Hidrológiai tájékoztató, 1963 június

TATABÁNYAI BÁNYAVÍZ ANKÉT - Dr. Öllős Géza: Hasadékos kőzetbeli vízmozgásokra vonatkozó kismintavizsgálatok

kelteti az ábra, amely a két egyszerű felépítésű rendszeren a különböző hidrosztatikus nyomás (H c, ) mellett átáramló víz mennyiségét (Q) tartalmazza. Amint várható volt, az ékalakban csatlakozó elemekben azonos hidrosztatikus nyomás esetén kevesebb víz áramlik keresztül, mint a másik rendszeren. Ez az egyszerű példa is szemlélteti, hogy a hasadékos kőzetben az egymáshoz csatlakozó járatok egyedi geometriai sajátosságaihói kifolyólag változatos hidraulikai jelenségek lépnek fel. Ezek figyelembevétele pl. a kutatófúrások alapján kapott hidraulikai parameterek értékelésénél alapvető fontosságú, hiszen a kutatófúrás közvetlen környezetében fellépő vízmozgást a furathoz csatlakozó járatok geometriai sajátosságai döntő módon befolyásolják. Viszont valamely rendszer egészében bekövetkező vízmozgás vizsgálatakor az efeyedi járatbeli (hacsak nem nagy hasadékról van szó) hidraulikai jelenségek vizsgálata helyett inkább már a víz mozgását jellemző parameterek statisztikus átlagértékeivel kell foglalkozni. 2. A másik alapvető kérdés a vízmozgás állapotára vonatkozik. Ha a bányába történő vízbetörés helyének közvetlen környezetében levő mozgásállapotot vizsgáljuk, elsősorban kétségtelenül a turbulens mozgásállapotra kell gondolnunk. Nem lenne azonban helyes, ha a vízbetörés hatására a kőzetrehdszer egészében fellépő, a vízbetörés helyétől távoleső járatokban is egyaránt turbulens vízmozgást tételeznénk fel. A piezometerfelszín távolodó szakaszának- fokozatos ellapulása. híven utal arra a tényre, hopy a vízbetörés helyétől kiindulva a vízmozgás először a turbulens, majd a távolabbi térben inkább már a lineáris szivárgási törvénynek megfelelően mozog. Ezen általános jellegű megállapítások után vizsgáljuk, meg röviden, hogy a hasadozott kőzet béli víz mozgása közben fellépő nyomásveszteség miként értelmezhető. Amíg a víz irányváltozás nélküli, azonos keresztmetszetűnek tekinthető hasadékelemben mozog, csupán hosszmenti nyomásveszteség (h') lép fel. Ahol a víz a kisebb potenciálú hely irányában elfordul, iránytörési veszteség (h") lép fel. Minthogy a vízvezető járat keresztmetszete rendszerint változó, ezért a helyi nyomásveszteség (h'") is lépten-nyomon jelentkezik. Ezek a különböző nyomásveszteségek, valamint a hasadékos rendszer valamennyi geometriai, kinematikai és a víz anyagi sajátosságát kifejező tényezők azonban a térben és időben változók. Ezért az egyedi járatbeli vízmozgás vizsgálatáról a rendszer egészére való áttérésnél ezen tényezők statisztikus átlagértékével kell számolnunk. A vízbetörések helyi speciális körülményeitől függően a hidraulikai szempontból valóban mértékadó és uralkodó tényezők elsősorban a mérési adatok alapján határozhatók meg. Ezen hidraulikai meggondolásból kiindulva, előadásomban fel szeretném hívni a tisztelt ankét figyelmét a kutatások új irányára: a laboratóriumi kismintakísérletekre. A kisminta rövid jellemzése Arraint arról már részletesen beszámoltunk [1], az I. sz. Vízépítés tani Tanszék hidraulikai laboratóriumában az 1960. évben létrehozott síkbeli kisminta a tényleges repedésrendszerben és a csőhálózatban fellépő nyomás alatti vízmozgás közötti analógia feltételezésén épül fel. (A kutatási munkával a Tanszéket az Országos Földtani Főigazgatóság bízta meg.) A síkbeli kisminta különböző átmérőjű, PVC csőelemekből épül fel. Ezek keresztmetszetének alakja, egymáshoz való kapcsolódásuk módja szinte tetszőlegesen változtatható. Ilymódon a különböző méretű és eolszlású repedéselemek kismintabeli „idealizálása" lehetővé válik. Az elemek hosszának és átmérőjének csökkentéséve elvileg a törmelékes jellegű rendszer is létrehozható. 1. ábra. A csapolt vízhozam változása a hidrosztatikus nyomás függvényében két különböző felépítésű járatrendszerben • Mielőtt néhány kutatási adatot bemutatnék, szeretném hangsúlyozni, hogy a szóbanforgó kisminta a szivárgási kismintáktól eltérő sajátosságú. Törmelékes közietek esetében a hézagrendszer rendszerint egymással lényegében véve megegyező kiterjedésű gömbszerű egyedi hézagok sokaságából épül fel. Ilymódon a rendszer, k tényezőjéről azonos szivárgási állapoton belül egyértelműen beszélhetünk. Hasadékos kőzetrendszer esetében azonban mind a járatrendszer geometriájának, mind a rendszer vízáteresztőképességének meghatározását illetően nehézségek jelentkeznek. Ezért a hasadékos kőzetbeli vízmozgások kismintavizsgálatánál a kismintatörvény kérdése körültekintő kutatómunkát igényel. Edd.igii kutatási adatainkat csak minőségi (tehát nem mennyiségi) értelemben értékeljük. Néhány kutatási eredmény A síkbeli kismintából kapott eredmények egyrészt a homogén, másrészt az inhomogén szerkezetű repedésrendszerre vonatkoznak. Az előbbi eredmények [1, 2] a következő csoportokba sorolhatok: a) A rendszer megcsapolása helyén levő legkisebb áramlási keresztmetszet hidraulikai szerepe. b) Az önálló hatásmezők (hatásterek) jelentkezésének hidraulikai feltételei. * c) A barlangterek és a megcsapolás révén a rendszerből. kivett víz mennyisége közötti hidraulikai kapcsolat. ! . d) A hasadék (vagy hasadékok) jelenlétéből származó hidraulikai hatások néhány esetének jellemzése. 106