Vízügyi Közlemények, 1961 (43. évfolyam)

4. füzet - V. Balló Iván: Az ártézijelenségek

Az ártézijelenségek 495 A rétegek megcsapolását ma még nem tudjuk termodinamikailag értelmezni, mert a nyomáshoz és a halmazállapothoz tartozó anyagok mennyisége nem állandó. Ilyen esetekkel a termodinamika eddig még nem is foglalkozott. A kutak jelenségeit gázpufferrel könnyebben meg lehetne érteni, de a szükséges gázmennyiség a gyakorlatban többnyire hiányzik. A vízben elnyelt oxigén oly kevés, hogy ezzel nem lehet megmagyarázni a kutak vízhozamának tartósságát. Ismert kísérlet az, amikor a víz felett légritkítást idéznek elő, és a víz igen gyorsan felforr, majd gőzzé változik. A természetben a mélyebb üledékes rétegekben ugyanez a jelenség mehet végbe. Az ott uralkodó nagy nyomás lecsökkenése is előidézi a víz halmazállapotváltozását a környezetben beálló jelentősebb feszültségesés nélkül. Láttuk, hogy az artézikutak víztartó rétegeinek kiürülése a folyékony víz törvényeivel már nem írható le, mert bizonyos mélységen túl a folyamatot állandó fázisállapotváltozások kísérik. A szemcsehalmazok között viszont a légnemű víz sok nagyságrenddel könnyebben közlekedik, mint a folyékony. Egyidejű háromfázisú állapot feltételezése a kutak viselkedését, az igen lassú nyomáscsökkenést, a kiürült víz helyének kitöltését, stb. megmagyarázza. Légnemű víz utánpótlását feltéve, a kutak már nem szűk környezetből táplálkoznak, hanem nagy rétegösszlet szolgáltatja a vizet. Ez a feltevés nem változtatja meg a feszültség térből levont megállapítást, amely kizárja a peremek felől érkező víz útján az utánpótlódás lehetőségét. Pusztán folyékony vízből a tartós hozamnak ellentmondana az is, hogy a feszültségi állapothoz tartozó határértéket a kutak a tapasztaltnál sokkal hamarabb elérnék. így a kutak hamar kimerülnének. A talaj többfázisú állapota tehát bizonyos körülmények között a mélységben is lehetséges. Ilyen feltételek pedig mindig fennállnak, amikor az üledékes törmelékek geohidrosztatikus feszültségtöbblet alatt lévő vizét megcsapolják, vagy szivattyúval feszültségesést állítanak elő, tehát a geohidrosztatikus térben változást idéznek elő. A folyamatot nem szabad desztillációhoz hasonlítani, és a kétfázisú állapotról a háromfázisúra fordulás csak annyit jelent, hogy a kút működésének hatására a nagyobb talajhézagokban párával telt buborékok keletkeznek. A fázisváltozás alapján a kritikus hőfok alatt nem képzelhető el a kutaknál olyan állapot, amelyben csak talaj és légnemű víz lenne. Ilyen alapon megkísérelünk átgondolni néhány lehetséges alapesetet. a ) Vízzáró fedörétegü sekélyebb kát zárt, de el nem határolt hatásövezetének geohidrosztatikus feszültségi terében kezdettől kétfázisú az állapot. Itt már bekövetkezik a háromfázisú állapotra fordulás, és a feszültségesés gömbhöz hasonló felületeken jelentkezik (10. ábra). A felületek tényleges alakját a feszültségi tér sajátságai és a szemcsehalmazok áteresztő tulajdonságai szabják meg. 10. ábra. Fázisállapotváltozás vázlata mélyfúrású kutak környezetében Fig. 10. Schéma du changement d'étal de phase dans le voisinage des puits de forage profond