Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
1. szám - Öllős Géza: Inhomogén talajok hatása a kutak vízhozamára
36 Hidrológiai • Közlöny 1960. 1. sz. öllős G.: Inhomogén talajok hatása a kutak vízhozamara A talaj tér magassága mentén előálló nyomásesés eloszlását a 4. ábra szemlélteti. Az ábrán a vízszintes tengelyen a nyomásesés százalékos értékei a függőleges tengelyen a talaj henger különböző magasságban lévő szelvényeihez tartozó l 2/L arányszámok találhatók. Az ábra tanúsága szerint a kétrétegű talajban előálló nyomáseséseket egyenesek jellemzik — amint várható volt. A rétegeken belül a szivárgási ellenállás mértéke azonos, a réteghatársíkon viszont törés következik be. Ezekhez a töréspontokhoz tartozó, vastagon húzott görbe vonal, tehát a réteghatársíkokhoz tartozó százalékos nyomásesésértékeket adja meg. egyenlet fejezi ki, amiből következik : K-k. jfc, ~ k 2 vagyis Esetünkben lo k 2 (8) h k 2 = 11,25 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 j 0,6 0,7 0,8 0,9' 1,0l t/l f wHW] nÉD—GD rüffl—— k,/k t;th, 5. ábra. Az alsó és felső talajrétegben fellépő nyomásesés, különböző IJL és k llk í arányszámnak megfelelő esetekben <Pue. 5. nbe30MempuHecKuü yiCAOii e HUMCHUX U eepxnux CAOHX, e cAynanx, coomeemcmeywufux omHouiemim pa3imx L/L u kt/kj Fig. 3. Pressure drop taking place in the lower and upper soil layers in cases corresponding to various l^L and k l/k 2 ratios Hasonlítsuk össze az 5. ábrán vastagon kihúzott vonalak alapján a kísérlet és a (7) egyenlet alapján nyert felső, illetőleg alsó rétegben fellépő százalékos nyomásesésértékeket. A vízszintes tengelyen az egyes változatokhoz tartozó Z 2/i értékek függélyeiben rakjuk fel a felső, illetőleg az alsó réteghez tartozó százalékos nyomásesésértéket. Ily módon két — egymást összeadás után 100%-ra kiegészítő — nyomáseséseloszlási vonalat kapunk. Egyik a felső, másik az alsó rétegre vonatkozik. Amint látható, az eltérés alig számottevő és mindössze csak az alsó réteg viszonylag kis vastagságához tartozó tartományban lép fel. Minden valószínűség szerint a hidraulikus szivárgási modellnek abból a sajátosságából ered, hogy a nyomáscsapok egymástól való 2,5 cm-es távolsága is még néhol nagynak bizonyult. További ellenőrzésre ad lehetőséget a kísérlethez tartozó görbék (A) metszéspontja, amely megadja azt a rétegvastagság-arányt, amely mellett mind a felső, mind az alsó rétegben azonos nyomásesés áll elő, vagyis A h x = A h 2. Ez a kísérlet szerint l 2/L = 0.09, amiből — minthogy L — 50 cm — Z 2 = 4,50 cm-re adódik. A (7) egyenlet alapján a két rétegben a nyomásesés azonosságát az ÍC\ tc 2 és így a számítás szerinti alsó rétegvastagság l 2 = 0,1125. L = 0,1125-50 = 5,62 cm. Az 5. ábrán feltüntettük még a vizsgálatainknál használt 11,25-ös áteresztőképességaránytól eltérő, néhány más arányszámhoz tartozó különböző l 2jL vastagságú felső és alsó rétegbeli nyomásesésveszteséget jellemző vonalat is. A 4. ábra a 10 rétegre vonatkozó (7. változat) nyomáseséseloszlást is tartalmazza. Minthogy a legfelső réteg volt a nagyobb áteresztőképességű, ezért a nyomásesést kifejező tört vonal az 1. és a 2. változatnak megfelelő átlós egyenes alatt helyezkedik el. Amennyiben a legfelső réteg lenne a kisebb áteresztőképességű, akkor a tört vonal természete sen az átlós egyenes felett helyezkedne el. A kísérleti adatokból — minthogy 5 cm-es rétegvastagságokhoz az alkalmazott nyomáscsapok száma már tulajdonképpen kevés volt — a szabatos nyomáseloszlási vonal nem rajzolható fel. Mégis megállapítható már az általunk elért mérési pontosság alapján is az, hogy a (7) egyenlet a kettőnél több rétegből álló talajbeli szivárgáshoz tartozó nyomáseloszlás számítására is alkalmazható. A 4. ábrával kapcsolatos megállapításaink a rétegelválasztó síkokra merőleges, egydimenziós szivárgási folyamatra vonatkoznak. A vizsgált kétfajta talaj szivárgási tényezőjének aránya 11,25. Ezeket az ellenőrző vizsgálatokat természetesen folytatni kell a két és háromdimenziós esetekre, valamint a vizsgálatainktól eltérő áteresztőképességi arányok tartományában is. A modellben előállított kútkörüli szivárgás vizsgálatához alkalmazott inhomogén talajok Az inhomogén talajokra vonatkozó vizsgálataink sorrendjét és változatait a 6. ábra szemlélteti. Jellemzésük a következő csoportosítás szerint történhet : Homogén talaj (A jelű változat). Alapadatokat szolgáltat. A többi változat adatait ennek az adataival hasonlítjuk össze. A talaj (homok) szivárgási tényezője: k = 6,72-10~ 3 cm/sec. Ez a közepes szemcséjű homok alkotja az egyik fajta talajréteget a többi változat esetében. Durvaszemcséjű talajrétegek (B és C jelű változat). A közepes szemcséjű homokba 1, illetőleg 2 durvaszemcséjű homokréteg települt, amelynek szivárgási tényezője : k = 2,1 -10 3 cm/sec. Agyagrétegek (D és E jelű változat). A közepes szemcséjű homokba előbb a vízadó talajtér közepén, majd a felső részében k = 1,2-10~ 5 cm/sec szivárgási tényezőjű agyagréteg található. Ezt a
