Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

3. szám - Orlóci István: A felszín alatti vízkészlet igénybevételének vizsgálata Debrecenben a terepszint süllyedésének mérése alapján (Újraközlés 1968-ból)

Méltatás 7 tetett IV/1 jelű kút közel tízéves vízszint észlelési adatsoránál. A IV. Vízműtelep tervezése érdekében 1954-ben fúrt kút közvetlen környezetében 1963-ig nem volt vízkivétel, ezért a terepszinttől mért vízszint változását a viszonylag távoli kútcsoportok üzeme határozta meg. 1964-ben a IV. Vízmű kútjának részleges üzembe helyezése — mint közeli hatás — jelentősen módosította a kút vízszintjének alakulását. (A helyszínrajzi viszonyokat a 3. ábra szemlélteti.) A vízszintváltozásban két hatás ismerhető fel. A hullámosság a víztermelés rövid időszakon belüli (1965-ben a maximális víztermelés kb. 42—45 ezer m

3/nap, a minimum pedig 24—25 m

3/nap volt) változásából ered, a vízszint süllyedésének tendenciáját pedig a réteg vízkészletének folyamatosan növekvő igénybevétele okozza. A víztermelés és a vízszint-süllyedés változásának vizsgálata — amit egy másik tanulmány tartalmaz — módot ad a vízháztartási viszonyok jellemzése mellett a nyomáshullám terjedésének értékelésére is. A porózus rétegek vízkészlete általában két forrásból származik. A hézagokban tárolt mennyiséget a statikus, a vízhasználat hel\

rére valahonnan érkezőt — a pótlódó mennyiséget — dinamikus készletnek nevezzük. Az üledékes, gyakorlatilag vízzáró feküvel és fedővel határolt víztartó rétegben a teljes feszültségnek jelentős hányada jut a semleges feszültségre. Ennek a víztermeléssel történő csökkentése a hatékony feszültség növelését és a réteg összenyomódását eredményezi. A kút, ill. a kutakbeli depressziónak a fedőszintig történő növelésével (tehát a semleges feszültség megszüntetésével) bekövetkezhet a rétegnek az adott geológiai feltételek által meghatározott maximális tömörödése. A konszolidáció természetes feltételeként a hézagtérfogat változásának megfelelő vízmennyiségnek el kell távoznia. A teljesen tömörödött állapotban a hézagtérfogatot ?i

0-al, a természetes (a víztermelést megelőző) helyzethez tartozót »(-vei jelölve az Hvtcsoporr TTgyelókur nt — n, - Il-lc 5. ábra. Magyarázó vázlat a dinamikus nyugalmi szint értelmezéséhez Abb. 5. Erklärungsschema, zur Deutung des dynamischen Ruhewasserspiegels ható változása az alábbi formában fejezhető ki; Atik=myAs, ahol As a piezometrikus-szint csökkenése, y-a víz térfogatsúlya, TO pedig a réteg kompressziós tényezője. Ha feltételezzük, hogy az egész leszívási területen (F) a rövid idő alatti depresszió változás átlagértéke arányos valamely jellemző helyen észlelt értékkel, másrészt ha az TO, y és a réteg h vastagsága átlagértékekkel vehetők számításba, akkor a tömörödési készlet változása (A Vt): AVk—OL.m.y.F ,h.As

a, ahol j»' / As dF összefüggésből az rtk értéke a víztartó réteg tömörödésből származó fajlagos vízkészlete. Az n

0-hoz tartozó vízmennyiségét (ill. annak molekulárisán nem kötött részét) is kitermelhetjük, azonban ez máinem okoz a rétegben szerkezeti változást. Lényegében ezért célszerű a statikus készletet az n

0 és ftjt értékekkel jellemzett részekre szétválasztani. A talajok kompressziós sajátosságai miatt a folyamat megfordít hatósága (gyakorlati' feltételek között) alig valószínű. Ennek megfelelően a víztermelés megszűntével, ill. a nyugalmi vízszint és a semleges feszültség eredeti értékűre növekedése esetén sem várható a hézagtérfogat jelentős változása. így az lik fajlagos tömörödési vízmennyiség igénybevétele pótolhatatlan készletfogyasztás, szemben az w

0-al, amelynél lehetséges a kiürült hézagok ismételt megtöltése. A hidegvizes rétegeknél általában előforduló feszültségtartományban a talaj kompressziós görbéjét egyenessel helyettesíthetjük, és így As depresszió-növekedés hatására a hézagtérfogat váraz 5. ábra értelmezése szerint. A vízháztartás dinamikus egyensúlya esetén a leszívási terület elvileg állandó. Így az oi.m.yF. .h — B jelölést bevezetve, a tömörödési készlet időegység alatti fogyasztása az alábbi összefüggéssel jellemezhető: ahol Qk a kitermelt vízhozamnak a pótolhatatlan tömörödési készletből származó része, R — az előbbi feltételekkel, egy adott helyen állandónak feltételezett tényező, amely az időegység alatti depresszióváltozáshoz tartozó tömörödési készlettel egyenlő. A rétegben előidézett depresszió hatására jelentkező pótlódó vízmennyiség származhat a peremeken történő beszivárgásból, vagy a fedő és fekürétegen keresztül szivárogva a környező víztartó rétegekből. Mindkét lehetőség esetében feltehető, hogy mind a horizontális, mind pedig a vertikális szivárgás a Darcy-törvénnyel jellemezhető. Ennek megfelelően feltételezhető, hogy a pótlódó vízhozam a leszívásnak lineáris függvénye, azaz QP=AS

0, (2) ahol Q

p — a kitermelt vízhozamnak a dinamikus készletből származó része, A — az adott hidro-