Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)

3. szám - Farkas Róbert–Lenkey László: Visszasajtoló kutak által okozott hőmérséklet-változás modellezése

leszkedéséből következik, hogy a visszasajtoló réteg felett és alatt a hülés valóban kondukcióval történik, másrészt megerősítést nyert, hogy a numerikus számítás pontos. -500 -i -1000 -1500 Ü -®-2000 •ffl E -2500 -3000 -3500 0 20 40 60 80 100 120 140 hőmérséklet [°C] 6. ábra. Hőmérséklet-mélység profi! a visszasajtoló kútnál 20 °C-os víz 20000 napig tartó visszasajtolás után Folyamatos vonal - analitikus számítás eredménye, (6) és (7) egyenletek megoldása, szimbólumok - numerikus számítás eredménye 4.3. A visszamelegedés vizsgálata Fontosnak tartjuk azt meghatározni, hogy egy lehűlt rezervoár mikor nyeri vissza a termelés előtti hőmérsékletét, hiszen nem mindegy, hogy egy adott kútból mikor tudunk újra számunkra megfelelő hőfokú vizet nyerni. Az eredeti hőmérséklet eléréséhez elvileg végtelen idő szükséges, ezért a rezervoár termikus regenerálódási idejének azt tekintjük, amikor az eredeti hőmérséklet 90 %-a visszaállt (Rybach és mtsai., 2000). A visszamelegedés vizsgálata során a 20000 napig ( kb. 55 év) tartó termelés és visszasajtolás után kialakuló 5. és 6. ábrán látható korong alakú hőmérséklet-anomália regenerálódását számoltuk. A modellben kb. 55 év után „abbahagytuk" a termelést és a visszasajtolást, így megszűnt a hidegvíz-áramlás. 0 20 40 60 80 100 120 140 hőmérséklet [°C] 7. ábra. Hőmérséklet-mélység profil a visszasajtoló kútnál a visszasajtolás befejezése után különböző időpontokban (a 0. nap a visszasajtolás befejezését jelenti) 77 visszamelegedés ideje [nap] 8.ábra. A visszasajtoló kút hőmérsékletének és a lehűlt térrész térfogatátlagolt hőmérsékletének a visszamelegedése a visszasajtolás befejezése után A lehűlt térrész felmelegedése kondukcióval történik. A 7. ábra a visszasajtolás befejezése után, különböző időpontokban mutatja a visszasajtoló kútnál a hőmérséklet-mélység profilt. A kezdeti tölcsér alakú hőmérsékletanomália csak nagyon lassan „simul ki".300 ezer napnak (kb. 800 évnek) kell eltelnie ahhoz, hogy a hőmérséklet eltérése a kezdeti hőmérséklettől kisebb legyen, mint 10 %. A visszamelegedés a diszkosz közepén (kb. a visszasajtoló kútnál) a leglassabb, a diszkosz szélei gyorsabban melegednek, mert a lehűlt térrész vastagsága kisebb (5. ábra). A lehűlt térrész visszamelegedését ezért jobban kifejezi a lehűlt térrész térfogat-átlagolt hőmérsékletének a növekedése (8. ábra). A térfogat-átlagolt hőmérséklet számításánál azt a térfogatot vettük figyelembe, ahol a hőmérséklet a zavartalan hőmérsékletnél több mint 10 %-kal hidegebb volt a visszasajtolás befejezésekor. Ez magyarázza, hogy a térfogatátlagolt hőmérséklet a visszamelegedés kezdetekor 33°C, míg a viszszasajtoló kútnál 20°C (8. ábra). Az ábrán látható, hogy a visszamelegedés mértéke az idővel nem lineárisan nő. Minél kisebb a közegek közti hőmérséklet-különbség, tehát minél kisebb a hőmérséklet gradiense, annál lassabban egyenlítődnek ki a hőmérsékletértékek. Ahhoz, hogy a lehűlt térrész térfogatátlagolt hőmérséklete az eredeti hőmérséklet 90 %-ára melegedjen vissza, 150 ezer nap szükséges, azaz kb. 400 év. Ezt az időt tekinthetjük a lehűlt térrész regeneráóási idejének. 5. Következtetések és összefoglalás A munkánk során azt vizsgáltuk, hogy egy hévízkútból történő vízkivétel és egy másik kútba történő hideg víz viszszasajtolás milyen felszín alatti vízáramlást generál, és ez az áramlás hogyan befolyásolja a felszín alatti hőmérséklet-eloszlást. Az eredmények alapján számos következtetést vonhatunk le: 1) A rezervoárba sajtolt hideg víz konvektív úton lehűti a rezervoárt. A lehűlt térrész alakja az áramlási irányoktól, nagysága a visszasajtolt víz mennyiségétől függ. Ha nagy az anizotrópia értéke, akkor a vízáramlás főleg horizontálisan történik és egy diszkosz alakú térrész hűl le. A rezervoár alatt és felett a rétegsor kondukcióval hűl le.