Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)

10. szám - Dr. Kovács György: Helyi szivárgási ellenállások a talajvizet tápláló és megcsapoló csatornák közvetlen környezetében

Kovács Gy.: Helyi szivárgási ellenállások Hidrológiai Közlöny 1964. 10. sz. 455 áramlási rendszernek tekinthetjük és ennek megfelelően számíthatjuk a hidraulikai jellemzőket. A helyi veszteség figyelembevételének szükségességét egy, a természetben kialakult szivárgási folyamat jellemzőinek számszerű meghatározásával igazolhatjuk. A vizsgált kísérleti szakasz a Kaba és Nádudvar térségében húzódó K—VIII—9 csatornán volt kialakítva. A vizsgálatot a VÍZITERV végezte 1961—62-ben. Az egyes szakaszokat kazettaként lezártuk. Ezekben mértük az elszivárgó vízhozamot és három szelvényben kutakkal figyeltük a kialakuló talaj vízfelszint. A három felszíngörbét a 14., a 15. és a 16. ábrán mutatjuk be. Ezekből láthatjuk, hogy a csatorna közvetlen környezetében a gradiens értéke lényegesen nagyobb, mint az áramlási tér távolabbi szakaszán, tehát feltétlenül szükséges a helyi veszteség külön történő számítása. Sajnos a szivárgási tér második szakaszában a csatorna irányában kialakult talajvízáramlás olyan erősen befolyásolta a mozgást, hogy nem volt lehetőség arra, hogy itt egyszerű összefüggésekkel követni tudjuk a folyamat leírását. Ezért a két áramlási szakasz együttes vizsgálatát nem végezhetjük el, hanem csak arra kell szorítkoznunk, hogy az elszivárgó vízhozam ismeretében számított helyi veszteséget összehasonlítsuk a mért értékkel. A szivárgási tér jellemzői a következők : H ~ 10,0 m ; S = 3,80 m ; k = 10~

5 m/sec ; hko = 0,25 m. Ezekből számítva, illetőleg az 5. ábráról meghatározva cr Cr -r— = 15,2 < 25,0 ; = 1,18 ; S

0 = 4,48 m ; hko o So 2 H 0,224 < 0,667 ; K = S

0 = 4,48. Mórt vízszintsüllyedés a kazettában |mm/óra] Elszivárgó vízhozam [2Q m

3/sec m] kH 1. szelvény . . . 16 16,96- 106 0,0843 2. szelvénv . . . 8 8,43- 10"

6 0,0421 3. szelvény . . . 6 6,23 • 10~

f

> 0,0311 Az egyes szakaszokon a mért elszivárgó vízhozam és az ebből meghatározott paraméter — annak figyelembevételével, hogy a teljes vízhozam két irányban áramolva feleződik — a következő : A 10. ábra segítségével meghatározva a helyi veszteség értékeit, sorra a következő eredményeket kapjuk : Ah

x =1,45 m ; Ah

2 = 0,69 m ; Ah

3 = 0,50 m. Ezeket az értékeket jelölve a 14., a 15. és 16. ábrán azt látjuk, hogy a természetben végrehajtott kísérletek nemcsak a helyi veszteségek számításának szükségességét igazolják, hanem a javasolt eljárás megbízhatóságát is. Vhzáró réteg 17. ábra. A szivárgási teret határoló felszíngörbe alakulása a megcsapoló csatornák környezetében 0ueypa 17. H3MeHenue tcpueoü noeepxHocmu, ozpauunueatouieü @UAbmpat)U0HHyw 30uy e OKpvjicHocmu dpenupywufux tcaHaAoe Fig. 17. Surface profilé bounding the seepage field in the vicinity of drainage canals III. A helyi ellenállások számítása a talajvizet megcsapoló csatornák környezetében A leglényegesebb különbség, amely a talajvizet megcsapoló csatornák vizsgálatakor az előző fejezetben elmondottakhoz viszonyítva jelentkezik, az hogy itt a kapilláris hatás nem növeli a csatorna tényleges szélességét. Amint a 17. ábra mutatja, a leszívott vízfelszín a kapilláris szívás hatására a csatorna vízszintje fölött maradhat, ami azt jelzi, hogy itt a hatékony víztükörszélesség kisebb lehet a ténylegesnél, nagyobb azonban nem. Megjegyezzük, hogy leszívás esetében felléphet olyan vízszálelszakadás a rétegben kialakult vízszínfelszín és a csatorna vízszint je között, amelyet a kutak vizsgálatakor tapasztalunk [9]. Részletes elemzéssel már korábban kimutattuk, hogy ez párhuzamos síkáramlás — tehát nem tengelyszimmet rikus áramlás — esetében csak akkor jelentős, ha a leszívás mértéke meghaladja a teljes vízréteg vastagság 4/5-ét [5]. Minthogy csatornával a legritkább esetben hozunk létre ilyen nagymértékű leszívást, ennek a kérdésnek a tárgyalását kizárhatjuk további vizsgálatainkból. A tényleges és hatékony víztükörszélesség viszonyárol eddig elmondottak alapján, figyelembe véve továbbá azt, hogy a jelenség a megcsapolócsatornák esetében még egyáltalán nem vizsgált és a megfigyelések szerint nem is számottevő hatású, azt javasoljuk, hogy a megcsapoló csatornák környezetében kialakuló helyi ellenállások számításakor alapadatként minden esetben — a kapilláris szívás mértékétől függetlenül — a tényleges víztükörszélességet alkalmazzuk. A másik geometriai jellemző, amely a számítások elvégzéséhez szükséges, a kiindulási szelvény helye. Ezzel kapcsolatban is azt rögzíthetjük csak, hogy a kérdés még olyan részletességgel sincs feltárva, mint a talajvizet tápláló csatornák esetében. A kiindulási szelvény helyének megválasztásához itt még olyan támpont sem áll rendelkezésünkre, mint az előző fejezetben. Önkényesen tehát, csupán az analógiára hivatkozva, feltesszük, hogy ennek a segédmennyiségnek a számítására a megcsapoló csatornák esetében is elfogadhatjuk a (4), ill. (6) egyenletet. A tulajdonképpeni fő témának, a helyi ellenállások meghatározásának vizsgálatakor újra az