Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

4. szám - Léczfalvy Sándor: A talajvíz párolgásának néhány kérdése

Hidrológiai Közlöny 1959. 4. sz. 279 A talajvíz párolgásának néhány kérdése* LÉCZFALVY SÁNDOR A talajból és a talajvízből történő párolgás meghatározása minden olyan vízgazdálkodási ágazat számára nagy jelentőségű, amely a talajjal vagy a talajvízzel foglalkozik. így fontos ez a mezőgazdaság, az öntözés a folyócsatornázás, a vízellátás, a belvízrendezés és más tudományágak számára. A párolgás a talaj és talajvíz vízháztartásában olyan döntő jelentőségű, hogy minden olyan számítás (egyes extrém esetektől eltekintve), amely a talajvízzel kapcsolatos és nem veszi tekintetbe a párolgást, hibás, megbízhatatlan eredményeket ad. Különösen a nagykiterjedésű területekre végzett számításokra vonatkozik a fenti megállapítás. Ezen tanulmány célja az, hogy a talajvíz párolgásának néhány kérdésével foglalkozzon. Tekintettel a kérdés igen bonyolult és szerteágazó voltára elsősorban minőségi és nem mennyiségi kérdéseket veszünk szem'lgyre. Elsősorban arra a kérdésre próbál a tanulmány feleletet adni, hogy a talajvízszint terep alatti mélységétől függ-e a talajvízből történő párolgás? (Ennek a kérdésnek az eldöntésében igen erősen érdekelt az ivóvízellátás, a belvízelhárítás, folyócsatornázás, általában a legtöbb vízgazdálkodási ágazat.) A) A kérdés körülhatárolása A talaj és talajvíz párolgása — mint ismeretes — két részből tevődik össze, illetőleg két úton történik. Az egyik rész a növények által felszívott és elpárolgó vízmennyiség, az ún. transpiráció, a másik az a vízmennyiség, ami a talaj szemcséi között párolog el. Jelen tanulmány csak az utóbbi vizsgálatát tűzi ki célul és nem foglalkozik a növények útján elpárolgó vizekkel. A szemcsés, üledékes kőzetekben helyet foglaló víz —-ami szempontunknak megfelelő beosztás szerint — kétfajta erőhatása alatt áll. A víz egy része a gravitáció, más része a molekuláris erőterek törvényei szerint mozog. (Ez utóbbi erőtér még tovább bontható.) A kőzetek meghatározott nagyságrendnél nagyobb hézagaiban jut túlsúlyba csak a gravitációs erő. A talajok teljes hézagtérfogatának ez a hányada az ún. gravitációs hézagtérfogat, vagy más nomenklatúra szerint a szabad hézagtérfogat. Ez bizonyos összefüggésben van a talajok szemcseátmérőjével. Minél kisebb frakciókból áll valamely kőzetfajta, általában annál nagyobb a molekuláris erők hatása, tehát annál kisebb a gravitációs hézagtérfogata. Általában tehát a kavicstól az agyag felé csökken a kőzetek szabad hézagtérfogata. Azonban ezt csak általában mondhatjuk, mert ez még több tényezőtől függ. így pl. egy kavicsos homok, melynek szemeloszlási görbéje nagyon elnyújtott, tehát sok frakció szerepel benne, adott * A tanulmány a Vízügyi Tervező Irodában beszerzett adatok alapján készült. Igazgató : Oyörgy István, osztályvezető : Kovács György. esetben kisebb hézag és gravitációs hézagtérfogattal rendelkezhet, mint pl. egy közel egyforma szemcsékből álló finom homok. Az alábbi táblázat ezt szemlélteti : Kőzet neve Teljes hézagtérfogat Gravitációs hézagtérfogat Molekuláris hézagtérfogat Kavicsos homok .... 0,24 0,046 0,194 Homok 0,40 0,07 0,33 A gravitációs hézagtérfogatot kísérletek alapján állapíthatjuk meg A fenti fogalmakat azért kellett előrebocsátanunk, mert a kőzetekből történő párolgást nagymértékben befolyásolják. A talajvíz a gravitációs hézagtérfogatban foglal helyet, ezért a talaj vízpárolgás elsősorban a gravitációs hézagtérfogatból történő párolgást jelenti. (Ennek a párolgásnak egy része közvetve, a kapillárisok útján megy végbe.) A talajból történő egyéb párolgás pedig a molekuláris hézagtérfogatból, az ún. molekuláris vízkapacitás rovására történik. A molekuláris hézagtérfogatot úgy értelmezzük, hogy a talaj teljes hézagtérfogatából levonjuk a gravitációs hézagtérfogatot. Mi a továbbiakban részletesen csak a talajvízből történő párolgást vizsgáljuk, tehát csak a szabad hézagtérfogatból eltávozó vízmennyiséget és erre próbálunk összefüggéseket adni, amelynek meghatározásához kísérleteket végeztünk. Célunk elsősorban az volt, hogy kimutassuk változik-e, és milyen módon a talajvízből történő párolgás a talajvízszint terep alatti mélységének függvényében? B) A kísérletek elméleti alapjai Mint ismeretes hozzáfolyás és elfolyás nélküli hidrogeológiai egységben a talajvíz mindenkori szintje a következő egyenlettel adható meg : z = z

0 + A | Csbe dt + B [* pdt, (1) h ahol Csbe a talajvízbe történő beszivárgást, p a talajvízből történő párolgást, t

2 a vizsgált időpontot, z

n a 11 időpontban a talajvíz magasságát, A és B az arányossági tényezőket jelenti. A fenti egyenlet fizikailag azt fejezi ki, hogy a vizsgált t

2 időpontig a talajvíz magassága az addig az időpontig beszivárgó csapadékkal és az addig az időpontig a talajvízből elpárolgó vízmennyiségekkel arányos. Tehát, ha az egyenletet — vagyis ha a talajvízszint alakulását mutató görbét differenciáljuk, a Az ~ = ACste + BP (10)