Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

1. szám - Vágás István: Léczfalvy Sándor: „Felszín alatti vizeink” (Bemutató tanulmány egy poszthumusz szakkönyvről)

26 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 8S. ÉVF

. 1. SZ. A könyvben is használatos Dupuit-Thiem féle kútleszívás-elméletről Szilágyi Gyula, a Budapesti Műszaki Egyetem II. sz. Vízépítéstani Tanszékének egykori professzora a Vízügyi Közlemények 1954. évi 3. füzet 309-329. oldalain megjelent ,J(utak vízhozamának számítása változó szivárgási tényezőver c. tanulmányában többek között Dupuit 1863-ból származó, illetve az ezt 1870-ben Thiem által kiegészített kútleszívás elméletével is foglalkozott. A széles körben ismert és alkalmazott levezetés eleve is egyszerűsítő feltételeken alapul. Ezek szerint: 1. A kút körüli hengermetszeten átlépő víz sebessége a palást felületére merőleges irányú. A sebességvektorok egymással párhuzamosok és egyenlő nagyságúak. 2. A leszívási görbe pontról-pontra változó esése i = dy/dx = tg 9, de nem sinus függvény szerinti, mint ahogy ez az eredeti Darcy-tételben szerepelt. 1. ábra: Teljes kút Dupuit és Thiem elmélete szerint A felírható és akönyvben is felírt differenciálegyenlet megoldása után a kút vízhozamára (Q) adódik: V

tt k(H*-h*

)-,. In — r Az összefüggés nevezőjében a logaritmus kifejezés értéke csak kis mértékben ingadozhat, hiszen az R/r érték a szélső esetekben leginkább 500 és 3000 közé eshet, ami a természetes logaritmus függvényének kicsinyítő hatását tekintve abban 6,2 és 8 közötti értékeket eredményez. Ha 7 körüli konstans értékét vezetnénk be a logaritmusos kifejezés helyettesítésére, a számítás hibája alig lépné túl a szélsőnek vett esetek közti ±10 %-ot. Vajon, a k értéknek megállapításában, vagy annak térbeli és időbeli állandóságában nem követhetünk el jóval nagyobb hibákat? Egyszerű, kis vízhozamú kút készítéséről Szilágyi Gy. 1954. évi tanulmánya szerint: „akárhogyan értékeljük a fenti képlet levezetését, meg kell állapítanunk, hogy lényeges ellentmondás rejlik benne. Ha ugyanis a kútban a leszívást folyton növeljük, a képlet szerint a kút vízhozama is folytonosan növekszik, és s = H esetében, amikor h = 0, a kút hozama maximumot érne el, ez pedig nyilvánvalóan lehetetlen. A kúthozamnak valamilyen közbenső értéknél van maximuma". A továbbiakban Szilágyi Gy. még azt is megállapította, hogy „a k-tényező változik a talajban végbemenő vízmozgás esésével, illetve sebességével. A v = k.i Darcy képletben (ahol v = a talajban mozgó víz szűrési sebessége, k a talajt és vízmozgást jellemző szivárgási tényező, i a vízfelszín esése) tehát a sebesség és ellenállás lineáris összefüggését kifejező k tényezőt változó értékű jellemzőnek kell tekinteni". Végül, az R leszívási hatástávolságon kívülről is folyamatos víztáplálásnak kell (elméletileg) érkeznie a kutakba, hacsak a vízáramlás folytonosságának (kontinuitásának) törvényét nem tekintjük itt felfüggesztettnek. Közelítésben természetesen - ez is megengedhető, és ez a mérhető tényadatoknak sem mond ellent. Mégis, látható, hogy a kutak leszívásának most vázolt elmélete többszörösen ellentmondásos, és részleteiben is csak azért használható a műszaki gyakorlatban, mert az alkalmazásához szükséges paraméterek elméleti megfogalmazásukban is, számértékeiket tekintve is hasonló fokban bizonytalanok. Szilágyi Gy. most hivatkozott tanulmánya más, a Dupuit-Thiem elméletnél talán pontosabb, azt alkalmasabban kiegészítő meggondolásokkal is foglalkozott, de a hidraulikai alap-ellentmondások kiküszöbölését véglegesen egyikükről sem állapíthatta meg. Léczfalvy Sándor most kiadott könyve a tervezés és a számítás XIX. és XX. században elismert műszaki szokványait követve sem lehetett tehát mentes az elméleti megalapozás ellentmondásaitól. Az elméleti pontatlanságok hátrányait viszont a gyakorlati megvalósítások azért küszöbölhették ki, mert az alkalmazott közelítések nagyságrendje már mindenkor megadhatta azt a biztonságot, amit a megvalósítás és az üzemeltetés megkívánhatott. Ez az oka az esettanulmányi leírások különleges értékének, és az általa megkutatott területeken a jövőbeni mérnöki munkák várható eredményességének. Léczfalvy Sándor könyvének érdekessége is, érdeme is, hogy nemcsak a nagy vízhozamokat igénylő vízmüvek kérdéseivel foglalkozik, hanem útmutatásokat ad a családi házak, hétvégi házak kis fogyasztóinak vízellátásához. Ezeknek igényeit a leggyakrabban betongyűrűkből készített ásott kutakkal lehet kiszolgálni. Idézve: A helyszíni szemlén bejárjuk a környező kutakat, megmérjük azok mélységét és nyugalmi vízszintjét. így már megtudhatjuk azt, hogy az első vízadó réteg hol található, tehát a telepítendő kút milyen mély legyen. Célszerű a legközelebbi kútról vegyvizsgálatot is végeztetni, ha a kút vizét ivásra kívánjuk felhasználni. Ugyancsak a helyszíni szemlén kell megállapítani azt is, hogy a környező telkeken hol van a WC, szennyvíz-derítő, és a saját telken hol akarják azt építeni. Ez azért fontos, mert ezektől a fertőző gócoktól a telepítendő kutakat a lehető legtávolabb - szabvány szerint legalább 20 méterre - kell telepíteni, mégpedig úgy, hogy a talajvíz áramlása a kútból a szennyező gócok felé tartson, és ne fordítva. (A talajvíz mindig a magasabb vízszintű helyről áramlik az alacsonyabb vízszintű hely felé!) A környező kutak mélyítésekor előkerült kőzetek, és a gondos helyszíni szemle segítségével nagyjából azt is megállapíthatjuk, milyen lesz a kitermelendő kőzet. így a telepítendő kútról is sokat megtudhatunk. Mélységét ismerjük, hiszen a talajvíz alá kb. 3-5 méterre kell lemennünk, és azt is tudjuk, kb. milyen talajunk lesz. Az általában használatos 80-100 cm belső átmérőjű, 75-100 cm magasságú kútgyűrűkből épült kút legnagyobb mélysége kb. 10 m lehet.