Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
2. szám - Székely Ferenc: Kalibrációval támogatott kúthidraulikai modellezés nagy vastagságú, heterogén repedezett és porózus tárolókban
SZÉKELY F.: Kalibrációval támogatott kúthidraulikai modellezés 59 modellréteg beiktatásával történt. A telített áramlási rendszert leképző kútmodell nem tartalmazza a feltételezetten telítetlen, 2 m vastag feltalajt, de a megcsapolt réteget két szürőzött szakaszra bontva kezeli. Fentiek alapján a Szolnok B-102 kút modellje 1178 m vastag kőzetösszletet fog át, és összesen 104 modellrétegből vagy szegmensből áll. A megcsapolás a 70. és 71. sorszámú szegmensekből történik. A kútmodell szegmenseinek a paraméterezése a kút rétegsorok számítógépes adatbázisához készített szivárgási tényező táblázat alapján történt. Ez a táblázat az adatbázisban szereplő kőzettípusok vízszintes és függőleges szivárgási tényezőjére ad tapasztalati becslést felszín közeli (laza, konszolidálatlan) állapotot és sokévi átlagos (11,5 °C) felszíni hőmérsékletet feltételezve. Az 1002 m alatt feltételezett 3 szegmens paramétereit (rétegsor hiányában) a tiszaligeti strand 3 sz. kútja alapján számított mélységátlagok helyettesítik. A szimuláció során a WT szoftver ezeket a paramétereket a geotermikus gradiens alapján a hőmérséklettel növekvő trend szerint (Dirsch 2002) korrigálja. A fokozódó kompakció és cementálódás hatására egyazon kőzettípus esetében a szivárgási és a fajlagos tárolási tényezők a mélységgel csökkenhetnek, a modellezés során ennek a hatásnak a számítása exponenciális mélységfüggvények alkalmazásával történt. 0 02 0,4 0,6 ft8 1 12 1,4 ettelt idő d 2. ábra. A mért és számított nyomásváltozások, valamint a termelt vízhozam alakulása a Szolnok B-102 hévízkátban 2. táblázat. Mért és számított szűrőhozamok a Szolnok B -102 h évízkútban a C modell szerinti kalibráció alapján Szűrők Hozam, m 3/d Szűrők mért számított 1. (felső) -362,84 -362,76 2. (alsó) -328,36 -328,34 A vizsgálat tárgyát képező próbaszivattyúzás során a kútból kitermelt vízhozam és a depresszió változását a 2. ábra mutatja, a VIKUV által végezett áramlásmérés eredményeit a 2. táblázat tartalmazza. Az áramlásmérések ideje nem ismeretes, de igazolást nyert, hogy az adott réteghidraulikai paraméterek mellett a szűrőhozamok gyorsan stabilizálódnak és a hozammérési időpontok becsléséből származó hiba elhanyagolható. A szivárgási és kúthidraulikai paraméterek becslése 32 vízszint és 2 áramlás mérési adat felhasználásával történt. A folyamat nem lineáris jellege (turbulens szkin), a befolyásoló paraméterek nagy száma, eltérő jellege és nagyságrendje, a paraméterek közötti ún. ekvivalencia hatás, valamint az észlelő kutak hiánya következtében a modell kalibráción alapuló paraméterbecslést bizonytalanságok terhelik. Ezt csökkentendő fontosnak bizonyult a megfelelő kezdeti értékek megválasztása. A korábbi kalibrációk (Székely 1992, 1992a, 2006) egyidejűleg az összes paraméterre kiterjedtek. Ennél a vizsgálatnál a kezdeti értékek alkalmas megválasztását a fokozatosan bővített (A-C jelű) interpretációs modellek alkalmazásával végrehajtott szakaszos kalibráció segítette. Egy adott szakaszban először az új modell-paraméterek kalibrálására került sor a többi paraméter korábban optimalizált, rögzített értékei mellett. Ez az egyidejűleg kalibrált paraméterek számát, valamint az ekvivalencia hatást is korlátozta. Az adott modell (kalibrációs szakasz) paraméter-becslése az összes paraméterre kiterjedő záró kalibrációval zárult. 3. táblázat. A Szolnok B-102 hévízkút réteg- és szűrőhidraulikai paraméterei az A-C modellek szerinti kalibráció alapján Paraméterek Interpretációs modell Paraméterek A | B \ C Krl0-11 m/d 6,3 KzlQ-11 m/d 0,24 SslO-11 l/m 0,000012 0,000023 Kz61-9&12 m/d 0,000017 Ss67-9<£72 l/m 0,00000069 skinlam 1 d/m 0,000065 0,00030 0,000012 skinlam2 d/m 0,000065 0,000021 0,00012 skinturb\ d 2/m 5 0,0023 0,00083 0,00082 skinturb2 d 2/m ! 0,0023 0,0051 0,0052 átlagos deviáció 0,406 0,469 0,380 Az A modell egyetlen, 24,2 m vastag, függőlegesen zárt tárolót foglal magába, amelyet egy összefüggő, 12,8 m hosszú szűrő csapol. A (Theis képletben is alkalmazott) átmeneti függvény felhasználásával a Kr és Ss rétegparaméterek, valamint az átlagos lamináris skinlam, továbbá a turbulens skinturb szűrőparaméterek közelítő becslésére nyílt lehetőség, ezek a 3. táblázat második oszlopában találhatók. A B modell a megcsapolt rétegvastagságot megfelezve két (a kútmodellben a 70. és 71. sorszámot viselő) szürőzött szegmenst tartalmaz. Ez a Kr és Ss értékek finomítása mellett lehetőséget adott a Kz függőleges szivárgási tényező és a két szürőszakasz paramétereinek a becslésére, az eredményt a 3. táblázat harmadik oszlopa tartalmazza. A C jelű modell a 644,0-706,5 mélységközben található 66-73. sorszámú szegmenseket fogja át. A fedő és feküréteg, valamint a megcsapolt (osztott) rétegek homokos vízadók, a többi gyengén áteresztő agyagos képződmény. Ez a modell kalibráció egyrészt az agyagos rétegek (hőkorrekció nélkül egyformának tekintett) függőleges szivárgási és fajlagos tárolási tényezőinek meghatározására irányult, másrészt a többi paraméter végleges értékeinek a beállítását célozta. Az eredmény a 3. táblázat utolsó oszlopában látható. Az egyes modellek átlagos deviációjáról a táblázat utolsó sora tájékoztat. A teljes áramlási tartományra (104 szegmensre) kiterjedő D modellen végzett ellenőrző szimuláció gyakorlatilag a C modell esetében kapott átlagos deviációt eredményezte, ezért a paraméterek további módosítására nem volt szükség. A mért és számított szűrőhozamok a 2. táblázatban találhatók, az észlelt és szimulált depressziók a 2. ábrán láthatók. A különböző vertikális kiterjedésű interpretációs modellek alapján számított paraméterek közül a megcsapolt réteg Kr szivárgási tényezője mutatja a legnagyobb stabilitást. Az ismertetett interpretációs módszer alkalmazása lehetőséget nyújt arra, hogy később megismételt kútvizsgálatok adatainak az értékelésével meghatározható legyen a szűrőparaméterek, vagyis a kút állapotának időbeni változása.
