Hidrológiai tájékoztató, 1981

1. szám, április - ÁLTALÁNOS VONATKOZÁSÚ CIKKEK - Dr. Orsovai Imre: A talajvíz áramlási irányának és sebességének meghatározása geoelektromos ellenállásméréssel

závetőleges sebességéről, hány és milyen elrendezésű megfigyelőkút áll rendelkezésre, spontán áramlást mérünk vagy termelőkút utánpótlódását vizsgáljuk stb. Két nagyobb csoportra oszthatók: A) azonos időben változó helyen; B) azonos helyen változó Időben mérünk. A) Azonos idejű, változó helyszínű mérést általában spontán talajvízáramlás irányának kiderítésére, és a meghatározott irányban sebességmérésre alkalmazzuk. E méréstípus geofizikailag megfelel előbb radiális (iránymérés), majd lineáris (sebességmérés) horizontális szelvényezésnek (1. ábra). Homogén víztartónál a mérési folyamat a sóbeadagolással kezdődik, majd 5—10 nap múlva elvégezzük az iránymérést. Az egyik tápelektróda a besózott kútnál helyben marad, a másik tápelektróda és a mérőelektródapár sugárirányban, tapasztalataink szerint kielégítő, ha 8 irányban végez mérést. A reprodukálhatóság érdekében célszerű az irányokat a 4 fő és 4 mellék világtájhoz kötni. Az értékelés során a mért ellenállás helyett annak reciprokét, a vezetőképességet célszerű ábrázolni. A maximális érték az áramlás iránya. Nem teljesen homogén víztartóban a sózás előtt is kell mérni a 8 irányban és a sózást követően az eljárás azonos. Az értékelés során a sózás előtti és utáni mérésnek a hányadosát ábrázoljuk, az eredő szerkesztése is azonos. A pontos áramlási irány ismeretében 10—30 nappal a sózás után elvégezhető a sebességmérés. A geofizikából jól ismert horizontális szelvényezés során a lehatolási mélység a vízzáróig érjen, ezért az AB tápelektróda távolság a vízzáró mélységének kétszerese, háromszorosa. AB Tapasztalatilag megállapított felállási sűrűség ——m, ez szükséges és elégséges. Az irodalomból ismert (Schmassmann, 1971), hogy egyenletes talajvízáramlásnál adott helyen a sókoncentráció időben logaritmikus normális eloszlást mutat, a diffúzió és áramlás szuperponálódik. Ebből következik, hogy a sóhullám közepes áramlási sebessége kisebb, mint amit a maximális koncentráció rflutat. Közel 280 db mérés összehasonlító értékelése alapján úgy ítéljük, hogy a maximumból és az átlagból számolt sebességek különbsége nem számottevő, alatta marad az egyéb tényezőkből adódó pontatlanságnak. Ezért megítélésünk szerint gyakorlati célokra alkalmas a vezetőképességi maximumból számolt sebesség. B) Ha az áramlás irányát ismerjük, a környező megfigyelőkutakban mért vízszinértékek alapján, vagy termelőkutak környezetében, célszerűbb a kötött helyű, változó idejű mérés (2. ábra). Az elektródákat a várható áramlási irányra merőlegesen telepítjük és a mérés teljes tartamára állandósítjuk! Célszerű az elektróda telepítést 1—2 héttel a mérés előtt elvégezni, hogy az esetleges galvánfolyamatok stacioner állapotba kerüljenek. E célt szolgálja az elektródák szűk környezetének rézszulfát oldattal történő átitatása is. A mérés megbízhatóságának és pontosságának növelésére célszerű az áramlás irányában, egymással párhuzamosan kettő vagy több szelvényt telepíteni. Az ellenállásmérést a sózást megelőzően, majd ezt követően különböző időközökben kell megismételni. A sózott kút környezetében a diffúzói zavaró hatása a kúttól való távolsággal egyenes arányban, de nem lineárisan, rohamosan csökken, ezért a kút szűk környezetében nem érdemes mérni. Az értékelés során az ellenállást (vagy reciprokát, a vezetőképességet) az Y tengelyre lineárisan, az eltelt időt az X tengelyre lineáris vagy logaritmikus léptékben vihetjük fel. E módszer továbbfejleszthető, minthogy csak időbeli változást mérünk, az elektróda elrendezés eltérhet a Schlumbergertől. Az elektróda koefficiens értéke közömbös, csak az a fontos, hogy a mérés tartama alatt állandó és a reprodukálhatóság érdekében ismert legyen. Elektromosan zavart területen a mérhetőség érdekében az alapműszert felszereltük 20 db-os bemeneti (MN/e [ohmrn] 2. ábra. A körellenállásmérővel kiegészített) osztóáramkörrel, megfelelően illesztve a mérőberendezés és a terepi műföld alapspecifikációihoz. Ezáltal a bemenő tápenergia egy nagyságrenddel nőtt, így tízszeresére nitt a jel/zaj viszony is. Ez egyúttal csökkentette az indukciós, impulzusjellegű zajokat is. A fenti jel/zaj csökkentő kiegészítés hasznos és szükséges a városi környezetben. Összefoglalás A módszer továbbfejleszthető az elektródaelrendezések optimalizálásával, a legmegfelelőbb minőségű és mennyiségű só felhasználásával, az észlelési idő és távolság még jobb beállításával a mérés pontossága és megbízhatósága fokozható. A műszer és méréstechnika fejlesztésével egyre jobban felhasználható a mélyépítési előtervezés és a megépült műtárgyak áramlást módosító hatásának felmérése során is. Sok esetben alig jelent többletköltséget, mert a tervezési alapadatokhoz a mérnökgeofizikai mérések elvégzése egyébként is szükséges. A kézirat lezárásáig az ismertetett módszerrel 280 db mérés készült, ebből 235 db eredeti, 45 db ismétlés a reprodukálhatóság ellenőrzésére. Ezen kívül, megfigyelő úthálózattal ellátott területen, 60 db egyéb módszerű ellenőrzés (konduktométer, kémiai elemzés, talajvízizohipszák elemzése) is történt, a pontosság meghatározására. Eszerint a többkutas módszereket etalonként elfogadva, kavicsos víztartóban + 20%; homokos víztartóban + 40—50% hibahatáron belül maradt a pontosság. IRODALOM Blczók, 1. (1954): Geoelektromos mérés a vízkutatás szolgálatában — Hidr. Közi; XXXIV. 3—4. pp. 121—128. Buchtela, K.—Mairhofer. J.—Maurin, V.-Papadlmitropeulos, T.— Zötl, J. (1964): Vergleiehende Untersuchungen an neueren Methoden zur Verfolgung unterirdischer Wasser — Die Wasserwirtschaft, 54. Jahrg., 9. H. pp. 260—270. Juhász, J.: Hidrogeológia. Bp. 1976. 6.6. A talajvíz áramlása. A sebesség meghatározása pp. 419—430. Quirico, D. (1979): Determination oí the direction and velocity of ground water flow as a source of Information for sludge dlsposal 3rd Conference on Water Quality and Technology Budapest l/a/6. Schmassmann, H. (1971): Quatitative Auswertung von Kochsalmarkierungen in Schotter-Grundwassertrömen. G as-Wasser-Abwasser, 5. pp. 122—127. Straub, C. P.—Ludzack, F. J.—Hagee, G. R.—Goldín, A. S. (1958): Time of Flow Studies, Ottawa River, Lima Ohio. Trans. Am. Geoph. Union, 39. pp. 420—426. Vécsey, E.~ Csernyi, Gy. (1957): A talajvíz mozgásának vizsgálata radioaktív izotópok és nyomjelző ionok segítségével — Hidr. Közi., 1. pp. 44—56. Sózott küt Termelő kút "I * talajvizóramlás * * ...... .| | . varható iránya . . . — —— -J — — <mm. [óra] kötött helyű, változó idejű mérés vázlata 21