189330. lajstromszámú szabadalom • Eljárás felszín alatti eredetű vízek gravitációs visszatáplálására
1 2 189 330 A találmány tárgya eljárás földfelszín alóli vizek, különösen bánya- és termálvizek felszín alá történő visszatáplálására. Az ásványi nyersanyagok kitermelése és hasznosítása a világ minden országában elengedhetetlenül fontos feladat. Egyre inkább a mélyebben meghúzódó ásványi kincsek kitermelése kerül sorra. Általában azonban a legértékesebb ásványi nyersanyagainkat víz veszi körül, ezért kitermelésük biztonságosan csak úgy lehetséges, ha előzetesen eltávolít- 0 ják a vizet az ásványi környezetből. Ez a probléma a mélyebben fekvő nyersanyagok kitermelésénél még fokozottabb. Az élet- és vagyonbiztonság egyaránt megköveteli a vízbetörések megelőzését, illetve az ennek soráni kényszerű vízkiemelés káros következményeinek legalábbis utólagos korlátozását, ha lehetséges: helyrehozatalát. A legkezdetlegesebb, ún. passzív vízvédelemnél a felszín alatti üregbe betört vagy ott fakadt vizet 2- szivattyúzással távolították el a veszélyeztetett helyről és ezután kiemelték a föld alól. Ennél fejlettebb a megelőző jellegű, aktív védekezés, melyre az a jellemző, hogy előzetesen megváltoztatják a védendő üreg vízföldtani viszonyait. Ennek a módszernek - amellett, hogy műszaki és 25 biztonsági tekintetben jobb az előzőnél - jelentős hiányossága azonban, hogy gyakran súlyos és előre nem látható közvetlen és közvetett környezeti károsodásokat okoz. Ilyenek: a környező kutak, források elapadása vagy legalábbis hozamának csők- 30 kenése, továbbá felszíni süllyedések, mezőgazdasági kultúrák károsodása stb. A 176 470. lajstromszámú magyar szabadalom szerinti kombinált védekezési módszer tekinthető a legfejlettebbnek. Jellemzője, hogy a kiemelendő 35 vízmennyiséget úgy csökkentik, hogy a csapoló elemeket nem a víztároló rétegbe telepítik, hanem közvetlenül a kialakítandó - védendő - üreg közelébe. így a víztároló és a védendő üreg közé beiktatandó hidraulikai ellenállások révén, vízbetörés 40 esetén lecsökken a betörő víz mennyisége. A kiemelendő víz összes mennyisége azonban így is nagyon jelentős lehet. Bár a vízkiemelés megszűntével az eredeti, felszín alatti vízkészlet lassan helyreáll, a vízkiemelést viszont akár húsz-harminc 45 éven át is végezni kell, amely már gyakran helyrehozhatatlan változásokat, károkat okoz. Ezért törekedni kell a minél gyorsabb nyersanyag kitermelése mellett a minél víztakarékosabb módszer alkalmazására. 50 Ehhez a szükségszerűen kiemelt és fel nem használt vizet vissza kell táplálni a víztároló rendszerbe, mert így megakadályozható a statikus és dinamikus víz-egyensúly megbomlása, mimellett irányítható és fékezhető a felszín alatti kitermelési műveletek 55 körül a vízszint süllyedése is. A víz visszatáplálása azonban nagyon költség- és energiaigényes művelet, ezért csak azokban a térségekben kerül erre sor, amelyekben másféle védekezésre, vagy elhárításra a vízföldtani adottságok miatt nincs mód. 60 A víz visszatáplálást, adott esetben a főkarsztvíztárolóba visszanyomását, hagyományosan úgy végzik, hogy a vízvédelem során kiemelt, előzetesen megtisztított vizet a felszínen, zárt vezetékben vezetik a víz befogadására alkalmas vagy alkalmassá 65 tehető barlangig, illetve ennek hiányában a visszanyomás céljára kialakított kútcsoportig, ahol azután a vizet visszanyomják a föld alá. Mindehhez természetesen nagyon jelentős létesítési és üzemeltetési ráfordítások szükségesek. Ennél a módszernél nemcsak a durvahordalék nagy kapacitású és költséges föld alatti ülepítő rendszerét, külszínen a nagyméretű fogadó medencéket, a finom hordalékok és egyéb szennyezések tisztítómű-tárgyait, távolsági nyomóvezetéket kell létesíteni a szivattyúteleppel és műtárgyaival együtt, hanem a visszatápláló kútcsoportot - barlang esetén barlangbővitést -, valamint a visszanyomó szivattyúcsoportot is, mimellett gondoskodni kell az egész üzemelő rendszer biztonságos és nagy költségigényű energiaellátásáról. A találmány célja a hagyományos visszatáplálási módszer fenti hiányosságainak kiküszöbölése, vagy legalább jelentős mértékben való csökkentése. A találmány feladata a kiemelt és külszínen fel nem használt víz földfelszín alá való, oly módon történő visszatáplálásának létrehozása, amely lényegesen egyszerűbb, olcsóbb és üzembiztosabb, mint az ismert eljárás. A találmány alapja az a felismerés, hogy a víznek a főkarsztvízbe vagy egyéb víztárolótérbe való viszszatáplálása legkönnyebben az optimális körülmények mellett ott hajtható végre, ahol hidro-geomorfológia és/vagy geológiai tekintetben a legkedvezőbbek a viszonyok, vagyis ahol a felszín alatti vízszint a legközelebb, vagy legalábbis közel van a felszínhez. Áz itt kialakított felszíni tározó visszatápláló kútcsoportján keresztül, a víz hidrosztatikus nyomása segítségével, külső energia-felhasználás nélkül juttatható vissza abba a földfelszín alatti vízrendszerbe, ahonnét a vízkiemelés során eltávolítottuk, illetve ahonnan eredt. így megvalósítható a vízbetörés tekintetébeni biztonságos és gyors nyersanyag-kitermelés és másrészt a felszín alatti vízkészlettel történő takarékos bánásmód révén elkerülhetők a felszín alatti vízkészlet egyensúlyának megbomlásából eredő helyrehozhatatlan, esetleg katasztrofális változások. A kitűzött célnak megfelelően a földfelszín alóli vizeknek a felszín alá történő visszatáplálására az a jellemző, hogy a vizet a felszínen olyan visszatápláló-tározóba vezetjük, amely a földfelszín alatti vízrendszer vízszintjének közelében helyezkedik el, majd a vizet a visszatápláló-tározó kútcsoportján keresztül gravitációsan a felszín alatti vízrendszerbe, a vissza nem táplált vizet pedig befogadóba vezetjük. Az eljárás előnyös foganatosítási módjánál viszszatápláló-tározóként völgyzárógátas tározót alakítunk ki, melyet nyelőaknával és árapasztó csatornával csatlakoztatunk a befogadóba. További előnyöket biztosít adott esetben, ha a vizet előülepítő- és/vagy érzékelő-tározón keresztül vezetjük a vissza tápláló-tározóba. Ugyancsak előnyös foganatosítási módot jelent, ha a vízminőséget folyamatosan és/vagy automatikusan ellenőrizzük és a vizet minőségének megfelelően vezetjük át a visszatápláló-tározóba vagy ennek kiiktatásával a befogadóba. A vízminőségét a 2
