata esetleg nem is alakul ki. Ilyen hidraulikai helyzetek jellemzésére a tanulmány bevezeti a ,.mederkapcsolati hatásfok" (MH%) fogalmát, melynek mérőszámában kifejezésre jut a meder fenék eltömó'dése és a vízvezető réteg harántolásának mélysége is. AMH% paraméter a Hantush-Lapsin egyenletekkel állítható elő, gyakorlati meghatározása pedig próbaszivattyúzással történik. A tanulmány öt terepi kísérlet eredményeit is ismerteti. Kulcsszavak: pajti szűrés, mederellenállás, eltömődés, részleges behatolás, próbaszivattyúzás. 1. Bevezetés A zboo I ik. 2c —t •1 1. ábra. Parti szűrésű kút depressziós görbéi Parti szűrésű vízbázisoknál a termelt víz folyóból érkező' hányadának meghatározása mindig bizonytalan és sokat vitatott kérdés volt. Az nyilvánvaló, hogy a folyóval ellentétes oldalról érkeznek az úgynevezett „háttérvizek", de honnan kap utánpótlódást a folyó felőli oldal? Korábban általános volt az a vélemény, hogy a folyóból, ennek megfelelően egy parti szűrésű vízbázis vízgyűjtőterületének határát a folyóparton volt szokás kijelölni. Legjobb esetben is a folyó túlsó partján. Később szaporodtak a jelek, amelyek arra utaltak, hogy a vízfolyás felőli utánpótlódás helyenként (pl. Mohácsi-sziget) csak minimális mértékű, sőt kisebb folyóknál (pl. Hernád) az is kiderült, hogy a depresszió megjelenik a túlsó parton is, ennélfogva a talajvíz és vele együtt az esetleges szennyeződések - a túlsó partról is eljuthatnak a vízbázis kútjaihoz. Ezek a jelenségek tulajdonképpen érthetők, hisz mindig is tudott volt, hogy a felszíni vizek és a talajvíz kapcsolata nem közvetlen, nem ellenállásmentes. A kútellenállás jelensége például közismert, és senki sem lepődik meg azon, hogy emiatt a kúton belül (felszíni víz) és kívül (talajvíz) jelentősen különböző vízszintek alakulnak ki, másszóval vízszálelszakadás jön létre. Hasonló ellenállások lépnek fel a nyílt medrek vize és a talajvíz találkozási zónáiban is. Ennek két oka van: részben a mederfenéken mindig kialakul egy rosszabb vízvezetőképességű réteg a finomszemű anyagok kiülepedése és a kolmatáció révén, részben pedig a folyó általában nem harántolja teljes vastagságban a vízvezető réteget, így — parti víztermelés esetén - lehetséges, hogy a túlparti talajvíztömegeknek kisebb ellenállást kell legyőzniük a kutak felé, mint a folyó vizének. 2. A mederellenállás hidraulikai jellemzése Az alábbiakban a parton telepített kutak szempontjából vizsgáljuk meg a felszíni vízér és a talajvíz kapcsolatát. Az 1. ábrán ilyen kút látható, három különböző depressziós tölcsérrel. A legmélyebb vízszint (pontsorral ábrázolva) akkor alakul ki a kút körül, ha a folyó felől egyáltalán nincs utánpótlódás. Ebben az esetben a kút tengelyére szimmetrikus görbét a Dupuit egyenlet írja le. Ha viszont a mederrel való kapcsolat tökéletes, tehát ellenállásmenetes, akkor a (szintén pontokkal jelölt) legmagasabb helyzetű leszívási tölcsér fejlődik ki. Ez a folyó vízszintjéhez köt be és már nem szimmetrikus a kút tengelyére. A görbe a Forchheimer-féle tükrözéses egyenlettel írható le. Csak akkor alakul ki, ha a folyó teljes vastagságában harántolja a vízvezető réteget, és a meder falán semmiféle eltömődés nincs. A valóságban mindig a két szélső eset közti állapotra, a szaggatottal jelzett depressziós görbére számíthatunk. Ha ez a görbe ismert, akkor a mederellenállás háromféleképpen jellemezhető: — A kút felőli partélnél a kút nyomásgörbéje és a folyó vízszintje közötti függőleges távolsággal (AH). Ekkora nyomómagasság-veszteség jelentkezik a folyóból a rétegbe történő belépésnél a partvonalon. - A kút felőli partéi és a kút nyomásgörbéjének a folyó oldalán mérhető kimetsződési pontja (hatástávolsági végpontja) közti vízszintes távolsággal