Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

1. szám - Juhász József: A szivárgás vizsgálata

Juhász J.: A szivárgás vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1958. 1. sz. Jfl a felvett és megkapott hk azonos, a kapott értékek jók. Ellenkező esetben tovább kell közelíteni. Tapasztalat szerint, kis gyakorlattal a második, legfeljebb harmadik közelítésnél már cm-en belül eltaláljuk a hk értékét. A hk ismeretében a kapilláris emelkedés tényleges sebességét már számítani tudjuk. Észlelni azonban nem azt, hanem a víznívó emelkedésének a sebességét tudjuk. Ez pedig még azonos viszonyok között is függ a talajnedvesség mértékétől. Teljesen száraz, illetve gyakorlatilag száraz (légszáraz) talajban a tényleges sebességgel szállított vízhozam az aktív keresztmetszeten keresztül : Q = r

1 nv A felemelkedő vízoszlop a meniszkusz alatti részén az eredetileg száraz talaj teljes pórustérfogatát ki kell, hogy töltse, tehát a meniszkusz emelkedési sebessége kisebb lesz az aktív keresztmetszeten áramló víz sebességénél. A 8. ábra alapján száraz talaj esetén a meniszkusz alatti terület vízhozama : Q = v

t r

2 TI o A két vízhozam azonos alapján —, tehát a kontinuitás r- 7iv — r- TzVf. i o amiből v

t • l r

0) (27) A (27) képletbe behelyettesítve a (21) összefüggést, lesz : ( í-^2 1 n* hk — h A meniszkusz emelkedési sebessége : áh V

t = df Behelyettesítés és integrálás után megkapjuk, hogy : 3,76 jU, , (, hk h t = / hk Un n

4 r- y o ' hk — h h -) ,29, Ez a képlet adja meg az aktív keresztmetszetet figyelembe vevő számítás alapján a kapilláris emelkedés magassága és az idő közötti összefüggést. Az összefüggés alakja teljesen hasonló a klasszikus módon meghatározott képlethez. Az egyes tagok jelentésében azonban szám,ottevő módosulások vannak. Mindenekelőtt az együttható nevezőjében feltűnő (/?) szűkítési tényező — amely az eséssel, tehát az eltelt idővel változik — jellegében módosítja az újabb összefüggést. Ugyanilyen mélyreható változás a változó hk (maximális kapilláris emelkedés) bevezetése is. Az előző fejezetben meghatároztuk az aktív keresztmetszet változását különböző hézagtényező esetén (5. ábra). Ebből látszik, hogy a homokliszt-iszap határig •/ > 1 esésig szűkítő tényezőt közelítő számításoknál alkalmazni nem í 1 I W I Úí tll, .JMJIH— r-0, OOS [cm] 1000 Eltelt idő [perc] 2000 9. ábra. Kapilláris emelkedés az idő függvényében homoktalajban klasszikus- és aktív keresztmetszet módszerrel számítva Abb. 9. Kapillare Hebung in Abhángigkeit von der Zeit in Sandböden nach dem klassischen Verfahren und mit der Methode des aktiven Querschnittes berechnet Fig. 9. The capillary rise in sandy soil plotted against time computed by the method of effective cross sections and, by the classical method kell, mert az eltérés 10—15%-nál nem több. Ezeknél a talajoknál tehát csak az emelkedés végső fázisában változik észrevehetően a hk értéke. Az emelkedés legnagyobb részében a klasszikus módon meghatározott Aj-val 7 2 cr cos x , h

k — val 7

fo számolhatunk. Minél finomabb az anyag, annál nagyobb esésnél, tehát annál kisebb emelkedésnél már be kell vezetni a változó hk-val való számolást az aktív keresztmetszet alapján. Ennek a tételnek a helyességét évtizedek kísérletsorozatai állapították meg az egész világon. Ismert tény, hogy csak durvább talajokban kapunk a klasszikus számítással a méréshez hasonló emelkedési görbét. Finom talajokban valamely időponthoz tartozó emelkedés a számítottnál jelentősen nagyobb szokott lenni. A javasolt új számítási eljárás bemutatására két ábrát közlünk (9. és 10. ábra). A két ábra különböző finomságú talaj régi és új módszerrel meghatározott kapilláris emelkedését tünteti fel. Látható, hogy az aktív keresztmetszet figyelembevételével kapott értékek durva talajoknál alig, finom agyagtalajoknál azonban már jelentősen eltérnek a klasszikus módszerre] meghatározott integrálgörbétől. Ahol a két görbe észrevehetően eltér egymástól, gyakorlatilag attól a magasságtól kezdve adódik változó hk érték. Durva talajoknál tehát csak az utolsó centimétereken, finom talajoknál már sokkal hamarabb, változó hk értékkel kell számolnunk.