Hidrológiai Közlöny 1965 (45. évfolyam)
11. szám - Dr. V. Nagy Imre: Csatorna altalajok kolmatációjának számítása
Hidrológiai Közlöny 1965. 10. sz. 503 HIDRAULIKA Csatornaaltalajok kolmatációjának számítása Dr. V. NAGY IMRE a míízsaki tudományok doktora, egyetemi tanár A tervezés alatt álló hazai folyami vízlépcsők üzemvízcsatornáinak, továbbá öntözőrendszereink csatornáinak méretezésénél igen fontos a természetes vagy mesterséges úton történő szivárgáscsökkentés figyelembevétele, mivel az esetenként több tíz vagy százmillió forintos megtakarításokat eredményezhet. A Felsődunai erőművek tervezésével kapcsolatban az utóbbi időben a Vituki-ban, valamint az ÉKME Vízgazdálkodási Tanszékén kiterjedt laboratóriumi és természetbeni vizsgálatok indultak meg a kolmatáció szivárgáscsökkentő hatásának meghatározására. Az alábbi tanulmányban az eddigi eredmények alapulvételével ismertetjük a kolmatáció számításának egyik lehetséges módszerét, felhasználva Ornatszkij N. V., SzergejevE. M.,SehtmanJu. M. [1], Szalahov A.Sz. [2], valamint Starosolszky Ö. és Lipták F. [3] adatait. 1. Az átszivárgó vízhozam időbeni változásának számítása Tételezzük fel, hogy a vizsgált csatorna B víztükörszélessége sokkal nagyobb a csatorna H vízmélységénél. A nyomásesés p x —p 2 értéke a T mélység mentén állandó (1. ábra), s a vízhozam az időben változik, azaz q = q(t). Feltételezzük, hogy a csatorna altalaja homogén, s az alatt, T mélységben, egy jobb vízáteresztő képességű, k 2^>k 1 szivárgási tényezővel jellemezhető réteg feszik. Ismeretes, hogy a nagyszélességű B^>10H) trapézszelvényű csatornából történő szivárgás egyfázisú folyadék esetén bizonyos (nem jelentős) elhanyagolással mint a B szakaszon fellépő függőleges szivárgás [4, 5] vizsgálható. A jelen esetben kétfázisú, alacsony koncentrációjú folyadék szivárgását vizsgáljuk s az egyméretű lineáris szivárgás alapesetét kívánjuk alkalr b A, t" . • • 1 • V-v: k t>k, ' . : '•'••>:* o O0 0 ao C> űfo o o° o> & o & o o c? o O 0 fi C> O O o o 0 1. ábra. A szivárgási tér vázlata széles csatorna esetén Puc. 7. CxeMa tfiuAbmpaifuoHHoeo npocmpaHcmea e CAynae uiupoKoeo KanaAa Abb. 1. Stcizze des Sickerraumes bei breiten Kanálén mázni. Szergejev E.M. kísérleteinek megfelelően, a beszivárgó víz térfogati koncentrációját a kolmatálandó felszín határán c = 0,001, míg a kezdeti szivárgási tényezőt k 0 = 27 cm/ó értékben választjuk meg. A kezdeti átszivárgó vízhozamot Pavlovszkij szerint a összefüggés alapján számítjuk. (T •— a csatorna alatti talajréteg vastagsága ; y — az egységnyi térfogatú víz súlya; p 1 =p 0 + yH ; p 0 légnyomás). A kolmatálandó homok kezdeti hézagtérfogata n 0 = 0,4, míg a leülepedett hordalékanvag hézagtérfogata ríh — 0,5. A további számítások céljára bevezetjük a A tapasztalati, a kolmatálandó homok és a hordalékos víz tulajdonságait jellemző l/óra dimenziójú szűrőtényezőt, amely a hordalékszemcsék visszatartásának mértékét jellemzi. A X tényező meghatározása a következő módokon történhet. Ha a kísérleti adatok alapján ismeretes a talajban szivárgó hordalékos víz c térfogati koncentrációja, vagy a pórustér leülepedett szemcsékkel való a telítettsége, (a laza leülepedett részecskék által elfoglalt térfogat) a x szivárgási út s a t beszivárgási idő (órákban) valamilyen konkrét értékeire, akkor X úgy határozható meg, hogy egy adott, konkrét helyzetre vonatkozó c = c x (x v t x) értéket behelyettesítünk a koncentráció változását megadó >.c ( jí = + (2 ) összefüggésbe [1]. Itt c 0 — a hordalékos víz koncentrációja a homokréteg felszínén (x — 0), amelyet a kolmatáció alatt állandónak veszünk fel, feltételezve, hogy a talajba belépő hordalékos víz a talajréteg felszínén állandó koncentrációval jellemezhető. A (2) összefüggés B tényezőjének értéke = (3) </o akol rik — a leülepedett anyag hézagtérfogata ; n 0 — a kolmatálandó anyag eredeti hézagtérfogata. Ha viszont a kísérletekből egy bizonyos a értéket határozunk meg, akkor a A tényezőt a a = cTj (x u tj) értéknek a *) = ( 4) összefüggésbe való behelyettesítésével számítjuk ki. Valamivel egyszerűsíthető a számítás akkor, ha a kísérletekből a aj(0, t x) értéket határozzuk
