Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

2. szám - Öllős Géza: Öntöző és befogadó csatornák hatása a talajvízszint alakulására

Öllős G.: Őntözőcsatornák hatása <a talajvízre Hidrológiai Közlöny 1959. 2. sz. 125 A csatornából történő elszivárgás hatására megemelkedett talajvízfelszín esése — különösen, ha a csatornák közötti távolság nagy — viszonylag kicsi. Gyakorlatilag ezért a v

a sebességkomponens azonosnak vehető a szivárgási sebesség függőleges irányú (h) komponensével. Vagyis 6 9 n 9 h — — 9t 91 és így a (2) egyenlet ennek megfelelő alakja : 9 h «(3) Az (1) egyenlettel való összevetés után kapjuk: 9 h k 9 cp (4) i^Vl IM>, ; j' (5) ahol Wy a talaj vízfelszín feletti y magasságban levő nedvességtartalom, lik a talaj maximális kapilláris vízemelőképessége. Tételezzük fel, hogy a talajvízfelszín terep alatti mélysége azonos a maximális kapilláris vízemelkedés értékével : y = hkEkkor a talajvíz felszínétől a terepig kapillárisán felemelkedő nedvesség térfogata: f (6) Ha egyszerűség kedvéért eltekintünk a talaj hézagokba bezáródott levegő hatásától, akkor a kapilláris sáv teljes magasságában rendelkezésre álló szabad hézagtérfogat értékét a következő egyenlet adja meg : Wy dy (7) Ebbe az egyenletbe w

y helyébe behelyettesítve annak az (5) egyenlet által megadott értékét : w

xy2 w

x • lik ahol P P = 1 — (8) (-V ami azt jelenti, hogy a talaj vízfelszín függőleges irányú (h) emelkedési sebessége arányos az ebbe az irányba eső potenciálgrádienssel. A (4) egyenletben foglaltakat gyakorlati szempontból azonban néhány szemponttal ki kell egészíteni. Az elmélet ugyanis nem veszi figyelembe a szabad talajvízfelszín feletti kapilláris sáv jelonlétét, minthogy minden esetben a konstans talajfizikai jellemzőket (k, n) tekinti érvényesnek. Ebből kifolyólag természetszerűleg nem is szerepel benne a talajnedvesség és a szabad hézagtérfogat kapcsolatának a kérdése. Az n szabad hézagtérfogat értéke azonban nem tekinthető állandónak. Értéke függ a talaj vízfelszín emelkedési sebességének és a kapilláris vízemelőképesség sebességének egymáshoz való viszonyától. Ilyen szempontból két esetet lehet megkülönböztetni : a) A talajvízsszín emelkedésének sebessége jóval kisebb a kapilláris vízemelkedés sebességénél. Ebben az esetben a kapilláris sáv a talajvízszín emelkedésének egész folyamata alatt mindig teljes egészében kialakul. Ha a kapilláris sáv felső részében levő maximális molekuláris nedvességtartalmat M)

0-val jelöljük, a talajvízfelszín alatti tér nedvességtartalmát Wj-el, akkor a szabad hézagtérfogat esetünkben valóban w

y — w

0 állandó érték. b) Ha viszont a talajvízszín emelkedésének sebessége gyorsabb, mint a kapilláris emelkedésé, akkor a vízszínemelkedés szempontjából szabad hézagtérfogat kisebb lesz w

t —- w

0 értéknél, minthogy Wo < w < Wi egyenlőtlenség esete áll fenn (w a kapilláris sáv valamely közbenső magasságában levő nedvességtartalom). A szabad hézagtérfogat változásának mikéntjére mutat rá Kosztjakov A. N.—Favorin N. N. és Aver'janov Sz. F. [5] a következőkben bemutatott módon. Legyen a szabad vízfelszín feletti kapilláris sávbeli nedvességtartalom eloszlását jellemző görbe közelítő egyenlete : A talajvízszín-emelkedés időbeli és térbeli folyamatának vizsgálatánál tehát a kapilláris sávot és annak a szabad hézagtérfogatra gyakorolt hatását beható módon vizsgálat alá kell venni, hiszen az öntözött területek alatt valamely öntözőcsatornából sokszor több száz, sőt néha több ezer méter távolságra kiterjedő talajvízszínemelkedésnél jelentkező tározódás mértéke függ a talaj adott viszonyok melletti szabad hézagtérfogatától is. A tározódás mértéke duzzasztott szivárgási folyamat esetében ugyanakkor befolyást gyakorol a csatornaszivárgásra. Hangsúlyozni kell azonban azt is, hogy a talajvízszín emelkedésének a szabad hézagtérfogattól való függősége mellett, a párolgás hatásának figyelembevételére, a csapadékvíz beszivárgására, valamint a hőmérséklet hatására bekövetkező kondenzációs csapadékképződés befolyására is gondolni kell. További fontos szerepet töltenek be a szivárgási határfeltételek (öntöző és befogadócsatornák egymástól való távolsága, elrendeződése, a csatornákban levő víz szintje, csatornák mérete, vízzáró réteg mélysége stb.) amelyekkel tanulmányunkban behatóan kívánunk foglalkozni. A modell leírása A már előzőkben vázolt kutatási célkitűzéseinknek olyan modell felel meg, amely nemcsak egy, hanem több egymással párhuzamosan haladó öntözőcsatorna egyidejű üzemeltetését is lehetővé teszi. Ugyanakkor a befogadócsatornák szivárgásra gyakorolt hidraulikai hatásainak tisztázása érdekében, ezekben a csatornákban a változó vízszín előállítását is biztosítani kell. A modell fő méretei. A medence teljes hoszúsága 594,2 cm, szélessége 15 cm. A talajanyaggal megtöltött tulajdonképpeni kísérleti tér hossza 560,6 cm, magassága 46,6 cm. A modell kiképzésének módjáról az 1. kép ad tájékoztatást. A medence végének kiképzése. A talajteret oldalsó irányban szitaszövetfal zárja le. Az ezen keresztül szivárgó víz gyakorlatilag számottevő ellenállásba nem ütközik. A szitaszövetfalon kívül levő vízteret attól 16,8 cm távolságban bukókkal ellátott fal zárja le. Ez a vízzáró medencefenékig terjedő víztér a befogadócsatornát jelképezi. A trapézszelvényű és kisebb mélységű csatorna felvétele jelenlegi modellméreteink mellett nem bizonyult volna célszerűnek, mert akkor a kísérleti úton kapott hidraulikai jellemzők nagyságrendje és az áramkép meghatározása tekintetében léptek volna