Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
5. szám - Rózsa Attila: A víztermelő kutak kivitelezésének és hidraulikai kiképzésének minőség-ellenőrző értékelése
RÓZSA A ^iztermelínaitaHdvitelezésén^ 59 vízadó rétegben 10,0 méter. A különböző esetekben számítható víztermelési hatékonyság a következő: 2 5 10 e = * * 2H 5 5-5 10- 5 másként írva 29 % f 50 % £ 66 % . Rossz kútkivitelezés esetén kedvezőtlenebb rétegkifejlődés mellett a víztermelési hatékonyság nagyobb értéket ad, mint kedvező rétegkifejlődés mellett lenne számítható, így a kút kivitelezését ez esetben enyhébben ítéli meg. A másik példában legyen az elkészült víztermelő kút gáthatása 500 L/pere vízhozam mellett -1,0 méter, ami a vízadó réteg kellő mértékű kitisztításának és a harmonikus szűrő-választásnak az eredménye. Amennyiben ez a kút az előző példában szereplő folyó mellett létesülne, azon a helyen a tökéletes kútban kialakuló depresszió most is mindössze 2,0 méter lenne, a folyótól távoli, de végtelen kiterjedésű rétegben 5,0 méter, míg a lencsés kifejlődésű vízadó rétegben most is 10,0 méter. A különböző esetekben számítható eredmény az alábbi: 2 5 10 £ = * * 2-1 5-1 10- 1 másként írva 200 % # 125 % #111 % . Tökéletes kútkivitelezés esetén kedvezőtlenebb rétegkifejlődés mellett a víztermelési hatékonyság tehát kisebb értéket ad, mint kedvező rétegkifejlődés mellett lenne számítható, így a kút kivitelezését ez esetben szigorúbban ítéli meg. Összefoglalva, tehát valóban, ugyanazon kútkiképzés mellett eltérő vízföldtani környezetben más-más kúthatékonyság értéket kapunk. Ez pedig a minősítés pontatlanságát eredményezi, eredményezheti. Tekintettel a víztermelési hatékonyság - és a gáthatás tényező - peremfeltételektől függő kiszámított értékére, azok a kivitelezés szabatos minősítésére csak a vízföldtani környezet megismerése után alkalmasak. Jogos az igény tehát egy olyan kútjellemző bevezetésére, amely a vízföldtani környezettől független, számszerűsíthető eredményt ad. A kivitelezés minősítése a kútkiképzési eredményességi együttható segítségével: Az előző vízföldtani környezettől függő kútjellemzők helyett egy általunk kútkiképzési eredményességi együtthatónak (rf) nevezett új paraméter bevezetését javasoljuk, amely szintén a visszatöltődési görbe segítségével, a kútkivitelezés hiányosságát vagy éppen kiválóságát magán viselő kútellenállás alapján számítható ki: 77 = ^=^x100% aho1 ' k K — r e" g ßxln — ro A hányados megmutatja, hogy a kútkivitelezéssel érintett, befolyásolt kútkömyezet szivárgási tényezője hány százaléka az eredeti rétegjellemző szivárgási tényezőnek. A kútkiképzési eredményességi együttható számítása az alábbi alakra tovább egyszerűsíthető: 1 n — —- + 1 ßxln — 1 A képletekben ^(tó™^* - a kútépítéssel befolyásolt zóna, azaz a kútszűrő, a kavicspalást és a kitisztított, illetve eltömődött kútkörnyezet közös, együttes szivárgási tényezőjét (m/nap); k r é, e g - a vízadó réteg szivárgási tényezőjét (m/ nap); Q - a kút vízhozamát (m 3/nap); r { - a kútépítéssel befolyásolt zóna sugarát (célszerűen 1,0 méter); r 0 - a kútszürő belső sugarát (m); M - a vízadó réteg vastagságát, vagyis a szűrőzött szakasz hosszát (teljes kút) (m); végül As Q - az adott Q vízhozamhoz tartozó, hosszegységben kifejezett kútellenállást (m) jelenti. Ha a kútkiképzési eredményességi együttható meghaladja a 100 % értéket, a kútkiképzés tökéletes, ellenkező esetben a vízbelépést a — kútkivitelezésre visszavezethető — gáthatás nehezíti . n & » 5 ,50 fl 3 « 0 20 40 60 00 100 120 140 160 kúihatékonyttg (t, %) 5. ábra: A kútkiképzési eredményességi együttható és a víztermelési hatékonyság (kúthatékonyság) kapcsola A minősítés finomítására való törekvés természetes, így a 0-100% közötti értéktartomány fölosztása céljából kapcsolatot kerestünk a korábbi víztermelési hatékonyság és a kútkiképzési eredményességi együttható között. A Geo-Log Környezetvédelmi és Geofizikai Kft. (1149 Budapest, Rákospatak utca 49/b.) rendelkezésünkre bocsátotta az általuk a 2009. évben vizsgált víztermelő kutak kiszámított víztermelési hatékonyság értékeit, melyekhez a kútkiképzési eredményességi együttható értékeket magunk rendeltük hozzá (5. ábra). A 121 értékpár a 30-130 % közötti tartományban szemilogaritmikus léptékben — mint látható — egy egyenessel közelíthető. Az „egyenes" matematikai egyenlete a következő: 7 =5,50xexp(0,03xf) , ahol rj és e is %-ban helyettesítendő. Meglepő az adatpontok „egyenes" mentén, igen jó illeszkedéssel való fölsorakozása, s az, hogy a várt pontfelhő helyett az egyes, vízföldtani környezettől független kútkiképzési eredményességi együtthatókhoz egy-egy konkrét víztermelési hatékonyság érték tartozik. Ez arra hívja föl a figyelmet, hogy a kútvizsgálatok viszonylag rövid, néhány órás, esetleg 1 -2 napos időtartama során a hidrogeológiai peremek hatásukat — az üzemi vagy nyugalmi vízszintek elhelyezkedésében — többnyire még nem éreztetik, így általános esetben a kútkivitelezés minősítésére a korábbi gáthatás tényező és víztermelési hatékonyság értékek is alkalmasak! (Megjegyezzük, hogy az elmúlt évekbeli saját kútvizsgálataink alapján mintegy 20 másik víztermelő kút fölhasználásával az 7 = 4,50xexp(0,03xf) egyenlet volt meghatározható.) A víztermelési hatékonyság és a kútkiképzési eredményességi együttható közötti pontos függvénykapcsolat — a Dupuit-Thiem (1906) összefüggés elfogadása esetén matematikailag levezethető, s az a következő formát ölti:
