Hidrológiai Közlöny 1950 (30. évfolyam)

1-2. szám - Értekezések - DE CHATEL RUDOLF: Hidrológiai előtanulmányok mélyépítések keresztülvitelénél

szetes arányban vannak jelen. Felismerve a talajpróbák többc-kevésbbé bedöngölt voltából származó bizonytalanságot, a laboratóriumban dolgozó mérnökök rendesen ahhoz a megoldáshoz folyamodnak, hogy különbözően bedolgozott próbákkal kísérlet-sorozatot végeznek és így lazán, közepesen és erősen ülepített talajpróbára kapnak „k-értéket". Dehát a valósághoz persze evvel sem jutunk közelebb, amit legjobban az szemléltet, bogy ugyanannak a talajnak tömör és laza bedolgozása az áteresztőképességet 1:15, 1:20, sőt nagyobb arányban is módosíthatja. De vannak a laboratóriumi kísérlettel meghatározott vízáteresztőképességi együtthatóval végzett számításoknak tisztán elméleti eredetű hibaforrásai is- Mint tudjuk, ennek az együtthatónak a fogalma a D a r c y által felállított azon törvényen alapszik, hogy a szűrősebesség arányos a nyomásveszteséggel, vagyis az eséssel- Ismeretes, hogy a valóságban az összefüggés a talaj vízmozgás ezen két lényeges adata között nem ilyen egyszerű és a valóságot jobban megközelítik azok a képietek, melyekbpn a nyomásveszteség a szűrősebességgel nem arányos, hanem értékét például egy binom fejezi ki, melynek második tagja a sebesség négyzetével arányos. A valóságban előforduló kis vízsebességeknél a Darcy törvény közelítő voltának nincs nagy jelentősége, mégis a kutak közelében felléphetnek olyan sebességek, melyeknél Darcy törvénye nem tekinthető érvényesnek, sőt turbulencia is léphet fel. Ha laboratóriumban állapítjuk meg a ,,/e-értéket", ezek a jelenségek nem fognak benne visszatükröződni. Valóban ez a „visszatükröződés" szó jellemzi talán a legjobban annak gyakorlati jelentőségét, ha a számítások alapjául szolgáló „Ár-értéket" próbaszivattyúzással kapcsolatos megfigyelések adataiból számítjuk ki a közvetlenül mérhető rétegvastagságok, vízmenynyiségek, idő és talajvízszinsüllyedések között fennálló összefüggéseket kifejező közismert képletek segítségével. Ezekben a ,,/e-érték és az ,./?" behatási sugár szerepelnek mint ismeretlenek. A gyakorlatban általában használt- képletekben csak egy ,Jc-érték" és ennek megfelelően csak egy rétegvastagság szerepel és nincs is gyakorlati haszna, hogy képleteket állítsunk fel egymás után következő, különböző áteresztőképességű rétegekben lefolyó talajvízmozgásra. Nincs azért, mert ha lehetséges is volna a valóságban általában igen bonyolult réteghalrnazokban lefolyó hidraulikai jelenségeket matematikailag kifejezni, az egyes fúrások szelvényeiben megállapítható különböző rétegek térbeli kiterjedésének pontos körülhatárolása eleve keresztiilvihetetlen. Persze, azérl állítottak fel képleteket szabályosan egymáshoz csaílakazó és különböző áteresztőképességű rétegek halmazában lefolyó talajvízmozgásra, és vannak is a természetben viszonylag nagv kiteriedésű, szabályosnak és egyformának mondható rétegképződések, mégis mondhatjuk, nem fordul elő, hogy az átlagos behatási sugár által meghatározott területen belül a vízáteresztőkénességi tényező változása matematikailag kifejezhető lenne. Az, hogy ekként gyakorlatilag csak • egy réteggel dolgozhatunk. szemlélteti, milyen tévedéseknek vagyunk kitéve, ha csak néhány fúrólyukból kitermelt próba vízáteresztőképességét határozzuk meg laboratóriumban. Akkor, amikor a képletek végtelen kiterjedésű talaj vízmedencét tételeznek fel homogén és egyenletes vastagságú víz vezető réteggel, használjuk őket véges számú pontban laboratóriumi kísérlettel meghatározott ,,/e-érték" behelyettesítésével. A képletekben szereplő másik ismeretlen, az .,/í" behatási sugár, mert közvetlen mérésekkel ennek mennyisége sem határozható meg. Ismeretes, hogy ez alatt azt a képzelt távolságot értj ük, melyen túl az egyenletes és állandósult talaj vízmozgás beálltával az eredeti talajvízszint változást, azaz süllyedést már nem mutat, bármilyen irányban távolodunk a szivattyúzás helyétől. Világos, hogy ilyen behatási sugár épp oly kevéssé létezik a valóságban, mint amennyire sohasem olyan homogén az altalaj a szivattyúzás által befolyásolt területen belül, mint ahogy azt a számításokban szükségkép feltételeznünk kell. Ez az R sugár azonban egészen más természetű érték, mint a vízáteresztőképességi együttható. A valóságban — amennyiben megfelelő kiterjedésű vízvezető réteghalmazt egyáltalában feltétlezhetiink az imént említett egyenletes, állandósult raíajvízmozgás csak végtelen idő múlva állhat be és akkor az R sugár is a végtelen értéket veszi fel. Ennek a két végtelen értéknek a kiküszöbölése végett vezette be a talajvízszintsüllyesztés elmélete a véges „/?" sugár fogalmát: evvel a végtelen taliajvízmedencét egy „/?" sugarú szigettel helyettesítette és olybá vette, hogy ezen belül bizonyos idő rnulva egyenletes, állandósult talaj vízmozgás ál] be: e feltevés következtében a süllyesztett talajvízszint görbéje ebben az „7?" távolságban nem folytonosan megy át a vízszintesbe, hanem törést mutat. A valóságban — most mar a megfigyelhető valóságban — a behatási sugár a szivattyúzás időtartamával változik és természetesen nő mindaddig, míg az elért értéken. bellii a talajvíz nem kap annyi pótlást hogy a süllyedés nem terjeszkedik tovább. Ezek szerint, mikor két kémkút megfigyeléseiből a képleteinkben szereplő két ismeretlent ki akarjuk számítani, minden egyidejűleg eszközölt leolvasás-párból kapunk egy „fc" és egy ,./?" értéket. Elméletileg a kapott „fc"-értékek abban a mértékben térhetnek el egymástól, amilyen mértékben változik az érintett réteghalmaz átlagos áteresztőképessége az R sugár növekedése következtében. De nem csak megfigyelések időbeli különbsége okoz elvben bizonytalanságot a „A'-érték" számszerű meghatározásánál, hanem azok térbeli elhelyezkedése is. amennyiben a szivatytyúzás középpontiából kiindulva különböző irányokban elhelyezett kémkutakban eszközölt megfigyelések ismét különböző ,.k" és R értékpárokhoz vezethetnek. Az a bizonytalansági ami ebből elvben származik, egyrészt abból következik, hogy a valóságban a szivattyúzás nem egy sziget középpontjában történik, ha-' nem egy talajvízmedencében, mely esetleg nincs minden irányban egyformán határolva másrészt abból, hogy az altalaj vízáteresztőképessége sem szükségkép egyforma minden irányban. 49