Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)

6. szám - Dr. Szabó László: Leszúróhengeres berendezések a talaj víznyelőképességének helyszíni meghatározására

246 Hidrológiai Közlöny 1964. 6. sz. Dr. Szabó• L.; Leszúróhengeres berendezések: képpen leszúrható kettős hengerű leolvasó csövekkel ellátott Mariotte-palack [9]. Nyeszterov készülékénél viszont már külön kettős leszúróhengert alkalmazott. Hasonló elrendezéssel készült Lovas—Zoller, az Építőipari Műszaki Egyetem ós az Öntözési és Rizstermesztési Kutató Intézet víznyelésmérő berendezése is [5]. Varazasvili—Abelisvili — Kazakov víznyelésmérő készülékénél a külső leszúróhengert a földakna fala, vagy körtöltés pótolja. A szivárgás nyomáspotenciáljának gradiense egy beépített higany-manomóteres piezométercső mérési adataiból számítható ki [14]. Hátránya, hogy a piezométercsövet a leszúróhenger földterébe kell süllyeszteni és ez a természetes talajállapotot megzavarja. Pontosabb, de jóval költségesebb Robinson ós Rover [15] készüléke (2. ábra). Alkalmazása csak kis vízoszlopmagasságok ós nagy pontosságot igénylő kísérleteknél lehet indokolt. A leszúróhengeres víznyelésmérési módok helyszíni vizsgálata A víznyelési vizsgálat után, ha a talaj szelvényt felnyitjuk, a benedvesedett talaj sötétebb színe alapján az oldalszivárgás mértékét közvetlenül megállapíthatjuk. Kézenfekvő, hogy minél nagyobb az oldalszivárgás mértéke, annál inkább romlik az egyhengeres vizsgálat eredményeiből számított adatok megbízhatósága. Ismeretes, hogy az oldalszivárgás a nedves talajban ébredő kapilláris erő hatására jelentkezik. A kapilláris erő nagysága a talajszemcsék méretétől, a talaj hézag-tér fogatától, nedvességtartalmától és kémiai sajátságaitól függ. A sok változó miatt az egyes talajfajtákra vonatkozóan a kapilláris erő nagyságára, illetve az oldalszivárgás mértékére vonatkozóan csak helyszíni vizsgálatokkal nyerhetünk megbízható adatokat. A beázási felület alakjának meghatározására a Müntz—Lainé készülék alkalmazásával az Alföld különböző pontjain : Szabadszálláson, Kunhegyesen, Kisújszálláson, Nagymaroson és Újkígyóson végeztünk helyszíni megfigyeléseket. A mérési adatokból a különböző talajfajtákra az összehasonlítás érdekében azonos nedvességtartalom, felszíni vízoszlop és beszivárgott vízmennyiség esetére végeztünk számításokat. Ezek 10 JELMA6YARAZAT: lom homok Lösztolaj Vályog CO. _ szikes talaj 10 / Szivárgási adatok•r~0,5Vizméiuség: 5 cm Beszivárgott vizosz/opmagassag•• 150 mm Müntz-Lainé készülékkel végzett viznyetési rizsgálatok • adatai alapján -1 VK a 50 W 30 20 10 0 10 20 30 W 50 60 [cm] i 3. ábra. A beázási tér tengelymetszetének átlagos alakja azonos kezdeti nedvességtartalom esetén (Pueypa 3. Oöiyaa (popMa oceeoao ceueHUHAancHOcmu npoMOKaHUH npu odunaKoeoü HaiaAbHoü eocm paanpnmec Abb. 3. Durchschnittsform des Achsschnittes im Durchnássungsraum bei gleicher anfánglicher Feuchtigkeit eredményeként a beázási felület tengelymetszetének átlagos alakját a 3. ábra szemlélteti. Az ábráról megállapíthatjuk, hogy az oldalszivárgás hatása csak laza homoktalajnál elhanyagolható. Ilyen talajokon azonban a nagymértékű szivárgási veszteség miatt csörgedeztető,, vagy árasztó öntözést nem alkalmazunk és közvetlenül földmedrű létesítményeket sem tervezünk. Könnyen belátható, hogy az egy leszúróhengerrel (-hasábbal) végrehajtott víznyelési vizsgálatok eredményeit csak relatív összehasonlításokhoz, talajjellemzőként használhatjuk, de azok a később jelentkező üzemelési adatok számításához nem alkalmasak. A kettős leszúróhengerek alkalmazásával kapcsolatban felmerül az a kérdés, hogy ha mindkét hengerben azonos vízmélységet tartunk, akkor a belsőhenger alatt az áramlás iránya valóban függőleges-e 2 A kérdésre egyszerű helyszíni kísérletettel úgy adhatnánk választ, ha valamilyen színező eljárás alkalmazása után a talaj szelvény felnyitásakor szét tudnánk választani a külső és belső szivárgási felülethez tartozó beázási idom metszetét. Mivel a talaj víznyelőképességét szabályozó anyagi tulajdonságokon kívül különösen a talaj hézagtérfogata és szerkezete a helyszínen kis területen belül is erősen változhat, mely a mérési eredmények nagymértékű szórását eredményezi, a kettős leszúróhengerek hidraulikai áramképének szabadföldi vizsgálatával nem próbálkoztunk. Ehelyett inkább a kedvező esetben közel homogén talajállapotot biztosító és így pontosabb eredményeket biztosító laboratóriumi szivárgási vizsgálatokra tértünk át. A laboratóriumi víznyelési vizsgálatok eredményei Ezeket a vizsgálatokat 1954. és 1955-ben az. Építőipari és Közlekedési Műszaki Egyetem I. sz. Vízépítési Tanszék Hidraulikai Laboratóriumában dr. Németh Endre professzor felügyeletével végeztük. A szivárgási kísérletek feladatául nemcsak az ismertetett kettős leszúróhengerű víznyelőképességmérők szivárgási áramképének vizsgálatát tűztük ki, hanem egyben a vizsgálathoz alkalmazott leszúróhengerek olyan sugárarányának meghatározását is, melynél a belső henger alatt —- erősen kötött talajok kivételével — bármely talajfajtánál a gyakorlatban előforduló nedvességtartalom esetén csak közel függőleges irányú szivárgás jelentkezik. Az előző feladatok vizsgálatához a hengerek alatt fellépő térbeli szivárgás jelenségét síkbelivé egyszerűsítettük úgy, hogy a hengerek tengelymetszetének megfelelő szivárgási áramképet alakítottunk ki a szivárgási medence teljes szélességében és így a medence üvegfala előtt is. A kitűzött célnak megfelelően szivárgási vizsgálatainkat az alábbiak szerint hajtottuk végre.: a) Először egy talaj fajtánál különböző sugárarányú leszúróhengerek beépítésével a kísérlet során kialakult áramkép vizsgálata alapján meghatároztuk a leszúróhengereknek azt a gyakorlati használatra is javasolható sugárarányát, melynél a belső henger alatt közel függőleges szivárgás mutatkozott (I. kísérlet-sorozat).