Hidrológiai Közlöny 1963 (43. évfolyam)

6. szám - Bozóky-Szeszich Károly–dr. Klimes-Szmik Andor–Szolnoky Csaba: A fagyott talajok vízáteresztésének laboratóriumi vizsgálata a…

509 Hidrológiai Közlöny 1963. 6. sz. « HIDROLÓGIA A fagyott talajok vízáteresztésének laboratóriumi vizsgálata B O ZÓ K Y - S Z E S Z I C H KÁEOIY', DH. K LIM ES-SZM I K A5D0 R** és SZOU'OKY CSABA' A fagynak a talajra gyakorolt hatásai közismertek. Számos vizsgálat igyekezett feltárni mind műszaki főleg útépítési mind mezőgazdasági szempontból a fagy következményeit. Közismert, hogy a fagy befolyásolja a talajok vízáteresztőképességét. Ennek a hatásnak a nagysága azonban ma még nem eléggé feltárt. Az eddigi vizsgálatok általában nem eléggé módszeresek. Magyarországon a fagyott talajok vízáteresztését eddig még nem vizsgálták, csupán külföldi közleményeket ismertettek [22, 24]. Hazánkban a belvizek sokszor a tavaszi hóolvadásos időszakban keletkeznek, amikor is a belvízképződésben a talaj fagyott voltának a szerepe általában jelentős. Éppen ezért, amikor az Országos Vízügyi Főigazgatóság megbízta az Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyetem I sz. Vízépítéstani Tanszékét a Hóolvadás és belvízképződés vizsgálatával, dr. Salamin Pál tanszékvezető egyetemi tanár kezdeményezésére a tanszéki kutatások keretében jelentős szerepet kapott a fagyott talajok vízáteresztésének vizsgálata. A vizsgálatok eredményei azt mutatták — amint az előrelátható volt — hogy az egyes talajokon átszivárgó vízmennyiség a nedvességtartalomnak és hőmérsékletnek függvénye és azok változásától függően erősen változhat. Ezért nem beszélünk vízáteresztőképességről, hanem csupán vízáteresztésről. Az 1962. évi vizsgálatok előklsérlet jellegűek voltak ; megszerkesztettük azokat a berendezéseket, amelyek a fagyott talaj vízáteresztésének meghatározásához szükségesek és kidolgoztuk a mérési módszereket, valamint a mérési eredmények értékelésének módszerét. Csak két fajta talajt vizsgáltunk. A mérések száma is kevés volt, az eredmények — véleményünk szerint — mégis figyelemre méltók és azt mutatják, hogy a talajfagy hatásának laboratóriumi vizsgálata lehetséges. Természetesen a laboratóriumi vizsgálatok ellenőrzése érdekében szabadföldi mérések végrehajtása Í3 szükséges. Vizsgálataink egy részénél — a talajminta vízáteresztésének mérése közben — a talajminta hőmérsékletét fagypont alatt tartani még nem sikerült. Ezek a vizsgálatok inkább az alacsony hőmérsékletű, mint a fagyott talajban végbemenő szivárgást jellemzik. A vízáteresztés azonban, amint az kitűnt, ilyen esetekben is lényegesen csökkent a normál (szoba) hőmérsékletű talaj vízáteresztéséhez képest. Az alacsony — fagypont körüli — hőmérsékletű talajban lejátszódó szivárgás ismerete például a talajvízdúsítás szempontjából fontos. Éppen ezért a következő vizsgálatainkat erre az esetre is ki óhajtjuk terjeszteni. * Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyetem [. sz. Vízépítéstani Tanszék, Budapest. ** MTA Talajtani és Agrokémiai Kutató Intézete, Budapest. A tanulmány négv kérdéscsoporttal foglalkozik ; a) a fagy talajokra gyakorolt hatásával foglalkozó irodalom áttekintése, b) az általunk szerkesztett kísérleti eszközök és mérési módszer ismertetése, c) a kísérleti talajok jellemzése és végül d) a mérési eredmények értékelése. Irodalmi áttekintés A talaj megfagyására ós ennek következményeire vonatkozó szakirodalom nagyon terjedelmes. Jelentős része a fagynak a talaj morzsák vízállóságára gyakorolt hatásával [fi, 9, 12, 14, 18, 21], valamint a fagy hatásaként kialakuló másodlagos talajszerkezet kérdéseivel [1. 5, 20, 27] foglalkozik. Ezzel a témakörrel már a régebbi szakirodalomban is találkozunk [7, 28], Viszonylag sokkal kevesebb azoknak a közleményeknek a száma, amelyek a fagyott talaj vízáteresztőképességóvel foglalkoznak, illetve a vízáteresztőképessóg változásával kapcsolatos jelenségeket tárgyalják. Pedig ezek a talajok legfontosabb fizikai sajátságait foglalják magukban. ,,A talaj fagyott volta a hóolvadásből, illetve a téli és tavaszi esőkből származó árvizek ós belvizek kialakulásában fontos szerepet játszhat. Az ilyen időszakokban az átlagosnál sokkal nagyobb lefolyási tényezők igen gyakran a talajfagy hatásával kapcsolatosak" — állapítja meg Szesz tay K. [24], Kacsinszkij, N. ,4.|11] az olvadékvizek fagyott talajba való intenzív beszivárgását jellemzi abban az esetben, midőn a talaj viszonylag száraz. Ha azonban a talaj, megfagyásának időszakában a természetes vízkapacitásig telítve volt s a pórustér legnagyobb részét jég foglalta el, akkor a víz a talajba nem szivárgott be. Ugyanilyen értelemben közöl adatokat a talaj megfagyása és vízáteresztőképessóge közötti összefiiggósra Szerebjanszkaja, P. I. [23] is. Szumgin, M. I. [26] szerint a megfagyott vályogtalajok vízáteresztőképessóge a 0 C° hőmérsékleten válik mérhetővé. A 0 C° körüli hőmérsékleti tartományt a talajban ,,0 függöny"-nek nevezi. Szerinte az agyagtalajok a vizét fagyott állapotban általában nem eresztik át. A fagyott talaj vízáteresztésére vonatkozó szakirodalom általános jellemzője, hogy a szerzők megállapításaikat csak ritkán támasztják alá számadatokkal, azok jobbára megfigyeléseken alapulnak. Ez alól bizonyos mértékig Filippova, A. K. [8] kivétel. Szántóföldön, gesztenyebarna, különböző nedvességű fagyott talaj víznyelősét vizsgálta. A talaj hőmérséklete 0 C° körüli volt, a vízé +4 C°. Megállapítja, hogy erősen fagyott talajba 10 mm vízréteg 10—12, gyengén fagyott talajba 60—80 mm-nyi víz 10—11 perc alatt szivárog be. A kezdeti beszivárgás tehát gyengén fagyott talajba sokkal nagyobb, mint erősen fagyottba. A szerzők többségót azonban nem a talaj víznyelése, hanom állandósult vízáteresztése érdekli : Bjálüi, A. M. [3] és Kabanov, P. G. [10] vízgyűjtő rendszerekben számos évre terjedő megfigyeléseket végzett, Nebol'szin, Sz. I. ós Nadeev, P. P. [19] pedig olyan vizsgálatok anyagát értékelte, amelyeket a felszíni lefolyás mérésére használt kisparcellákon gyűjtöttek. Mindezekből a vizsgálatokból az tűnt ki, hogy a legtöbb esetben a talaj őszi beázása és az elnyelt olvadékvíz közötti kapcsolat szoros. A kapcsolat megállapítására felállított regresszió-egyenletek korrelációs tényezője kb. 0,9. Az utóbbira alacsony értéket csupán Nebol'szin ós munkatársa határozott meg.