Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)
5. szám - A. Melzer: A talajvízmozgás vizsgálatával kapcsolatos kismintakísérletek problémái
/ A. Melzer: A talaj vízmozgás kismintavizsgálata Hidrológiai Közlöny 1958. 5. sz. 357 Nyomomeőence ^Szívómedence Folyásirány ' Kiserteti hen: (jer üvegből ' IHormos rács \ \szürSvószonböt lo/p-(. csovor\ Eredeti vízszint Legtelemto fíeálts nyomós!jelző üvegcső" to/pcsovor -sr _ Üveg cső, a mely jelzi a vízszintet a nyomómedencében Kísérleti onyog 4. ábra kutatásával kapcsolatosan végeztek. Itt a hasonlóság feltételeinek kielégítése nagyobb mértékben lehetséges volt, mindazoknak a nehézségeknek ellenére, amelyeket a hordalék méretarányának megfelelő mértékű kicsinyítése okoz. S. Solomon a Hidrotechnika című folyóiratban megjelent cikkében [16] rámutat arra, hogy ezeknek a vizsgálatoknak a során a kisminta torzítása olyan eltéréseket okozott, hogy a kimosások helyett lerakódások, a lerakódások helyett pedig kimosások keletkeztek. A torzítás tehát a kísérletek teljes minőségi változását okozta, ami valósággal megsemmisíti a kísérletek értékét. Ezekkel a megállapításokkal szemben nem marad más hátra, mint hogy meg kell változtatnunk a kismintakísérletek elrendezéseit, ha azt akarjuk, hogy a gyakorlatban érvényes, a valóságot a lehető legjobban megközelítő eredményeket kapjunk. A szabad felszínű talajvízáramlások vizsgálatában, amelyek során elsősorban a vízhozamok és a sebességek értékeinek alakulása fontos számunkra, a kísérleteket finomszemcséjű, kevéssé áteresztő közeggel kell folytatnunk, hogy a kisminták tényleges áteresztőképessége a kis nívókülönbségek ellenére is megközelítse a természetes talaj áteresztőképességét még akkor is, ha annak áteresztőképessége igen nagy is, azonban abban nagy leszívásokat hozunk létre és így a valóságban 10 m-rendű nyomások alakulnak ki. Ha a szemcsés kőzet viselkedését kívánjuk vizsgálni különböző áramlási sebességek esetében, például a kritikus sebességre jellemző törvényszerűségeket kívánjuk megállapítani, olyan berendezéseket kell alkalmaznunk, amelyekben 1—10 atm. nyomás állítható elő. így kialakul majd a szemcsék között a valóságban, például nagymélységű kutak esetében is jellemző vízszállító keresztmetszet és ezzel együtt a kismintában mért sebességek a tényleges sebesség-értékekkel megegyeznek majd. A nagy nyomással működő berendezések előnyt jelentenek a finom részek elsodrási sebességének vizsgálata során azért is, mert teljes mértékben kiküszöbölhetjük általuk a levegő hatását a kísérleti anyag porozitására. Amint a (4) képlet is mutatja, nagy nyomás esetében ugyanis a keverékre jellemző áteresztőképességi együttható majdnem azonossá válik, a tiszta vízre jellemző értékkel. A kritikus elsodrási sebességek kérdése — így a kutak elhomokolódásának problémája is — a sok kísérlet ellenére is megoldatlan, éppen azért, mert azoknak a vizsgálatoknak, amelyeket a Leningrádi Vodgeo Intézet, Gheniev, Abramov, Babitt és sokan mások végeztek, a gyakorlatban többnyire fel nem használható eredményt szolgáltattak, azért, mert a kísérletek végrehajtása során legtöbbször nem voltak figyelemmel a hasonlóság biztosításához legfontosabb tényezőkre. A gyakorlati feladatok megoldásához nem is lényeges kérdés az, hogy meghatározzuk a szemcsés közegben áramló víz mozgására jellemző hasonlósági törvényeket, és hogy meghatározunk olyan dimenzió nélküli számot a sebesség, vagy más paraméter függvényében, amely a különböző mozgástípusok határállapotát jellemzi. Sokkal fontosabb, hogy olyan eljárásokat találjunk, amelyeket. figyelembe véve kismintánkat kialakíthatjuk anélkül, hogy a mozgásban minőségi változás állna elő. Csak így tudunk a valóság és a kisminta között hasonlóságot biztosítani és csak így kaphatunk a kísérletezés során a tervezésben felhasználható eredményeket. Ebben a tekintetben érdekesek R. H. Powell megjegyzései [17]. A „hidraulikus modellek helyes és helytelen használata" című cikkében rámutat arra, hogy milyen hamis eredményeket ad sokszor a kisminták használata és egyes eredmények, egyes kísérletek milyen messze voltak a gyakorlati célok elérésétől. Véleményünk szerint ma még lehetetlen olyan hasonlósági törvény megalkotása, amely figyelembe veszi a tényleges porozitás növekedését a nyomás és valamilyen szemeloszlást jellemző érték függvényében. Pillanatnyilag még nem fejlődött anynyira a vízvezető kőzetek említett tulajdonságainak a vizsgálata, azonban remélhetjük, hogy szisztematikus kísérletezések meghozzák majd a jövőben az ilyen jellegű hasonlósági törvény megalkotásának lehetőségét. Addig is azonban úgy véljük, hogy ha figyelembe vesszük a felsorolt alapelveket, és kismintáinkat eszerint tervezzük, építjük, kísérleteinket eszerint hajtjuk végre, minden bizonnyal jobb eredményeket fogunk elérni. Ezen túlmenően feltétlenül szükséges, hogy a kisminta-kísérleteket a terepen végzett természetes vizsgálatokkal is összehasonlítsuk. Ezeket az utóbbiakat a meglevő víztermelő berendezések üzemével kapcsolatosan, alapozási munkálatok során végzett talajvízszintsüllyesztések környezetében és más hasonló adottságok esetén, feltétlenül úgy kell végrehajtanunk, hogy a tényleges középsebességek közvetlen mérésekkel megállapíthatók legyenek, mert csak így remélhetjük, hogy az átfolyási felületeknek és a tényleges sebességeknek helyes értékeit kapjuk meg. A mérések során felhasználhatjuk esetleg a radioaktív indikátorokat is. A gamma-sugarak diszpergálásának módszerével lehetőség nyílik arra is, hogy radioaktív kobalt vagy más indikátor felhasználásával mintavétel nélkül a terepen vizsgáljuk a rétegek tényleges porozitását. Glasov mutat rá „A radioaktív izotópok felhasználása a
