Kúthidraulika, vízkutak tervezése
A felszín alatti víz kitermelésére szolgáló kutak tervezésének, létesítésének és üzemeltetésének gazdaságos megoldásához azok a hidraulikai jellemzők vezetnek, amelyek a vízadó rétegben és a kúton keresztül kialakult vízmozgást meghatározzák.
A kutak célja, hogy a körülöttük elhelyezkedő vízadó rétegből a kútban létesített leszívás hatására a vizet összegyűjtsék, de úgy, hogy a körülöttük lévő talaj kimosódását és beomlását megakadályozzák.
Az, hogy egy kútból mennyi vizet szivattyúzhatunk ki, számtalan tényezőtől függ.
Ezek két fő csoportba sorolhatók:
a., A vízadó réteg fizikai tulajdonságai és méretei.
b., A kút méretei és szerkezeti megoldása.
Az első csoprtba tartozó jellemzők, a vízadó réteg(ek) fizikai tulajdonságai és méretei, természeti adottságok. Ezeken nem lehet változtatni és ezek a tulajdonságok szabják meg, hogy egyes helyeken mi az a maximális (,de folyamatos) vízhozam, amit egy-egy kúttal kitermelhetünk.
A vízadó réteg(ek) sajátosságai az elméletileg meghatározható maximális vízhozamot határozzák meg.
Az elméleti maximális vízhozamot a fellépő veszteségek miatt teljes teljes egészében soha nem érhetjük el, de lehetőségünk van arra, hogy a kút helyes szerkezeti kialakításával az elméleti maximális vízhozamot a lehető legjobban megközelítsük és így hatékony és gazdaságos megoldást érjünk el.
Nem célom a kúthidraulikai méretezési eljárások részletes ismertetése, mert az olvasó inkább a youtube-ra kapcsolna.
A következőkben azoknak a sekély -, vagy kis mélységű, fúrt kutaknak (csőkutak) hidraulikai jellemzőit, szerkezeti megoldásait foglalom össze, amelyek a lakossági vízkivételnél leggyakrabban fordulnak elő.
A kúthidraulika keretében, többek között, vizsgálni kell
a., a kút körül elhelyezkedő vízadó talajban,
b., a kút szűrőszerkezetén át és
c., a kútban
kialakult, kialakuló vízmozgásokat.
Kutak tervezésekor elsősorban azt kell meghatározni, hogy a telepítésre kiválasztott helyen milyen vízadó réteg(ek) található, ennek méreteitől és fizikai tulajdonságaitól függően meghatározható a réteg maximális vízadó képessége. Ehhez alkalmazkodva kell a kút méreteit és szerkezetét úgy megválasztani, hogy a vízáramlással szemben, a kút gazdaságos megoldással, lehetőleg a legkisebb ellenállást tanúsítsa, és így a kút vízhozama a vízvezető réteg elméletileg meghatározható vízadó képességét legjobban megközelítse.
A kutak különböző anyagú csövekből (béléscső) készülhetnek, amelyek egy részét szűrőszerkezetként alakítjuk ki.
A kút alján, a talpdugó felett, helyezkedik el a vakcsőből álló homokfogó. Ennek célszerű hossza a szűrőszerkezet magasságának 0,2-0,3-szorosa de legalább 2-3 m.
A kút lelke, legfontosabb része a szűrőszerkezet, ami lehetővé teszi a víznek a kútba való bejutását, de megakadályozza a talajszemcséknek a kútba való bejutását.
A kút gazdaságos működését, a vízadó-képesség maximális kihasználását csak úgy érhetjük el, ha a vízadó rétegtől függően, helyesen választjuk ki az alkalmazandó szűrőszerkezetet.
A kút szűrőszerkezetének a következő követelményeket kell kielégítenie:
a., Homokolás mentes vízszolgáltatás.***
b., Minimális kútellenállás az átáramló vízzel szemben.
c., Szerkezete szilárdsági szempontból kielégítő legyen.
(*** Nagyon lényeges, hogy a kút üzemelése során homokmentes vizet szolgáltasson.
A homokos, szemcsés víz rongálja a szivattyút, az ilyen kút tulajdonosának hamarosan a szivattyú szerviz lesz a második otthona.
A homokos víz alkalmatlan bármilyen felhasználásra, a homokos víz kezelése nehézkes és drága.
A homokos vizet szolgáltató kút nem kút.
A kutak homokolását legtöbb esetben a rosszul megválasztott kútszerkezet okozza. A másik ok lehet a homokolási határ túllépése.
Mindkét esetben a kútfúró mester hibázott, azaz amennyiben az Ön kútja is homokol, kérje vissza a kútra kifizetett teljes összeget.)
A csövek lyukasztásával, vagy hasításával alakítható ki a szűrőváz. A szűrőcsövön használatos nyílások méretei a vízadó réteg szemnagyságához igazodnak. Általában arra kell törekedni, hogy a nyílások felületének összege a szűrőcső palástfelületéhez képest nagy legyen, és legalább a 20-30 %-ot elérje. Említést érdemel a rúdvázas szűrő, bár napjainkban ritkán kerül használatra. A rúdvázas szűrőkkel 50-60 %-os szabad felület is elérhető, igen kedvező vízbeáramlást biztosítanak, a kút-ellenállásuk kicsiny és gazdaságosak.
Az utóbbi időkben a szitaszövetes, vagy a geotextíliával bevont szűrővázak alkalmazása igen elterjedt. Ez helytelen, mert a szitaszövet alkalmazása csak egy-két talajfajtánál indokolt (Ezt így leírtam, de elgondolkodtam és nem tudok mondani egyetlen talajt sem, ami indokolná a szitaszövet alkalmazását.), de még ezekben az esetekben is célszerű más szűrőszerkezetet alkalmazni. A szitaszöveteknél, különösen kavicsszűrő nélkül, a szitaszövet folyamatosan eltömődik, folyamatosan csökkenni fog a kút hozama, majd előbb-utóbb megszűnik a vízszolgáltatás. A geotextíliával, vagy hasonló sűrű szövésű anyaggal bevont szűrőváz a kútra és a kút tulajdonosára kész katasztrófa. Néhány nap, esetleg néhány hét alatt teljesen megszűnik a vízszolgáltatás, a kút rövid pályafutása véget ér. Addig sem tudja leadni a kívánt vízhozamot.
Azt a kútfúrót, aki a szűrőt szitaszövettel tekeri be, kérdezzék meg, mi indokolja ezt a megoldást. Ne fogadjanak el semmilyen homályos, érthetetlen magyarázatot, azokat a válaszokat pedig különösen ne fogadják el, hogy:
mert ő így szokta, így kell, nem fog homokolni a kút, stb.
A szitaszövet alkalmazását nagyon nehezen lehet megmagyarázni.
Ha a kútfúró mester geotextíliával, vagy hasonló szövettel tekeri be a szűrőt és azt akarja beépíteni, akkor, a saját érdekükben, uszítsanak a mesterre egy medve méretű kutyát.
Lehetőleg ne kezdjenek olyan mesterrel, aki valamit ráteker a szűrőcsőre.
A kútellenállás és az egyéb hidraulikai adottságok ismeretében lehet helyesen megválasztani, méretezni az adott vízadó réteghez legjobban illő szűrőszerkezetet.
A vízhozam növelésének, valamint a szűrő eltömődése megakadályozásának leghatásosabb és elhagyhatatlan eszköze a szűrőváz mellett alkalmazott kavicsszűrő.
Szitaszövettel borított szűrőváz a kavicsszűrőt nem helyettesíti.
Közepes és finom szemcséjű homok esetén a kavicsszűrő feltétlenül szükséges, de célszerű minden esetben kavicsszűrő beépítése.
A kavicsszűrők a kútvázon kiképzett szűrőszerkezet ellenállását nem csökkentik, de közvetve lényegesen emelhetik a kút vízhozamát.
A kavicsszűrők legfontosabb hatása az, hogy - különösen kettő, vagy többrétegű kavicsszórás esetén - a kavics akadályozza meg a finomabb talajszemcséknek a kútba jutását. Ennek megfelelően a szűrőszerkezetet és a szűrőnyílásokat sokkal kedvezőbben, a szűrőkavics méreteinek és nem a vízadó rétegnek megfelelően választhatjuk meg (De a szűrőkavics méretét a vízadó réteg, a kút környezetében lévő talaj szemszerkezete alapján választjuk.), és így sokkal kisebb ellenállású szűrőszerkezetet alkalmazhatunk.
Homokos kavics vízadó rétegnél külön kavicsszórás alkalmazása nem szükséges (de ajánlott), de a tisztítószivattyúzást úgy célszerű elvégezni, hogy a szűrőváz körül a finom szemcsék eltávolításával mesterséges rétegváz alakuljon ki, ami az ellenállásokat csökkenti, a kút hozamát és élettartamát növeli.
folytatás következik ...