Magyar Vízgazdálkodás, 1987 (27. évfolyam, 1-8. szám)
1987 / 4. szám
Új módszer a csáposkutak vízhozamának növelésére A folyók teraszkavicsára telepített csáposkutak nagy mennyiségben képesek jó minőségű ipari és ivóvizet szolgáltatni. A kutak tényleges vízhozamát több tényező befolyásolja. Ezek közül legalapvetőbb a telepítés helyének megválasztása, a kiválasztott rétegek vízföldtani tulajdonságai miatt. Közvetlen befolyást gyakorol a vízhozam alakulására a folyók vízállása, a víz hőmérséklete, a vízben oldott anyagok mennyisége stb. Hosszú —• több éves — időtartamra vizsgálva e kutakat, a leírt hatásoktól mentes vízhozam görbéik exponenciálisan csökkenő függvénnyel megközelíthető lefutást mutatnak. Mivel eközben a vízkivétel potenciális lehetőségei változatlanok, a hozamcsökkenés oka elsősorban a kútellenállás megnövekedésében keresendő. Egyrészt ugyanis a csápok felé szivárgó víz magával szállítja az aprószemű hordalékot — amely idővel eltörni a csápok körül kialakult szűrővázat —, másrészt a kémiai eredetű Ca, Mg, Fe stb. kiválások lerakódnak a szűrőkre. A szűrőellenállás növekedése miatt bekövetkezett vízhozamcsökkenés külső beavatkozással megszüntethető, ill. javítható. A hagyományos, a gyakorlatban általánosan alkalmazott hozamnövelő eljárás a nagynyomású vízsugárral (Woma-szivattyú) történő mosatás. Természetesen e módszer hatásos alkalmazásának korlátozottak a lehetőségei, amelyeket az általunk kidolgozátt és ajánlott eljárással eredményesen tudunk szélesíteni. A vízhozam-növekedés eredményességének fokozására olyan módszert kellett találni, amely a szűrők (csápok) körül kialakult, aprószemű frakcióból álló, áteresztőképességet csökkentő zónát hatékonyabban bontja meg, mint a nagynyomású vízsugárral történő mosatás. Továbbá, hogy a módszer ne csak megbontsa, de el is távolítsa a fellazított anyagot. E kettős feladat megoldására a robbantásos eljárást tartottuk alkalmasnak, a következők miatt: Egy töltet felrobbanásakor felszabaduló energia (a robbanási gázok) a közegben lökéshullámot (nyomás-, sűrűség-, hőmérsékletnövekedést) hoz létre. A tér egy bizonyos pontján ez a lökéshullám nyomófázisból, majd szívófázisból áll, csökkenő amplitúdóval és megnyúlt időtartammal periodikusan lecsengve. (Az első túlnyomást nevezik csúcsnyomásnak. A csúcsnyomás értéke folyadékban a 1010 Pa-t is elérheti, a folyadék áramlási sebessége pedig 103 m/sec nagyságrendű.) A lökőhullám határfelülethez érve részben visszaverődik, részben pedig továbbhalad az új közegben. A hullámfront a határfelületen úgy alakul át, mintha szembe találkozna egy, a közeghatár mögötti térből induló lökéshullámmal. Így a határfelületen a nyomás kétszerese lesz az eredeti lökéshulláménak. A visszaverődés és behatolás a két közeg hullámellenállásainak viszonya szerint alakul. (A hullámellenállás a közeg sűrűségének (g) és a közegbeni hangsebességnek (c) szorzata: g • c.) A fentiekben röviden érintett elméleti megfontolások világossá teszik a csápokban történő alkalmazás előnyeit. Csupán arról kell gondoskodni, hogy a leírt jelenségek a teljes csáphosszon érvényesüljenek. Ezt valósítja meg az általunk alkalmazott megoldás, amely a vízszintes csáp mentén 20—30 m-es hosszban teszi lehetővé a robbanás hatásának hengerszimmetrikus térben történő terjedését. A robbanási folyamat nyomófázisa (-fázisai) rövid ideig tartó (ms), nagynyomású ütésként éri a csápot, melynek réseiből eltávolítja az eltömődést okozó akadályokat, a szívófázis (-fázisok) pedig berántja a csápba az aprószemű hordalékot. Ugyanakkor a határfelületen —• a cső falán — megnövekedett nyomás-impulzus sorozat és a kompresszió-depresszió ismétlődése „rezgésbe hozza” a csövet, ezáltal megbontja az azon keletkezett kémiai kiválásokat, így tisztítva azt. A fentieket a gyakorlatban elvégzett munkák eredményei egyértelműen igazolták. A kísérletek A Fővárosi Vízművek Kútépítési osztályával kerestünk kapcsolatot, hogy módszerünket kipróbálhassuk. Javaslatunkat némi fenntartással fogadták, féltve a csápok épségét a robbanás káros hatásától. Nagyban segítette dolgunkat egy — 30 év után a föld alól előkerült — réseit csődarab, amelyen bizonyíthattuk, hogy a javasolt mennyiségű robbanóanyaggal a robbantás a szűrőre veszélytelen. A cső réseit kisebb-nagyobb beékelődött kavicsdarabok tömték el. (1. kép.) A szűrőben kifeszített egyetlen szál robbanózsinór elrobbantása kiseperte a kavicsdarabokat a résekből (2. kép). A robbantást megismételtük két, illetve háromszoros robbanóanyag-mennyiséggel is. A csodarabon semmiféle elváltozás nem történt. Ezek után kaptunk lehetőséget a módszer valós körülmények közötti kipróbálására. A kísérlet végrehajtása a Fővárosi Vízművek Szentendrei szigeti 11-es átemelő telepének 13. kútja 2. számú csápjában 1983. szeptember 27-én történt. Mosatás után a csáp vízhozama 8100 l/percre növekedett. Ezt követte a robbantás, ami után a csáp hozama 17 650 l/percre növekedett. Az ipari alkalmazás A Szentendrei szigeti kúton végzett kísérlet meggyőző eredménye után, mintegy fél év múlva kaptuk az első megrendelést egy teljes kút robbantásofs tisztítására (Fővárosi Vízművek (Csepel) l/l. vízműtelep 5. számú csáposkút). A megrendelő közlése szerint hagyományos mosatási eljárással nem tudták javítani a kút vízhozamát, s miután folyamatosan nem volt üzemeltethető, selejtezni kívánták. A csáponként mért vízhozam 1100 l/perc volt átvételkor. Robbantás után 20 900 l/percre növekedett a hozam, majd a hordalék eltávolítása (Womázás) után 30 350 l/perc teljesítménnyel adtuk át. (1. táblázat 1. sorszámú kút adatai.) Ezt a munkát követte a Csepel l/l. vízműtelep 6. számú kútja, 2. kép 20
