Hidrológiai Közlöny 1996 (76. évfolyam)

4. szám - Rózsa Attila: A kútellenállás mértékének meghatározása vízoszlopmagasságban

248 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1996. 76. ÉVI". 3. SZ.. hq - ho(t„) = 2 11 k* L In R On) (11) k* V = M (14) ahol hQ = a Q [m

3/nap] vízhozam tartós kitermelésekor a csőperemtől mérhető állandósult üzemi vízszint a kútban a visszatöltődés megkezdődése előtt [m]; ho(t„) = a mért nyugalmi vízszint a víztermelés t„ időtartamú (lehetőség szerint t„ = 24 óráig tartó) leállítása végén [m]; L = az összes szűrőhossz a kútban [m]; r

0 = a szűrőcső belső sugara [m]; R(t„) = a leállítási lépcső időtartama alatti hatástávolság, [m] a (6) képlettel számítva (VITUKI, 1987). (Vegyük azonban észre, hogy az ily módon számított k* valójában nem a szkin zóna tényleges szivárgási tényezője, hanem a vízadó rétegből kivágott, a kúttól a hatástávolságig teijedő körhenger eredő szivárgási paramétere.) 4.2. A kútkiképzés hatékonyságának hagyományos értékelése: A kútkiképzés hatékonyságának mérésére többféle módszer teijedt el. A szakemberek közül ma is sokan a kút fajlagos vízhozamát, esetíeg kettős fajlagos vízhozamát (1,0 m szűrőhosszra 1,0 m leszívás mellett jutó vízhozam), ritkán hármas fajlagos vízhozamát (egységnyi szűrőfelületre 1,0 m leszívás mellett eső vízhozam) használják föl összehasonlító tényezőként, holott ezeket a paramétereket a rétegadottságok is alapvetően befolyásolják, s így a kútkiképzés eredményességéről nem adnak hű képet. A kútépítési gyakorlatban az 1960-as évek végétől kezdődően teijedt el az a módszer, amely a kútkialakítás minőségét a hatékonysági, vagy más szóval az ún. jósági tényezővel (£) jellemezte (Konyor L., 1968). E tényező alatt a kút tényleges maximális homokmentes vízhozamának (Q^) és a kút - a harántolt vízadó réteg szemcseszerkezetének függvényében meghatározható vízbefogadó képességének (Q

0, elméletileg lehetséges vízhozam) hányadosát értették: H (12) Vo A későbbi kútvizsgálatok és laboratóriumi mérések azonban arra az eredményre vezettek, hogy a vízbefogadó képesség számításához fölhasznált Vk v^ = -yj- [m/s; m/s] (13) alakú Sichardt-féle képlet - amelyre egyébként a MI-10136-3:73 számú műszaki irányelv is támaszkodik - pontatlan, és a D|

0 mértékadó, vagy más néven effektív átmérőjű szemcsék megindulásához tartozó kritikus (határ-) sebesség (v

f

a) ennél lényegesen nagyobb. Lépések történtek ezért egyrészt a vízbefogadó képességnek a fajlagos elektromos ellenállás szelvényből történő meghatározása (Csókás J. - Török F., 1992), másrészt a kútkiképzés hatékonyságának (v) más paraméterek fölhasználásával történő megítélése irányába. Legmegfelelőbbnek ez utóbbiak közül a jelenlegi gyakorlatban többnyire alkalmazott képlet bizonyult, amely a szkin zóna (k ) és a vízadó réteg szivárgási tényezőjét (k) hasonlítja össze (VITUKI, 1987). Ha a hányados értéke 1,0-nél nagyobb, a kút kiképzése jó, ha az alatti, akkor a kút vízadó képességét gáthatás rontja. Meg kell említeni még a kútkiképzés minőségét szemléletesen bemutató, ennek ellenére igen ritkán alkalmazott kútjellemzőt, az egyenértékű kútsugarat (r

e) (Székely F., 1992). Ez annak a valódi kúttal azonos mélységtartományban szűrőzött fiktív, ellenállásmentes kút sugarának a nagysága, amelyből az adott víztermelést feltételezve a valóságos termelőkútban észlelhető depresszió számítható. E virtuális kútsugár meghatározásakor a teljes szkin zóna áramlási veszteségeit a megcsapolt réteg szivárgás-hidraulikai nyomásveszteségeire transzformáljuk. Gyakorlati számítására a következő fejezetben, a gáthatás meghatározásával összefüggésben mutatunk be módszert. Jelentős kútellenállással rendelkező kutak egyenértékű sugara akár tized-milliméter nagyságrendű is lehet, ezzel szemben kitűnően kiképzett műtárgyaknál meghaladja a szűrőcső méretét. Végezetül, a kútkiképzés hatékonyságát jellemezhetjük a kútellenállás vízoszlopban kifejezett értékével. A meghatározás módszerét a következőkben ismertetjük. 4.3. A kútellenállás vízoszlop-magasságban történő meghatározása: A gáthatás vízoszlopban történő kifejezéséhez az egyszerűsített Theis-képletet használjuk föl. A visszatöltődési görbe logaritmusosan egyenes szakaszán (2. ábra) leolvassuk egy tetszőlegesen kiválasztott pont vízszint és idő koordinátáit (h;t), és azokat - felhasználva a leszivási és visszatöltődési görbék alaki azonosságát - behelyettesítjük a h® - h = 4 n k m In 2,25 a t (15) egyenletbe. Ebből kifejezhető az elméleti kút palástján (r

0) az adott vízhozam (Q) termelése mellett kialakuló üzemi vízszint (hg) értéke. Ez a víztükör mélység alakulna ki a valódi kútban, amennyiben az a gáthatástól mentesen került volna kiképzésre. (Ez a számítás minden tekintetben korrekt eredményt csak abban az esetben ad, ha a kút megelőző víztermelése során a leállítás időpontjáig már beállt a permanens állapot. Vizsgálatunk pontossága szempontjából azonban általában elegendő, ha a visszatöltődés mérést néhány órás termeltetést követően hajtjuk végre).