Hidrológiai Közlöny 1996 (76. évfolyam)
4. szám - Rózsa Attila: A kútellenállás mértékének meghatározása vízoszlopmagasságban
RÓZSA A,: A kútellenállás meghatározása 247 Első lépésként a vízadó réteg szivárgási tényezőjét (k) kell meghatározni. Ez a paraméter a visszatöltődés mérés adataiból szerkesztett s-lgt grafikon közelítőleg egyenes szakaszát megkeresve és a kiegyenlítő egyenest behúzva (Cooper-Jacob féle grafoanalitikus módszer), a k = 0,183 • Q Ah m [m / nap] (7) képlettel számítható. Hazai gyakorlatban az egyenessel közelíthető pontsor leggyakrabban 10 és 100 perc között jelentkezik, így célszerű ezen logaritmusos ciklusra eső vízszintváltozás (Ah, [m]) leolvasása. A képletben Q = a leállítás előtti tartós vízhozam [m 3/nap]; m = a megcsapolt vízadó réteg vastagsága [m], (A visszatöltődési görbe első szakasza a kútellenállás következtében jelentkező utánáramlás jelensége miatt, valamint a víztermelés - a szivattyú tehetetlenségéből fakadó - nem pillanatszerű leállításából eredően, továbbá centrifugál szivattyúknál sok esetben a lábszelepek nem megfelelő tömítettsége miatt eltér a Theis-képlettel számítható értékektől, így a görbe 1-2 perces kezdeti szakaszát nem célszerű kiértékelni. Később a vízszintemelkedés sebességének csökkenése miatt a kútba beáramló vízmennyiség már erősen lecsökken, így a gáthatás mértéke is jelentéktelenné válik. A kút környezetének és belsejének a nyomásszintje tehát kiegyenlítődik, amiből kifolyólag az észlelt vízszintváltozásból a depressziómélypont víznyomás visszarendeződésében döntő szerepet játszó tényleges rétegparaméterek és nem a szűrőszerkezet szivárgási jellemzői határozhatók meg.) A horizontálisan homogénnek tekintett vízadó réteg szivárgási tényezőjének ellenőrzése a karotázs vizsgálat - alapvetően a fajlagos ellenállás szelvényezés - adataiból történhet pl. a Gálfi J. és Liebe P. által közölt k = 7,5-10 (p.-po) 2 [m/nap] (8) alakú képlettel (Gálfi J. -Liebe P. 1981), vagy egyéb, kissé bonyolultabb, de pontosabb módszerrel (Csókás J.Török F., 1992). A közölt összefüggésben p„ = a megcsapolt vízadó réteg látszólagos fajlagos elektromos ellenállása [ohmm\, p 0 = a rétegsorban jelentkező agyagrétegek minimális fajlagos ellenállása [ohmm], az ún. "agyagvonal" értéke. Az ellenőrzés végrehajtása azért célszerű, mert a visszatöltődés folyamatában való előrehaladás során a vízadó réteget közrefogó gyengén áteresztő rétegek felé megindul az átfejtődés, - majd a nyomásátrendeződés fokozatosan átterjed a többi vízadóra is - és a Theis-képlettel addig jól jellemezhető síksugaras nem-permanens áramlási szakasz átvált a nem-permanens függőleges átszivárgási szakaszba, mikor is a fedő-fekü kapcsolat megerősödése miatt a visszatöltődési görbe meredeksége lecsökken és a korábbinak éppen a felévé válik. Formailag tehát a jelenség olyan, mintha a megcsapolt réteg vízvezető képessége a kétszeresére nőne. (Ezen szivárgási szakasz depresszió-idősorának is létezik viszonylag egyszerűen kezelhető analitikus megoldása végtelen vastag félig áteresztő rétegekkel közrefogott egyetlen vízvezető réteg esetén, amelyet Hantush M. S. 1960-ban vezetett le (Székely F., 1978). E függvény a visszatöltődési folyamat hosszabb időtartamának nyomon követésére képes, kezdeti szakaszán nyilvánvalóan megegyezik az egyszintes, zárt tárolóra vonatkozó Theis-képlettel. Paskovszkij I. Sz. (1974) vizsgálatai szerint a két különböző meredekségű egyenes metszéspontjából a gyengén áteresztő fedő- és feküképződmények szivárgási paraméterei számíthatók (Székely F., 1978).) A kútellenállás meghatározásához szükséges másik fontos réteg-paraméter a vízadó képződmény piezo-vezető képessége (a, fm 2/nap]). Ez a jellemző egyedül a vizsgált kút mérési adataiból csak nagyfokú pontatlansággal számítható, ezért helyesebb, ha értékét kútinterferencia vizsgálattal állapítjuk meg (V1TUKJ, 1987). Mérhető egymásra hatást 24 órás észlelési időtartam alatt akkor remélhetünk, ha az azonos rétegre szűrőzött két kút közötti távolság (r) r < 1,5 • Va • 0,1 [m] (9) A képletben a gyökjel alatt szereplő 0,1 nap felvétel biztosítja, hogy az 1 napos mérés során az 1 logaritmusos ciklusra eső vízszintváltozás a figyelőkútban is kimérhető legyen. A figyelőkút vízszintjét ugyanazokban az időpontokban mérjük mint a leállított termelőkútét, azaz a leállítástól számított 1., 2., 3., 5., 7., 10., 15., 20., 30., 45., 60. és 90. percben, majd a 2., 4., 8. és 24. órában. Fontos, hogy ne csak ezen időszak alatt, de lehetőleg már a megelőző 24 órában se történjen a figyelt kút víztermelésében változás, tehát vagy állandó vízhozammal üzemeljen, vagy folyamatosan használaton kívül legyen. Hatásidőnek (t„ [nap]) nevezzük azt az időtartamot, amely a visszatöltődés mérés kezdetétől a - termelőkúttal célszerűen ugyanazon koordináta-rendszerben ábrázolt figyelőkút visszatöltődési görbéje illesztett kiegyenlítő egyenes és a kút korábbi, állandósult (üzemi vagy nyugalmi) vízszintjével alkotott metszéspontja által meghatározott időpontig telik el. (Röviden, de - mint a korábbiakban utaltunk rá - nem teljesen egzakt módon kifejezve: az az időtartam, amelynek elteltével a nyomásváltozás a figyelőkútban is észlelhetővé válik.) A piezovezető képesség számítása értelemszerűen a (6) összefüggésből következő alábbi képlettel történik: a = 2,25 t, [m /nap]. (10) Tájékoztató értékeként nyomás alatti rendszerekben jó vízvezető rétegek esetében (k>10 m/nap) 10 6 m 2/nap, rossz vízadó rétegeknél (kel m/nap) 10 4 m 2/nap adható meg. A kút szkin zónájának (a szűrőcső, a kavicsköpeny és a kútkiképzés következtében megváltozott tulajdonságú rétegváz együttesének) saját szivárgási tényezője (k*) a következő összefüggésből nyerhető:
