Hidrológiai Közlöny 2002 (82. évfolyam)

5. szám - Léczfalvy Sándor: A rétegvíz és kitermelése

286 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2002. 82. ÉVF. 5. SZ. hozam kisebb-nagyobb ingadozásokkal, de állandósul. Csapadékból utánpótlódó hidrosztatikus kutaknál a vízhozam állandósulhat. Az olyan hidrosztatikus elven működő artézi kutaknál, ahol a víztartó réteg sehol sem szabadtükrű, tehát csapadékpótlódás nem lehetséges, a vízhozam zérushoz tart. Persze a teljes elapadás ideje igen hosszú idő is lehet. Utánpótlódás nélküli, rétegnyomásos artézi kutaknál a vízhozam mindig zérushoz tart, a gyakorlatban előforduló legtöbb esetben azonban nagyon lassan. Itt az utánpótlódás fizikai és egyéb kérdései még nincsenek kellőképpen tisztázva, de tudjuk, hogy szerepet játszik a vízadó réteg összenyomódása, a fedőrétegek tágulása, stb. Attól függően, hogy a vízadó réteg milyen mértékű összenyomódást szenvedett, milyen a fedőréteg, milyen kiterjedésű a vízadó réteg stb., a csökkenés gyorsabb vagy lassabb. A vízhozamcsökkenés a rétegek kiürítése miatt következik be. Van azonban olyan ok is a vízhozam-csökkenésre, amelyet itt nem tárgyalunk, mert nem tartozik a hidrológiai méretezés keretébe: a kút el is iszaposodhat, el is tömődhet. Gázos kutak vízhozama A gázos kutak vízhozamát mindazon tényezőkön felül, amelyet a rétegnyomásos és hidrosztatikus kutakra mondottunk, befolyásolja a víz szabad gáztartalma, valamint a kutak csőátmérője. Jellemzőjük az, hogy a kutak nyugalmi víznívónál magasabb szinten is üzemelhetnek A csőátmérőnek azért függvénye a vízhozam, mert a vízből kivált gázok nagyobb sebességgel haladnak a csőben felfelé, mint a víz, ezért gázveszteség, ún. "szlip" veszteség lép fel. Ha most a csőrakat felső szakaszát kisebb átmérőre cseréljük, a gázok előresietési sebessége csökken, s így kisebb lesz a csőben levő víz-gáz keverék fajsúlya, tehát a vízoszlop felemelkedik. Ha a felső csőátmérőt túlságosan szűkítjük, úgy az áramlási veszteségek miatt a vízhozam, illetve az üzemi vízszint ismét csökken. A legkedvezőbb felső szakasz csőátmérőjét kísérletekkel, közelítő számításokkal határozzák meg. Hidrosztatikus és rétegnyomásos artézi kutak Q = f(s) görbéi Ha egy artézi kutat a nyugalmi vízszint alatt különböző mélységben, tehát különböző depresszióknál csapolunk meg, különböző, a mélységgel bizonyos arányban növekvő vízhozamokat kapunk. Konstans depressziónál a vízhozam a megcsapolási idő függvényében csökken. Ezért azonos megcsapolási időhöz, de különböző depresszióhoz tartozó vízhozamokat kell a depresszió függvényében felrakni és akkor kapjuk az adott kút Q = f(s) görbéjét. A kutak Q = f(s) görbéje egy meghatározott szivattyúzási időhöz tartozik, ebből kifolyólag egy kútnak végtelen sok Q = f(s) görbéje van. A gyakorlatban használatos Q = fIs) görbék esetében általában olyan vízhozam pontokat kötnek össze, ahol a vízhozamok változása igen lassú már, tehát hosszabb idejű szivattyúzási adatokat. A 3. ábrán bemutatunk egy ilyen Q = f(s) görbét, amely vízhozamának változását mutatja a depresszió függvényében. A kút vízadó rétege pannon homok. A kutak Q = f(s) görbéi birtokában meg tudjuk mondani, hogy a kutakból a leszívással arányosan milyen vízhozamokat várhatunk, és azok a görbék a legfontosabb a lapadatokat szolgáltatják a kutakból kitermelhető vízmennyiségekre vonatkozóan is. A Q = f(s) függvény alakja tehát nagyon fontos. A függvények alakját a következő tényezők befolyásolhatják: a.) a víztartó rétegben a vízmozgás jellege (lamináris, v. turbulens), b.) a víztartó réteg "ellenállása", c.) a kútellenállás. vízhozam l/p 3. ábra. Egy kút vízhozamának változása a depresszió és a szivaítyúzási idő függvényében Ha a víztartó rétegben az áramlás lamináris, akkor, mint a permanens állapotot figyelembe vevő DupuitThiem féle levezetés mutatja, a 4. ábra jelöléseivel, csak a vízadó réteg sajátosságait fi

gyelembe^vg/e

. j i,=5m| ^ V////////////////////Z vizzoró kőzet •////////

////////////////A m»60m k = 8m/nap ^ HjIKIm Ro-20000171 4. ábra. Jelölési vázlat 2nkms Q = —

T = AS In — r azaz a vízhozam a depresszióval, s-sel arányos. A vízhozam képlete úgy adódott, hogy a Darcy-féle v = k.1 sebesség-esés összefüggésből, lamináris vízmozgásból indultunk ki. Ha a v = k.1 összefüggés az alap, és turbulens mozgás van, úgy levezethető, hogy a vízhozam: P+i 1 R r