Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)
10. szám - Dr. Kovács György: Helyi szivárgási ellenállások a talajvizet tápláló és megcsapoló csatornák közvetlen környezetében
é 448 Hidrológiai Közlöny 1964. 10. sz. Kovács Gy.: Helyi szivárgási ellenállások • SlS Második áramtasí szakasz < Vizvezetö réteg j ^ Vízzáró réteg \ ^ 7+ Etso aramtas / szakasz 2. ábra. A szivárgási tér jelosztásának vázlata <Pueypa 2. CxeMa pa3ÖeMHün 30iibi 0ujibmpaifuu Fig. 2. Diagram showing different zones of the flow space osztószolvényt, minthogy ez az áramlási tér zömének jellemzésére továbbra is használt korábbi összefüggésekben a csatorna körvonalrajzát, a belépési szelvényt helyettesíti — úgy tekintjük tehát, mintha az áramlás innen indulna ki — kiindulási szelvénynek nevezzük. Célunk tehát az, hogy meghatározzuk a szabadfelszínű szivárgási tér jellemző vízszintjét ebben a kiindulási szelvényben olyan módon, hogy a rendelkezésünkre álló teljes potenciálkülönbséget két részre osztjuk. Az első rész, a csatorna vízszintjének és a kiindulási szelvényt jellemző vízszintnek a különbsége, a csatorna körvonala és a kiindulási szelvény közötti áramlási térben előálló veszteségekkel egyenlő (Ah). A második részként adódó maradék potenciálkülönbség a szivárgási térnek a kiindulási szelvénytől a befogadóig terjedő szakaszán jellemzi a szivárgási veszteséget (H n—Ah). Ezt a második szakaszt a határfeltételek figyelembevételével az általánosan elterjedt számítási módokkal jellemezzük, pl. laboratóriumi modell számításakor az egyszerű Dupuit-féle összefüggéssel, vagy a természetben lefolyó jelenségek vizsgálatakor esetleg a párolgás és beszivárgás hatásának figyelembevételével [2]. Minthogy az áramlási térnek a csatornához csatlakozó első szakaszán sem vízhozamveszteség, sem hozzááramlás nincs, illetőleg ezen a rövid szakaszon minden ilyen másodlagos hatás elhanyagolható, a folytonosság elve alapján szükséges, hogy a csatornából kilépő vízhozam a kiindulási szelvényhez érkezzen. Ugyancsak a folytonosságból fakad, hogy a kiindulási szelvényhez érkező vízhozam és a további szivárgási tér kezdeti vízhozama — tehát a - korábbi eljárások valamelyikével jellemzett áramlási szakaszba a kiindulási szelvényen át belépő hozam — egyenlő legyen. Ezen a további szakaszon már előállhat vízhozamváltozás, attól függően, hogy milyen határfeltételek jellemzik az áramlási helyzetet. Az elmondott folytonossági feltétel azonban egyúttal azt is jelenti, hogy feladatunkat csak fokozatos közelítéssel oldhatjuk meg. A helyes megoldás esetében ugyanis a teljes rendelkezésünkre álló potenciálkülönbségnek úgy kell megoszlania az első és második áramlási szakasz között, hogy a helyi veszteségekkel arányosan változó vízhozam egyenlő legyen a második szakaszba belépő vízhozammal, amely viszont függvénye a szivárgási térnek erre a részére jutó potenciáik ülönb ségnek. Matematikai formában kifejezve: Q x = f x (Ah) ; Q 2 = f 2 (h-h 0) ) és (l) H = Ah + h ; Q 1 = Q 2. | Ebből következik, hogy a teljes H 0 = II—h 0 potenciálkülönbség ismeretében első közelítésként fel kell vennünk egy Ah' értéket, majd ellenőriznünk kell, hogy az ebből számított Q[ valamint a felvett Ah'-hoz tartozó h'—h 0 függvényben meghatározott Q' 2 egyenlő-e ? Ha nem, új közelítéssel, fokozatosan keressük meg a feltételnek eleget tevő helyes Ah értékét. Az elmondottak szerint az előttünk álló feladatot két lépésre bonthatjuk fel. Először a kiindulási szelvény helyének felvételére, majd a csatorna körvonala és a kiindulási szelvény közötti helyi ellenállások számítására szolgáló eljárást kell meghatároznunk. 1. A kiindulási szelvény felvétele A kiindulási szelvény helyének meghatározása előtt vizsgálnunk kell a víztükörszélességnek hatását a szivárgás jellemzőire. Ezt a kérdést elemezve különbséget kell tennünk a tényleges és a hatékony víztükörszélesség között. Az utóbbi a csatorna környezetében a kapilláris szívás hatására létrejövő többletszivárgás figyelembevételére szolgál. N. N. Verigin öntözőcsatornák elszivárgását vizsgálva arra mutat rá, hogy a szivárgási tér szélső határvonala nem a víztükör és a csatornakörvonalrajz találkozási pontjához csatlakozik, hanem a kapilláris szívás hatására attól eltér és vízszintes szakasszal csatlakozik ahhoz (3. ábra) [11]. Az említett vizsgálatot folytatva úgy találtuk, hogy reálisabb talán a szivárgási térnek olyan határolása, amely a csatorna mentén a szabad vízfelszín fölé emelkedik (4. ábra) [3]. Függetlenül attól, hogy melyik értelmezést követjük, nyilvánvalóan láthatjuk az ábrákból, hogy a szivárgás szempontjából a csatorna vízszintjében a ténylegesnél lényegesen szélesebb sávban indul meg a szivárgás. Ezt a szélességet "í 1' S (tényleges víztüköricy/ "í 1' szélesség) T j , icy/ X szélesség) T j , 3. ábra. Az öntözőcsatolna környezetében kialakuló szivárgási tér vázlata N. N. Verigm szerint (Pueypa 3. CxeMa 30Hbi (fiuAbmpaquu e OKpyMCHOcmu opocumeAbnoeo KanaAa no H. H. BepueuHy Fig. 3. Diagram of seepage flow around an irrigation canal accordmg to N. N. Verigin
