Vízellátás kutakkal

A víz mindannyiunk számára természetes szükséglet, azonban ezzel az alapvető elemmel való ellátottságunk, igényünk különböző; függ a környezetünktől, élőhelyünktől. Ahol nincs vezetékes ivóvízellátás, vagy állattartáshoz, öntözéshez stb. szeretnénk vizet, ott a legkézenfekvőbb megoldás a kút. Mielőtt megtennénk az első lépéseket egy új kút építéséhez, mind anyagi, mind környezetvédelmi szempontból fontos, hogy kiválasszuk a megfelelő kúttípust. Szintén nagy jelentőségű a szakszerű kivitelezés, mert a szakszerűtlenül megépített kút kevesebb, rosszabb vizet szolgáltat; a kútszerkezet drágább, esetleg olyan réteget csapolhatunk meg, amely vízügyi szempontból védelem alatt áll. Mindezek megkövetelik a szakember közreműködését, még egy egyszerűbb kút kivitelezésénél is. Fontos még mindezek mellett azt is tudnunk, hogy a víz, amit ki akarunk termelni a felszín alól, a magyar állam tulajdona. Az 1995. évi LVII. tv. (vízgazdálkodási törvény) 6. § (1) bekezdés a) pontja kimondja: "Az állam kizárólagos tulajdonában vannak a felszín alatti vizek és azok természetes víztartó képződményei.", a vizet ezért csak engedéllyel szabad igénybe venni, hatósági engedély nélkül semmiféle víznyerő kutat nem szabad létesíteni. A saját vízellátáshoz vezető út első állomása így a hivatalban történő előkészítés.

Hivatalos előkészítés, engedélyezési eljárás

Az engedélyezési eljárás hatósági jogkörét a helyi önkormányzatok, valamint a vízügyi igazgatóságok látják el. A minden esetben kötelező engedélyezési eljárásban:
1. "A települési önkormányzat jegyzőjének hatósági engedélye szükséges olyan kút létesítéséhez, használatbavételéhez és megszüntetéséhez, amely a létesítő házi vízigényének 500 m3/év mennyiségig történő kielégítését szolgálja és – parti szűrésű és a karszt- vagy rétegvíz készlet igénybevétele, érintése nélkül – kizárólag a talajvíz felhasználásával működik." [72/1996. (V. 22.) Korm. rendelet (a vízgazdálkodási hatósági jogkör gyakorlásáról) 24. § (1) bek. c) pont],

2. Minden egyéb esetben a területileg illetékes vízügyi igazgatóság engedélye, a "Vízjogi engedély szükséges – jogszabályban meghatározott kivételektől eltekintve – a vízimunka elvégzéséhez, illetve vízilétesítmény megépítéséhez, átalakításához és megszüntetéséhez (létesítési engedély), továbbá annak használatbavételéhez, üzemeltetéséhez, valamint minden vízhasználathoz (üzemeltetési engedély)." [1995. évi LVII. tv. 28. § (1) bek.].

Az eljárás során először vízföldtani szakvéleményt kell beszerezni a felszín alatt elhelyezkedő rétegek vízföldtani felépítéséről. Ebből minden – a tervezett kútépítés szempontjából – fontos kérdésre választ kell, hogy kapjunk (pl. a víz várható nyugalmi vízszintje, vízhozama, a vízadó réteg(ek) mélységi helyzete(i), vízminőség stb.). A vízföldtani szakvéleményt és a később beszerzendő műszaki kiviteli tervet magántervezőktől, a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Rt.-tól (VITUKI Rt.) és minden olyan cégtől lehet beszerezni, mely ezen munkák elvégzésére szakosodott. Lényeg, hogy a tervező a Mérnöki Kamara erre feljogosító engedélyével rendelkezzen. A szakvélemény alapján történik a termelésre alkalmas réteg(ek), és a kúttípus kiválasztása, s ezek döntik el, hogy melyik hatóság illetékes a kérelem elbírálásában.

A kérelem tartalmát és a kérelemhez csatolandó mellékleteket illetően az illetékes hatóságnál lehet tájékozódni. Ha a vízügyi igazgatóság illetékes az engedélyezés ügyében, akkor a kérelmezés szakaszai az alábbiak. Elvi vízjogi engedélyt kell kérni abban az esetben, ha a tervezés előtt több bizonytalanság van (pl.: községek lekapcsolódása a jelenlegi vízellátási rendszerről (pl. regionális vízműről), saját vízbázis kialakításával a már (pl. regionális vízmű által) használt, lekötött vízkészletű területen). A kérelemhez vízigény és vízszükségleti számítást kell mellékelni, feltüntetve a csurgalékvizek és szennyvizek elvezetésével kapcsolatos tervezett megoldásokat. Ebben az engedélyben az igazgatóság megjelöli az igénybe vehető rétegek helyét, s a kútból kitermelhető vízmennyiséget.

Minden egyéb esetben először a vízjogi létesítési engedély iránti kérelmet kell benyújtani, melyhez el kell készíttetni a kiviteli tervdokumentációt. Ehhez csatolva a terület áttekintő térképét (M=1:10.000-1:25.000); a kataszteri térképet, valamint a területileg illetékes Bányakapitányság, Környezetvédelmi Felügyelőség és az Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat (ÁNTSZ) szakhatósági állásfoglalását. Utóbbi szakhatóság állásfoglalása az illetékes vízügyi igazgatóság előírása szerint vagy szükséges, vagy nem. Csak az engedély birtokában kezdhető meg a kútépítés. A kivitelezés befejeztével következik a vízjogi üzemeltetési engedély megkérése, amelyhez a kút főbb paramétereit tartalmazó vízföldtani napló mellékelendő. Ezt a VITUKI Rt. készíti el a kivitelező előírt adatszolgáltatása alapján. A hivatali eljárás befejeztével a gyakorlati teendők következnek.

A kúttípus kiválasztása

Már a hivatali eljárás előtt szükség van arra, hogy eldöntsük, milyen célra akarjuk használni a kútból kivett vizet, erre milyen víztípus alkalmas, és hogy valójában milyen víztípus áll rendelkezésünkre.
Alapvető kérdés az, hogy a vizet szorosan vett háztartási célra, tehát ivóvízként, vagy pedig öntözéshez, igénytelenebb állatok tartásához kívánjuk használni. Ugyanis míg az utóbbi igények kielégítéséhez elegendő a gyengébb minőségű talajvíz, addig ivóvízként réteg-, vagy karsztvíz felhasználása ajánlott.

A talajvíz általános meghatározás szerint a földfelszín közelében, a felszín alatti első víztartó (vízvezető) rétegben elhelyezkedő víz, amelyre nagymértékben hatnak a meteorológiai viszonyok (1). A felszínhez való közelsége miatt a csapadékkal bejutó mindennemű szennyezés először ezt a vízréteget éri el. Ezek a szennyezések származhatnak például a szakszerűtlenül létrehozott szeméttelepektől, mezőgazdasági műtrágyázástól, gyomirtó szerek használatától, gépek lemosásából származó olajtól, vagy akár egy árnyékszéktől. A talajvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípusok az ásott-, a süllyesztett-, a csápos-, a vert- és a fúrt kút.

Ásott kút képe látható a 2. ábrán. Észrevehető, hogy a kiásott üreg ki van bélelve. Ez azért szükséges, mert a látszólag stabil feltalaj bármikor beomolhat a kútba beáramló víz miatt. A kútbélés készülhet kőből, téglából vagy előre gyártott betongyűrűkből. Átmérője 0,8-3,0 m, mélysége 30 m-ig terjed.

A süllyesztett kút (3) csak kivitelezési technológiájában tér el az ásott kúttól, végleges formájában ugyanazzal a módszerrel csapolja meg a talajvíztartó réteget. Ennél a típusnál a kútbélés anyaga előre gyártott beton-, vagy vasbetongyűrű. E módszert omlásveszélyesebb, kevésbé stabil talajok (pl.: folyós homok) esetén alkalmazzák. Az ásott kutak építése közben is ajánlatosabb dúcolással dolgozni, főleg a (nyugalmi) vízszint alatt, a balesetek elkerülése végett. Nyugalmi vízszintnek nevezik a kútban azt az állandósult vízszintet, amely egy bizonyos idővel a vízadó réteg megnyitása, vagy a szivattyúzás leállítása után alakul ki. A süllyesztett kút átmérője és alkalmazási mélysége az ásott kút méreteivel egyezik meg.

A csápos kút (4) egy speciális kútfajta, amelynél a függőleges kútüregből a vízadó rétegbe vízszintes irányban hosszú, kör keresztmetszetű, kis átmérőjű üregek nyúlnak ki (ezt nevezik csápnak). Ezek fokozzák a kút vízadó képességét, hiszen a víz még nagyobb felületen áramolhat be. Biztonságossága és nagy vízhozama ellenére inkább csak vízművek alkalmazzák, mivel elég nehézkes, s így drága a kivitelezése.
A vert kút (Norton kút) (5) esetében egy tömör heggyel ellátott és megfelelő helyen kilyukasztott (lyukacsossá tett) szűrőcső van leverve a vízadó rétegbe. Átmérője nagyon kicsi (5-10 cm), mélysége 20-30 m-ig terjed. Ritka kúttípus, mert szinte csak kavicsos és homokos rétegeknél használható.

A fúrt kút inkább a nagyobb mélységek, a rétegvizek kúttípusa, de néha kis mélységekben is előfordul. Ismertetésére a rétegvíznél alkalmazott kutaknál térünk ki.
A talajvíz egy speciális formája a partiszűrésű víz, amely a vízfolyások mentén található kavicsrétegekben helyezkedik el (6). Az általános talajvízzel ellentétben nem a csapadék, hanem a part menti kavicsrétegeken átszűrődő felszíni víz táplálja. Jelentősége a nagyobb vízfolyások (pl. Duna, Tisza) mentén van, ahol kútsorokkal, vagy csápos kúttal termelik ki.

A rétegvíz (6) többnyire a felszín alatt 15-20 m-nél mélyebben elhelyezkedő porózus (lyukacsos) kőzetek vize. A rétegvíz tartó kőzetek egy vízzáró (vízrekesztő) réteggel elválasztva a talajvíztartó rétegek alatt találhatók.
Mivel már található felette egy vízzáró réteg, ezért a felszínről a csapadékkal bejutó szennyezés nem tudja közvetlenül elérni ezt a vízréteget, legfeljebb csak talajvízzel érintkezhet néhány kirívó esetben (pl. rétegvíz kút túltermelése, vagy kúthiba esetén), tehát látható, hogy ez a víztípus eredendően sokkal tisztább, védettebb a talajvíznél. A rétegvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípus a fúrt (mélyfúrású) kút.

A fúrt kút általában kis (10-16 cm) átmérőjű. Fúrással, vagy ütéssel mélyítik le a kívánt mélységig, majd a furatot acél, vagy műanyag béléscsővel támasztják meg (bélelik ki). A talajvízre telepített kutat általában egy csőoszloppal bélelik ki (7).
A rétegvízre telepített kútnál legalább két különböző átmérőjű béléscsövet alkalmaznak (8). Ennek indoka az, hogy kizárják a felső szennyezett vizek beszivárgását a rétegvizekbe. A vízadó rétegben lévő csőrész lyukacsos (ez az ún. szűrő, vagy szűrőzés), hogy a víznek beáramlási lehetősége legyen, de egyúttal a réteg megtámasztását is szolgálja. A szűrőzés körül a rétegben kavicsszórást helyeznek el, egyrészt, hogy a kút homokolását (a víz – nagy sebességű beáramlása következtében – bemossa a kútba a vízadó réteg kőzetszemcséit) a szűrőre tekert szitaszövettel megakadályozzák, másrészt, hogy – a kút átmérőjét a kavicsszórás vastagságával tulajdonképpen megnövelve – megnöveljék a vízhozamot is. A szűrő alá (a csövön belül) legalább 5 m hosszú homokfogót (vagy más néven iszapfogót, iszapzsákot) kell helyezni, amely általában a vízadó réteg alatti vízzáró rétegbe kerül. Ennek rendeltetése az, hogy a kútba a vízzel együtt beáramlott finomabb kőzetszemcséknek, homokszemeknek legyen hova leülepedni úgy, hogy azok ne tömjék el a szűrőt.

A fúrt kút kisebb vízmennyiséget tud tárolni, mint az ásott kút, kisebb átmérője, s ezáltal kisebb térfogata miatt. Alkalmazása előnyösebb a jó vízadó képességű, de mély nyugalmi vízszintű rétegek feltárásánál, valamint kemény kőpadok (nagy keménységű rétegek) közbetelepülése esetén, amelyeknél a kút ásása már nem gazdaságos.

A karsztvíz az egészen jelentéktelen mértékű porozitással rendelkező, karsztosodásra hajlamos hasadozott kőzetekben, elsősorban a mészkövekben és dolomitokban tárolt víz, amely kizárólag a karsztos kőzetben kialakult hézagokban, járatokban, üregrendszerben tárolódik.

A karsztkőzet kétféle lehet: nyílt karszt vagy fedett karszt. Nyílt karsztnak nevezik az olyan karsztkőzetet, melynél a dolomit, vagy mészkő kibukkan a felszínen és nincsen rajta semmilyen (vagy csak elenyésző vastagságú) vízzáró fedőkőzet. Ebből következően fedett karszt az, ha a karsztkőzet nem terjed a felszínig, hanem vizet záró kőzetek fedik be a mélybesüllyedt karsztot.

E megkülönböztetés azért lényeges, mert a nyílt karsztban tárolt víz sérülékenység szempontjából olyan, mint a talajvíz; a fedett karszt pedig a rétegvízhez hasonlíthatóan nagyobb védettséggel rendelkezik a bejutó szennyezésekkel szemben. A karsztvíz kitermeléséhez alkalmazott kúttípusok a fúrt kút, az akna, és a táró.
A karsztba fúrt kút csak abban különbözik a talaj- és rétegvíznél alkalmazott fúrt kúttól, hogy a rétegmegnyitást szilárd, gyakran összeálló kőzetben oldják meg (9).
A szilárd, összeálló kőzet adja a lehetőséget arra, hogy a feltárást hagyományos bányászati megoldásokkal, aknával és táróval oldják meg. A kettőt kombinálva is lehet használni. Ekkor az akna és a táró úgy viselkedik, mint egy nagy méretű csápos kút.

Az akna (általában függőlegesen lemélyített üreg) sokkal nagyobb átmérőjű a fúrt kútnál, de még az ásott kútnál is. A táró közel vízszintes tengelyű vájat, mélyítése kezdődhet domb, illetve hegyoldalból; de aknából is. Szerkezetük, kialakításuk sokféle lehet, de ez inkább a nagyüzemi vízbányászat témakörébe tartozik és a továbbiakban emiatt nem részletezzük.
Eddigiekben a kitermelendő víztípusok szerint választható kúttípusokat és vázlatos szerkezetüket láthattuk, a következőkben ismerkedjünk meg azzal, hogy miként lehet ezen kúttípusokat kivitelezni.

A kivitelezés technológiája

Ásás, jövesztés

Az ásott kútnál (10) először kiássák a kút gödrét a talajvíz nyugalmi szintje alá megfelelő mélységig. Ez a kiemelés többféle módon mehet végbe, az előforduló kőzetek keménységétől függően. Puhább, lazább kőzet (lösz, homok, iszap, agyag) esetén dolgozhatunk ásóval, lapáttal. Keményebb kőzet (durva mészkő, laza homokkő stb.) esetén már indokolt a csákány, vagy a bontórúd használata. Az eszközökben – a fejteni kívánt kőzet minőségétől függően – el lehet jutni egészen a robbantásig. A felbontott kőzetet kisebb mélységű kutaknál közvetlenül a terepre dobják ki lapáttal. A nagyobb mélységűeknél a kitermelt anyagot vödörrel emelik ki, melyet kötélen húznak fel.

A kútgödör kiásása közben a kút falát vagy biztosítani (dúcolni) kell, vagy megáll magától. A dúcolás anyaga általában fa. Dúcolást kell alkalmazni kavics, homok, iszap esetén, különösen a folyós homoknál, melynek szemcséi egyforma nagyságúak. Különösen a víz alatti rész omolhat be hamar, mert itt a víz kenőanyagként viselkedik. A kiemelt munkagödör rendszerint megáll magától is, de csak rövid ideig (hiszen a gödör belsejéből kiemelték azt a földtestet, mely addig a kút falát megtartotta). Ezért a lehető legkevesebb ideig szabad csak nyitva hagyni a kútgödröt, tehát az építés a lehető leggyorsabb kell, hogy legyen. Kis mélységű kútnál, 3-4 m mélységig legtöbbször dúcolás nélkül, rézsűsen érdemes kiemelni a munkagödröt. A vízszint elérése után a kút gödrét vízteleníteni kell. Kisebb vízhozam esetén ez történhet vödörrel, nagyobb vízhozamnál már centrifugál-szivattyút alkalmaznak erre a célra. A centrifugál-szivattyú legfeljebb 6-7 m-ről tudja kiemelni a vizet, ezért az ennél mélyebb kutaknál a szivattyút vagy függőállványra helyezik és leeresztik olyan mélységbe, ahonnan már fel tudja szívni a vizet, vagy búvárszivattyút használnak (amelynek igazi alkalmazási területe a nagymélységű fúrt kutaknál van).
A kútmélyítés során még a legkisebb vízellátásra tervezett kút esetén is ajánlott a talajvízszint alá legalább 3 méterre lemenni a kútgödörrel, nedves időszakban még mélyebbre. Ez azért szükséges, mert a talajvíz szintje ingadozik és száraz, csapadékmentes időszakokban eléggé lecsökkenhet. Nagyobb vízigényre készülő kutak esetén próbaszivattyúzással határozzák meg a telepítendő kút talpmélységét. A kútüreg elkészültével építik be a kút bélését. Régebben, amikor a kút bélését kőből rakták, a vízszint alatt a köveket hézagosan rakták, hogy a víz ne csak a kút talpán tudjon beáramlani. A vízszint felett már normálisan történt a fal kivitelezése.

Manapság inkább a betongyűrűt használják kútbélelésre, mert beépítése könnyebb és előre gyártott kivitelben kapható. Tömör kivitelűek – tehát igazából csak a kút talpán engedik meg a vízbeáramlást – de ha igény szerint nem szigetelik le a két betongyűrű közti hézagot, akkor ott is tud víz beáramlani. Ha nagyobb vízmennyiséget adó kutat akarnak készíteni, akkor a kútbélés köré és a kút aljára meghatározott szemnagyságú kavicsból álló szűrőréteget tesznek. A kút bélésének és szűrőrétegének elkészítése után, vagy azzal egy időben a dúcolást alulról felfelé kiszedik a kútból. Ezzel a kút lényegi része elkészült.
A süllyesztett kútnál (11) a földkiemelés úgy történik, hogy az előre elkészített kútbélésen belül emelik ki a földanyagot, s ezáltal a bélés lesüllyed. A lesüllyedő bélés maga hozza létre a kútüreg biztonságát. A bélés minél gyorsabb lesüllyedését elő szokták segíteni azzal, hogy nehezéket raknak a bélés tetejére. Szintén a minél jobb lesüllyedést segítik elő azzal, hogy vágóélt szerelnek a betongyűrű aljára.
Vert kút esetén tömör heggyel ellátott, megfelelő helyen és hosszban lyukasztott csövet vernek le a vízadó rétegbe. Kis vízhozamok kielégítésére alkalmas ez a kút, de alkalmazásához szükséges tudnunk, hogy

– a kőzetek nem lehetnek kemények,
– ismert kell, hogy legyen a vízadó réteg helyzete,
– a kis kútátmérő miatt csak centrifugál-szivattyút, vagy kézi pumpás szivattyút alkalmazhatunk.

Készítésénél először az acélheggyel ellátott szűrőt állítják fel a talajra. Ezt leverik, majd a szűrőcsőhöz hozzácsavarják a következő béléscsövet. Ezt megint leütik és így csődarabonként hajtják le a kutat a megfelelő mélységbe. A szűrőcsövet és a közvetlenül hozzá csatlakozó csődarabot teljesen függőlegesen kell leverni, mert egyéb esetben a kút nem megy le a szükséges mélységbe. Emiatt az első kb. 3 méteres szakasz készítésekor (egy béléscső kb. 1-1,5 m hosszú) függővel kell ellenőrizni a leverési irányt.
A kívánt mélység elérésekor a süllyesztéssel le kell állni és a kútcső belsejébe egy függőt leengedve meg kell nézni, hogy van-e benne kőzettörmelék. Ha nincs, vagy csak kevés van, a víz a lyukacsos rész felett helyezkedik el és a vízszint nincs mélyebben 4-5 m-nél, akkor a levert csőhöz hozzá lehet szerelni a szivattyút és megkezdődhet a vízkitermelés. Amennyiben a szűrőrész eltömődött, a kőzettörmeléket a csőbe leeresztett iszapolóval távolítják el.

Az iszapoló egy csődarab, amelynek végén szelep van. A szelep az iszapoló lefelé nyomásakor kinyílik és a csőtest az iszapot magába engedi. Az iszapoló felfelé húzásakor a szelep záródik és megakadályozza az iszap kihullását a csőtest belsejéből.

Fúrás

A fúrt kút készítésekor a fúrás módja az alábbiak szerint többféle lehet (1. táblázat).
A fúróeszköz által végzett mozgás a csoportosítás egyik szempontja. Forgó mód az, amikor a fúrószerszámot a fúrórúd közbeiktatásával forgatva bontják meg a kőzeteket; ütőfúráskor pedig a fúrószerszámot a kőzetre magasabbról leejtve, azaz a kőzeteket ütve aprítják szét és bontják meg azt. A kettőt egymással kombinálva jön létre az ütő-forgó fúrás. Az ütő és a forgatva működő fúrások esetében száraz és öblítéses mód is van, az ütő-forgó esetén viszont csak öblítéses. Ha a megbontott anyagot szivattyúval benyomott víz nyomja fel a kútfenékről, akkor öblítéses fúrási módról beszélünk, ha pedig a felaprózott anyagot valamilyen szerszámmal emelik ki a furatból, akkor száraz fúrásról beszélünk. A fúrószerszámok a fúrandó kőzet, a fúrási mélység és átmérő szerint különböznek (2. táblázat).
Kisebb keménységű kőzetek pl. az agyag és a homok, nagyobb keménységű a mészkő és a dolomit. A kisebb mélységű fúrás 50 m-ig, a közepes 500 m-ig, a nagyobb mélységű 500 m-től lefelé terjed. A kis átmérő 0,1 m-ig, a nagy átmérő 0,5 m-től értendő.

A 2. táblázatban szereplő fúrási módok, fúrószerszámok alkalmazása természetesen nem csak az ismertetettekre terjed ki. A gyakorlatban az ütő fúrások alkalmazása sokkal szűkebb körű és az öblítéses (azon belül is a jobböblítéses) fúrási mód használata az elterjedtebb.
A rotari fúrásban a különböző típusú kőzetek fúrásához különböző típusú fúróhegyeket használnak. Ezek lehetnek szárnyas fúrók, görgős fúrók és gyémántfúrók. A szárnyas és gyémántfúróknál a fúrók forgási tengelye egybeesik a fúrószáréval. Működő elemeik statikus terhelésével és a fúróval közölt forgatónyomatékkal aprítják a kőzetet. A görgősfúróknál a fúrótestben elhelyezett tengelyeken csapágyazott fogazott görgők gördülésekor a fogak ütései zúzzák szét a kőzetet.

A szárnyas fúró főleg üledékes talajokban, homokos, kavicsos réteg átfúrásakor kerül alkalmazásra. A görgős fúrók mind üledékes, mind kemény kőzetek fúrásakor előnyösen alkalmazhatók. A különböző típusú görgős fúrók általában a görgőkön kialakított fogak formájában, hosszában különböznek egymástól. Üledékes kőzeteknél általában hosszúfogú, kemény kőzetek átfúrásakor rövid fogazatú görgősvésők biztosítanak -nagyobb előrehaladást. Nagyon kemény kőzetek átfúrásakor páncélozott görgősvésők és gyémántfúrók alkalmazása is szükségessé válhat.
A fúrószerszámot többféle módon mozgathatják. A forgó berendezéseket fúrórudazat segítségével mozgatják, amely kézi, vagy gépi erővel lehetséges. Kisebb mélységű fúrások esetén a fúrórudazat négyszög keresztmetszetű, 1 m hosszú tömör acélrudakból áll. Nagyobb mélység és száraz fúrás esetén a rudak 3, 4 és 5 m-esek lehetnek. Még nagyobb mélység és öblítéses fúrásoknál a fúrórudazat üreges és kör keresztmetszetű. Az öblítő folyadék ezen keresztül áramlik be a fúrólyukba (jobb öblítés), vagy ki abból (bal öblítés). A felfúrt anyagot szállító öblítő folyadékot a kiömlés után ülepítő gödörbe vezetik, ahol az leülepszik. Ezután a gödörből túlfolyó, tisztább folyadékot megint felhasználják.

Az öblítő folyadék nemcsak anyag szállításra alkalmas, hanem a furat megtámasztást is szolgálja. Ezt úgy érik el, hogy a folyadék sűrűségét valamilyen anyaggal (pl. agyag, esetleg barit) megnövelik, így az a víznél sűrűbb lesz. Halmazállapota miatt öblítő-iszapnak is nevezik. Van olyan fúrási mód, ahol nincs fúrórudazat, a fúrószerszámot kötéllel mozgatják. Ilyen az ütve működő kötélfúrás és az iszapolóval történő fúrás.

A kút készítése közben az átfúrt kőzetekből mintát vesznek azért, hogy megállapítsák belőle az átfúrt kőzetrétegek és egyben a vízadó réteg helyét és összetételét. A fúrás közben azonban a vett magmintából nem lehet a réteghatárok helyét pontosan megismerni (különösen a gyakran használatos jobböblítéses fúrásnál); a kőzetösszetétel és a természetes kőzetállapot sem mérhető fel szabatosan, mert az eredeti kőzetanyag keveredett az öblítő iszappal; valamint gyorsabb fúrás esetén a különböző sűrűségű furadék keveredik össze. Ezért fejlesztették ki a közvetlen mintavételen kívül az egyéb vizsgálatokat, melyek a kívánt eredményt meghozzák.

A fúrt kút kivitelezése

Mielőtt a fúrt kút építését taglalnánk, ismerkedjünk meg néhány, a kútfúrásban használatos fogalommal, tárggyal.
Iránycső (kezdőrakat): Az iránycső a fúrás során a fúrólyukba legelőször lehelyezett cső. Fő funkciója a felső talajvizek, illetve szennyezett vizek kizárása és nevéből is érzékelhetően a furat további helyes irányának megtartása. A vízzárást úgy tudják vele létrehozni, hogy alsó peremét (saruját) belepréselik, vagy belecementezik a talajvíz alatti első vízzáró rétegbe (12). Az iránycsövet a kút kiképzése után véglegesen a furatban kell hagyni, megmozgatni nem szabad.
Béléscső: A fúrólyukba lehelyezett, a rétegmegtámasztást és a vízadó rétegekben levő víz tisztaságának megőrzését szolgáló csöveket nevezzük béléscsöveknek. A védendő réteg érdekében létrehozandó vízzárást kétféleképpen szokták megoldani: vagy minden újabb vízadó réteg esetén újabb béléscsővel és saruzárással, vagy egyetlen hosszabb, több vízadó rétegen áthaladó béléscsővel, melynél palástcementezést hajtanak végre (12).

Záró csőrakat: A beszűrőzött vízadó réteg feletti vízzáró rétegbe sajtolt béléscső (12).
Köpenycső (segédrakat): Omlékony, kis stabilitású kőzetekben végzett fúrásnál a fúró, a beépítendő béléscsövek, vagy a szűrőbeépítéskor a szűrő védelmére előre beépített béléscső (12).
Szűrőcső: A szűrőcső olyan béléscső, amely a megfelelő hosszban és helyen perforálva van azért, hogy a víz a rétegből azon a helyen a kútba beléphessen. A szűrőcső fontos eleme a porózus rétegek esetében a réteg szemszerkezete alapján kiválasztott, a perforált részre rátekert megfelelő minőségű szitaszövet. A perforálásnál a lyukak lehetnek kör alakúak (ezeket inkább réteg- és talajvizeknél használják), vagy téglalap (hasíték) alakúak (karsztvizeknél használatosak). A szűrőcső a víz beengedése mellett biztosítja a belépési helyen a réteg állékonyságát (12).

Próbaszűrő: A próbaszűrő a réteg vízadási szempontból való kipróbálásakor alkalmazott szűrőcső. Kedvező eredmény esetén beépítik a kútba, s véglegesen ez lesz a kút szűrője; kedvezőtlen esetben visszahúzzák.
Elektromos szelvényezés: a fúrólyuk hossztengelye mentén végrehajtott elektromos fúrólyukvizsgálat, melyekről a karotázs vizsgálatoknál már szóltunk.
Saruzárás: A béléscsőnek a vízzáró rétegbe való bepréselésével, vagy sarucementezéssel végrehajtott vízkizárás, "szigetelés" minden egyes csőrakat után (12).

Sarucementezés: A béléscső alsó peremének cementtejjel való belerögzítése a saruzárásra kiválasztott rétegbe.
Palástcementezés: A béléscső palástja és a fúrólyuk közti üreg cementálása, kitöltése cementtejjel (12).
Teleszkópikus csőkivágás: a kútban lentebb elhelyezkedő csőrakat elvágása a felső csőrakattal való bizonyos hosszúságú (biztonsági) átfedés felett (12).
Tömszelence: A teleszkópikus csőkivágásnál a csővágások helyére a két béléscső közötti körgyűrű alakú tér teljes leszigetelését (vízzárást) biztosító tömítés (12).
Első lépésként felszerelik a fúróberendezést, mely a fúrótorony, a gépek felszereléséből, az anyagok elhelyezéséből és az ezekhez szükséges tereprendezésből áll. A felvonulás során biztosítani kell a vizet a fúráshoz az öblítő folyadék elkészítéséhez. Ez – ha nincs a közelben elérhető távolságban víz – tartályokban történő helyszínre szállítással megy végbe. Meg kell tervezni a kiszivattyúzott víz elvezetésének helyét is, hogy az ne öntse el a kút környékét. Az előkészületek után következik a fúrás, a szükséges és az előbbiekben említett vizsgálatokkal együtt.

A fúrási munka első fázisában a felső talajviszonyoktól függően, 3-6 m hosszú iránycső kerül beépítésre. Ezután kis átmérőjű keresőfúrást mélyítenek a tervezett mélységig. Ettől csak abban az esetben térnek el, ha a furadék mintából, illetve egyes jelenségekből arra következtetnek, hogy megfelelő vízadó réteget tártak fel, vagy fúrástechnikai okokból kényszerülnek a fúrás leállítására. Amennyiben a rendelkezésre álló földtani adatok alapján, különböző mélységközökben várható hasznosítható vízadó szintek feltárása, úgy a keresőfúrás mélységközei ennek alapján több lépcsőben is előirányozhatók. Következő lépés a keresőfúrással feltárt mélységköz elektromos szelvényezése. A mérések alapján kijelölhetők a szóba jöhető vízadó-szintek, valamint a saruzárásra alkalmas rétegek. A feltárt vízadó szintek közül kiválasztandó a rétegpróbára legalkalmasabbnak ítélt réteg. A keresőfúrás szelvényét felbővítik a záró csőrakat által megkövetelt átmérőre, majd ebbe a felbővített furatszakaszba beépítik a béléscsövet és mögötte palástcementezést végeznek.
A záró csőrakat beépítése után kerül sor a szűrővel ellátandó furatszakasz felbővítésére, majd a köpenycső esetleges védelme mellett a próbaszűrő beépítésére. A próbaszűrő beépítését köpenycső védelmében kellene végezni, de ez átmérő növekedést okoz, s így a köpenycsövet – még kavicsolás esetében is – általában elhagyják.

A fúrási minták és a karotázs vizsgálatok alapján kijelölik a szűrőzés helyét és a kútba segédrakat védelmében be építik a szűrőt. A segédrakatot a szűrő beépítése után visszahúzzák. A szűrőcső alá annak méretének megfelelő iszapfogó-cső tervezendő, amelynek minimális hossza 5 m, de célszerűen 6-8 m. Eredményes rétegpróba esetén a kút termelőkúttá képezhető ki, ellenkező esetben a próbaszűrő visszahúzásra kerül. Ezt újabb keresőfúrás, elektromos szelvényezés, felbővítés, béléscsövezés és szűrőzés követi, egészen az eredményes rétegpróbáig. A kút végleges kiképzésekor általában hagyományos teleszkópikus csőkivágást alkalmaznak, hogy a kútban feleslegesen lent lévő csöveket visszanyerjék. A csővágások helyére a két béléscső közötti körgyűrűnél teljes vízzárást biztosító tömszelencék helyezendők el.
A fent elmondottak általánosan a porózus kőzetekben való fúrásra vonatkoznak. A karsztos kőzetekben való fúrásnál a fúrandó kőzet keményebb, lassabb a fúrási munka. A kőzet keménységéből eredően a furat fala állékonyabb és fúrás közben segédrakat beépítése ritkán válik szükségessé. Kivételt képeznek az erősen repedezett zónák, ahol öblítéses rotari eljárás alkalmazása esetén az öblítő folyadék vesztesége okoz komoly nehézségeket. A kemény kőzetekben – gazdaságossági megfontolások alapján – szűkített szelvényű keresőfúrások lemélyítése nem célszerű, azaz a furatot végleges átmérővel készítik.

A kút üzembe helyezése

A végleges szűrő beépítése után a kutat kitisztítják, kiöblítik és ha szükséges szűrőmosatást végeznek. A kúttisztítást különböző szerszámokkal, rendszerint iszapolóval végzik. A furatöblítéskor a fúrórudazaton keresztül tiszta vizet nyomnak le a kúttalpra, amivel a kútban lévő víz bizonyos mértékig kicserélődik. A szűrőmosatásnál nagy nyomású vizet nyomnak a kútból kifelé a szűrőn át. Ennek következtében a szűrőre és a szűrő közvetlen környezetére lerakódott – a kőzetrétegekből és (rotari fúrás esetén) az öblítőiszap használatából eredő – iszapot, agyagot lesodorják és a kút vízhozama így megnő.

A kutat ezután tisztító szivattyúzásnak (más néven tisztító kompresszorozás) vetik alá. A kompresszorozás olyan szivattyúzás, ahol kompresszorral levegőt nyomnak le egy csövön keresztül a kút vizébe. A víz ekkor telítődik levegővel és sűrűsége így olyannyira lecsökken, hogy elkezd feláramlani a kútban, majd ki a kútból. A kompresszoros vízemelésnek azért van ennél az eljárásnál kiemelt szerepe, mert az iszapos, homokos víz a búvárszivattyú mozgóalkatrészeit tönkreteszi, míg ennél a módszernél a kútban semmilyen mozgó alkatrész nem található (13).

Ez azért szükséges, hogy a kútszűrő környékéről a vízadó rétegből eltávolítsa azokat a kőzetszemcséket, amelyek nem lényeges részei a vízadó réteg sztatikai állékonyságának, de ellenállást jelentenek a kútba áramló víz számára. Kompresszorozáskor a szűrő teljes hosszában kb. 5 m-enként különböző termelőcső végállásokon hajtják végre a kúttisztítást. Végrehajtása fokozatos, azaz először kis vízhozamot termelnek ki a kútból, majd ha a víz letisztult, akkor állnak rá a nagyobb hozamra. Eleinte ennél a hozamnál is iszapos, homokos lesz a víz (mint az előző szivattyúzási szakaszban), majd letisztul és akkor ismét megemelik a termelendő vízmennyiséget rendszerint addig, ameddig a víztermelő berendezés, illetve a kút bírja. A tisztító szivattyúzás hossza igen különböző lehet és addig tart, ameddig a réteg vize le nem tisztul.

Ha a kút vize nem tisztul le, a víztermelést 400-500 órás szivattyúzás után abbahagyják és megvizsgálják, hogy mi okozza a homokolást. Lehet, hogy az alkalmazott szitaszövet nem megfelelő, vagy pedig a helytelen szivattyúzás következményeként kialakult túlzott rétegterhelés esetében a furat kiöblösödött, s a réteg összeroppant. Nem helyes, ha a tisztítószivattyúzásnak a szivattyúkapacitás szab határt, mert akkor – jó vízadó képességű kút esetén – soha nem derül ki a kút maximálisan, homokolás mentesen kitermelhető hozama. A kút maximális hozamát az a vízmennyiség jelenti, amely már nem lesz nagyobb akkor sem, ha a kút vízszintjét lejjebb szívjuk. Eddig a pontig lehet tulajdonképpen tesztelni azt, hogy a kút vize letisztul-e. Természetesen előfordulhat az is, hogy ezt az elméleti teljesítményt nem lehet elérni, mert a vízhozam lépcsők növelésével egy idő után a kút vize nem tisztul le. Ebben az esetben az utolsó, még tiszta maximális hozam a kút elméleti teljesítőképessége. A kút gyakorlati teljesítőképessége, amit huzamosabb ideig ténylegesen tartani is tud, porózus kőzeteknél a maximális hozam mintegy 67%-a; repedezett-karsztos kőzeteknél pedig a maximális hozam közel 95%-a.

Ha tisztítószivattyúzáskor a kút vízszolgáltatása megfelel a minőségi és mennyiségi követelményeknek, akkor kerül sor a próbaszivattyúzásra. Ebben a fázisban a réteg utánpótlódási viszonyainak megismerése a cél. Meg kell állapítani, hogy a kútból kitermelhető vízmennyiséget a réteg az idő függvényében megbízhatóan szállítani tudja-e. A próbaszivattyúzásnak ellenőrző jellege is van, ezért nem közvetlenül a tisztítószivattyúzás után kezdődik. Az ellenőrző szerep ugyanis azt jelenti, hogy a már letisztított kutat újra üzemi állapotba helyezve, még egyszer meg kell győződni a víz homokmentességéről.

Eszközök tekintetében itt már nincs megkülönböztetett helyzete a kompresszoros vízemelésnek. Ha a berendezés teljesítményadatai lehetővé teszik, akkor a termelő kútban a vízminőségre kényesebb szerkezetű búvárszivattyúkat is lehet alkalmazni, melyek mind hatásfokban, mind vízhozam adatok meghatározásának pontosságában jóval felülmúlják a légnyomásos vízemelő szerkezeteket. Ennek ellenére mégis többségben kompresszorral valósul meg a próbaszivattyúzás is, részben azért, mert a búvárszivattyúzás külön elektromos berendezés helyszínre szállítását igényli, továbbá behomokolódás esetén újra vissza kellene térni a kompresszoros üzemre. A próbaszivattyúzás során fel kell venni a kút vízhozam görbéjét (14), mellyel megállapítható, hogy mekkora az a vízmennyiség, amit a kútból biztonságosan ki lehet majd a jövőben termelni, kútkárosodás nélkül. A nyugalmi vízszint megmérése után elindítják a víztermelés első szakaszát egy adott állandó vízhozammal, miközben mérik a kútban a vízszintet. A víz szintje először nagy mértékű süllyedésbe kezd, majd az idő haladtával egyre kevésbé fog csökkenni. Amikor a vízszint elérte a közel állandó állapotot, akkor a víztermelés egy nagyobb és szintén állandó hozammal folytatható. Ez a víztermelés második szakasza. Eközben is mérve a kútban a vízszintet ugyanaz a jelenség játszódik le, mint a víztermelés első szakaszában. A szivattyúzást újabb vízhozam lépcsőkkel a tisztítószivattyúzásnál ismertetett pontig kell folytatni (14).

A vízhozam görbe felvétele után vízminőség-vizsgálat céljából mintát vesznek a kút vizéből. A vízvételt negatív kút (a nyugalmi vízszint a terep szintje alatt van) esetén mindig csak szivattyúval végezhetik, kompresszorral mintát venni nem szabad, mert gáztartalma, kémiai jellege megváltozik. Pozitív kút (túlfolyó víz) esetén a túlfolyásból vehetünk mintára valót.
A vegyvizsgálat általában kétféle. Egyik az egyszerű vízvizsgálat, amelynek keretében az egyszerűbb, általánosabb alkotórészeket határozzák meg. A másik a részletes, a helyszíni meghatározással kiegészített vizsgálat. A konkrétan elvégzendő vizsgálatokat a vízügyi igazgatóság által kiadott vízjogi létesítési engedély tartalmazza. A kút véglegesítése csak ezután lehetséges. Ha lehet és a kút fala megáll, a vegyelemzéskori szivattyúzásához a szűrőt még be sem teszik (de ugyanezt teszik rétegpróbánál is állékony kútfal esetén). Mivel a kútépítés ivóvízminőség feltárására irányul és felszín alatti rétegeket tár fel, ezért a szivattyúzás végén el kell végezni klórozással a kút fertőtlenítését. Meghatározott ideig tartó (kb. 6-8 órás) pihentetés után a klóros vizet ki kell szivattyúzni (ami szintén egyfajta tisztító szivattyúzás).

A kút vízhozamának növeléséről következő lapszámunkban írunk.

A témával kapcsolatos érvényben lévő jelentősebb előírások: MSZ 10-136/1973; MI 10-217/1976; MSZ 5199/1962

Irodalom: Áramlástan és hidrogeológia I-II. Juhász József dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1989. – Fúrási és kútépítési technológia. Pataki Nándor dr., VITUKI, Budapest, 1972. – Hidrológiai geofizika és fúrt kutak. Gálfy János – Kassai Ferenc, Tankönyvkiadó, Budapest, 1972. – Kiskertek vízellátása. Szerk.: Gerencsér Árpád dr., Vízügyi Dokumentációs Szolgáltató Lv., 1986. – Kútépítés. Léczfalvy Sándor dr., Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1971. – Tananyag a vízkútfúró mesterek továbbképzéséhez. Vízügyi Továbbképző Központ, Budapest, 1977. – Vízbányászat. Kassai Ferenc dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1982. – Vízbányászat. Schmieder Antal dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1975. – Vízkutatás, vízbeszerzés, vízgazdálkodás I. Juhász József dr., Tankönyvkiadó, Budapest, 1990.