Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 4. szám
Farkas D. és társai: Szivárgási tényező laboratóriumi meghatározása szemeloszlási görbe és kisminta-modell felhasználásával 45 Az itt bemutatott módszerek segítségével meghatároztuk a modellben alkalmazott homok szivárgási tényezőjét. Ezeket az értékeket a jobb áttekinthetőség és összehasonlíthatóság kedvéért a laboratóriumi eredmények bemutatását követően, az ott kapott értékekkel együtt mutatjuk be (6. táblázat). A vizsgálatokhoz használt elméleti módszerek mellett még számos olyan összefüggést ismerünk, melyek egyéb paraméterek (hézagtényező, hézagtérfogat, szemcsealak, folyadék viszkozitás stb.) figyelembevételével alkalmasak szivárgási tényező meghatározására: Schlichter (1899), Zauberei (1932), Fair és Hatch (1933), Kozeny (1933), Lindquist (1933), Terzaghi (1943), Zamarin (1954), Fedorov (1956), Istomina (1957), Beyer (1967), Bear (1972), Kovács (1981), Juhász (1987). Mivel kísérleteink során ezeket a tulajdonságokat a talajmintára vonatkozóan nem tudtuk megmérni, így jelen cikkben ezeket az elméleti módszereket nem használtuk fel. Próbaszivattyúzás alapján A kismintán végzett permanens vizsgálatok eredményeinek kiértékeléséhez a Dupuit-képletet használtuk, mely a mérnöki gyakorlatban igen elterjedt módszer (Dupuit 1863): ahol: • xi a távolabbi megfigyelőkéit távolsága a szívott kúttól [m], • X2 a közelebbi megfigyelőkéit távolsága a szívott kúttól [m], • yi a távolabbi megfigyelőkútban a leszívást követő vízoszlopmagasság [m], • y2a közelebbi megfigyelőkéitban a leszívást követő vízoszlopmagasság [m]. Számos olyan módszer, ami a szivattyúzás nem permanens vízmozgással jellemezhető szakaszának kiértékelésére szolgál, a Theis-összefüggésből indul ki. Munkánk során mi a szabadfelszínü vízadókra módosított változatot használtuk. Az egyenlet általános formája (Theis 1935): s(r, t) = —-— * Jc°^—-du = —-— * W(u) [11] v J 4*7r*T Ju U 4*77*r v 1 L J ahol: • Q a szivattyúzott hozam [m3/s], • s a szivattyúzás hatására kialakuló vízszintsüllyedés [m], • / a szivattyiizás kezdetétől eltelt idő [s], • S a tárolási tényező [-], • T a transzmisszivitás [m2/s], • W(u) a Theis-féle kútfüggvény, ahol: r2S u =----477 . Szabadfelszínü vízadók esetén a Theis-képletbe a mért leszívás helyett egy korrigált leszívást helyettesítünk be, amelyet a következőképpen számolhatunk: s' — s — s2/2b [12] ahol • s a szivattyiizás hatására kialakuló vízszintsüllyedés [m], • s ’ a korrigált vízszintsüllyedés értéke [m], • b a telített rétegvastagság [m]. Ez az éigynevezett Jacob-féle korrekció lehetővé teszi a Theis-görbe illesztését a korrigált leszívás-idő értékpárokra (Jacob 1944, Kruseman és de Ridder 1994). MÉRÉSI EREDMÉNYEK ISMERTETÉSE Permanens mérések A kismintán végzett permanens vízmozgású mérések során az anyakútban különböző mértékű leszívást hoztunk létre az alsó bukó szintjének, és így a kitermelt hozamnak a változtatásával. A felső peremfeltétel, az állandó víztér, és az anyakútban kialakult vízszint közötti nyomáskülönbséget egységesen 3 cm-es lépcsőnként változtattuk. A bukók alkalmazása biztosította a felső és alsó peremfeltételek között az időben állandó nyomáskülönbséget, így a kitermelt vízhozam időben nem változott. A különböző peremfeltételek hatására kialakuló leszívási görbéket a piezométerekben és a megfigyelő kutakban kialakult nyomásszintek alapján rögzítettük. Adott peremfeltételek mellett elvégzett vizsgálatot abban az esetben tekintettük időben állandónak, ha két egymás után regisztrált mérésben ugyanazon értékeket kaptunk mind a vízhozamokban, mind a nyomásszintekben. A mérési eredményeket a Dupuit-módszer segítségével értékeltük ki. A megfigyelő kutakat párokba rendeztük (1- 2., 1-3., 1-4., ..., 10-9.), majd a kútpárokban észlelt nyomásszintek és az anyakútból kitermelt hozam alapján számoltuk a szivárgási tényezőket. Az így meglévő, mérésenkénti 45 darab adatból állítottunk elő átlagos szivárgási tényezőt, mely az adott mérés peremfeltételei mellett a teljes modelltér talajmintáját jellemzi. A minimális és maximális leszívás között összesen 27 mérést végeztünk. Ez által 27 darab átlagos szivárgási tényező állt rendelkezésünkre, melyek 2,16*1 O'4- 2,64* 104 m/s közötti értékeket vettek fel (2. táblázat). Ezen szivárgási tényezők átlaga 2,25*10' 4 m/s, szórása pedig egy nagyságrenddel kisebb, 1,05* 10'5 m/s, ami a mérések pontosságát mutatja. Nem permanens mérések Az időben állandósult szintekkel elvégzett vizsgálatokon túl nem permanens méréseket is végeztünk, amelyek során megfigyeltük, hogy adott leszívásnál az idő függvényében hogyan változnak a modelltér egyes pontjaiban a nyomásszintek. A mérésekhez egyidejű leolvasások szükségesek mindegyik megfigyelőkútról, ezért szükségesnek láttuk kép- vagy videórögzítő eszköz alkalmazását. Az FI9903P IP típusú kamerát (https://foscam.hu/termek/fi9903p-ip-kamera) a piezotábla elé egy állványhoz erősítettük, hogy a felvétel közben a kamera mozdulatlan maradjon. Az egyes méréseket így az interneten valós időben követhettük. A mérés kezdeti időpontját a vízkitermelés elindítása jelentette, vagyis az alsó peremet szabályozó bukó előre meghatározott nyomásszintre történő beállítása. Ezt követően az alsó perem beállításával a piezotáblán láthatóvá
