Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)

10. szám - Dr. Kovács György: A szivárgók környezetében kialakuló nem permanens vízmozgás jellemzőinek gyakorlati meghatározása

Kovács Gy.: Nem permanens vízmozgás Hidrológiai Közlöny 1967. 10. sz. 441 ugyanis a fedőréteg szivárgási tényezője lényegesen kisebb, mint a vízvezető rétegé, szerepe a vízszintes vízszállítás meghatározásakor elhanyagolható. A vízmélységet tehát állandónak tekinthetjük, úgy, mint nyomásalatti vízmozgás vizsgálatakor. A kis függőleges áramlási hossz megtételét igénylő tározódás vagy készletfogyasztás azonban — esetleg kismértékben késleltetve -— a fedőrétegben is megtörténik. Figyelembe vehetjük tehát a vízhozamnak és a gradiensnek a hely és az idő szerinti változását a nem permanens áramlásra felírt kontinuitási egyenlet szerint. Kiindulási alapegyenletünket a nyomás alatti mozgást jellemző mozgásegyenlet és a kontinuitási egyenlet összevetésével határozva meg, azt közvetlenül, linearizálás nélkül is megoldhatjuk. Az eredmények a vázolt áramlási rendszert szabatosan jellemzik, közelítésként pedig felhasználhatjuk szabadfelszínű mozgás esetében is. Lényegében ez a feltételezés ugyanis azonos a linearizáláskor is alkalmazott közelítéssel. Felhasználva továbbá azt az egyszerűsítést, hogy a mozgás a beavatkozás helyétől a végtelenig terjed és a hatás az első pillanattól az egész szakaszon jelentkezik, már korábban meghatároztuk a folyók periodikus árhullámainak hatására létrejövő talajvízhullámok jellemzésére szolgáló összefüggéseket. Ebben a tanulmányban egy csatorna vagy szivárgó leszívó hatására létrejövő nem permanens vízmozgás számítására javasolunk összefüggéseket. Az egyenletek — a változás irányának figyelembevételével — természetesen akkor is alkalmazhatók, ha nem leszívást, hanem a talajvíz Vonalmenti táplálását kívánjuk jellemezni. Az összefüggések általános levezetése után [(7—14) egyenletek] a szivárgóban létrehozott különböző határfeltételeknek megfelelően felírjuk a kiindulási szelvényben kialakuló leszívás időbeli változásának (s

0), a szivárgóba egyoldalról egységnyi széles sávon beáramló vízhozamnak (Q

0) továbbá az időben és hely szerint változó talajvízfelszínt jellemző leszívásnak [s(x/t)] a számítására szolgáló egyenleteket. A vizsgált határfeltételek a következők: a) állandó szintű leszívás [(19) és (20) egyenlet, 2 ábra]; b) állandó vízhozam kivétele [(25) és (26) egyenlet, 3 ábra]; c) meghatározott maximális leszíváshoz fokozatosan tartó depresszió [(35), (36) és (37) egyenlet, 4. ábra/; d) folyamatos üzem állandó hozamú és állandó szintű leszívási szakaszból összetett vizsgálata [(42) és (43) egyenlet, 5. ábra]. A közölt összefüggések egyszerűek és lehetőséget adnak a gyakorlatban előforduló legfontosabb feladatok megoldására. így használatukkal kiküszöbölhetjük azt az eddig gyakran alkalmazott megoldást, hogy közelítésként a permanens mozgásra levezetett egyenletekből határozzuk meg a nem permanens szivárgás jellemzőit is. IRODALOM [1] Bocsever, F. M.: Aszályos területeken levő folyóvölgyek talajvízkészletének kitermelése. A Mérnökgeológiai laboratórium munkái. 3. füzet. Moszkva. 1960. [2J Bocsever, F. M.—Verigin, N. N.: Vízellátás céljait szolgáló üzemtalajvízkészletek számítására szolgáló módszertani segédlet Moszkva, 1961. [3] Boussinesqu, J. V.: Essai sur la théorie des eaux contrautes Paris, 1887. [4[ Csarnij, J. A.: A hővezetés típusú nem lineáris differenciálegyenletek linearizálásának módszerei, lzv. Ak. Nauk. SzSzSzR. 1951. 6. [5] Forcheimer, Ph.: Hydraulik. Berlin—Leipzig, 1924. [6] Jacob, G. E., hohman, S. W.: Nonsteady F'low to a Well of Constant Drawdown in an Extensive Aequifer. TAGÜ. 1952. 33. kötet. [7] Karádi G.: Lineáris talajvízszintsüllyesztő rendszerek hidraulikája. Khartum — Budapest. 1963. (Kézirat) [8] Kovács Gy.: JFlood-control Levees Dimensioned for Underseepage. Hidraulikai Konferencia, Budapest, 1960. 4/8. [9] Kovács Gy.: Dimensioning Flood-Control Levees for Underseepage. Acta Technika Academiae Scientiarum Hungaricae. Tom-41 .f. 1—2. [10] Kovács Gy.: Helyi szivárgási ellenállások a talajvizet tápláló és megcsapoló csatornák közvetlen környezetében. Hidrológiai Közlöny. 1964—10. [11] Kovács Gy.: A szabad kilépési felület hatása a függőleges síkokkal határolt földtesten átszivárgó vízhozamra. Hidrológiai Közlöny. 1965—9. [12] Kovács Gy.: Physical Interpretation of Linearization of Differential Equations Characterízing Unsteady Seepage. Szivárgási Ankét, Budapest, 1966. [13] Koíeny, J.: Hydraulik. Wien, 1965. [14] Léczfalvy S.: Felszín alatti víztározás forrás-foglalások segítségével. Budapest, 1963. (Kézirat). [15] Muskat, M.: The Flow of Homogeneous Fluid through Porous Media. New Xork, 1937. [16] Németh E.: Hidromechanika. Budapest. [17] Polubarinova—Kocsina, P. Ja.: A szivárgási nyelv előrehaladása csatornákból való elszivárgás esetén. Doki. Ak. Nauk. SzSzSzR. LXXXII. Kötet, 1952. 6. [18] Polubarinova—Kocsina. P. Ja.: A talajvízmozgás elmélete. Moszkva, 1952. [19] Vágás I.: A Bolyai geometriai talajvízszintsüllyesztés elméleti vonatkozásai. Hidrológiai Közlöny, 1962. [20] Varrók E.: A nem permanens talajvízmozgás vizsgálata, különös tekintettel a nyomásváltozás terjedésére. Hidrológiai Közlöny, 1960. 2. [21] Verigin, N. N.: Nem permanens talajvízmozgás a víztárolók környezetében. Doki. Ak. Hauk. SzSzSzR. LXVI. kötet, 1949. 6. [22] Verigin, N. N.: A talajvizek mozgása víztárolók környezetében Gidrotechni cseszkoje Sztrojtelesztvo, 1952. 4. [23] Verigin, rk N.: A talajvíz-viszonyok víztárolók feltöltésekor és kiürítésekor. Godrotechnicseszkoje Sztrojtelsztvo, 1952.11. I'raktische Bestimmung der Itcnnwerte der im Bereich der Sickergraben nichtpermanenten Wasserbewegung Iír. Kovács, Gy. Doktor der Technischen Wissenschaften Wenn wir aus dem Freispiegel-Grundwasserraum Wasser entnehmen, oder die Schicht speisen, sehreitet der Eingriff stufenweise vor, verringert den gespeicherten Vorrat der Schicht, oder verursacht Aufspeicherungen. Solche Sickerungen müssen wir alsó in unseren Berechnungen als nichtpermanente Bewegung kennzeichnen. Die Grundlage für die Charakterisierung der nichtpermanenten Wasserbewegung ist die Kontinuitatsgleichung, die die Veránderung der Abflussmenge in der Strömungsrichtung mit der zeitlichen Veránderung des gespeicherten Vorrats gleichsetzt. Wenn wir dies mit der für die Freispiegel-Wasserbewegung — mit Berücksichtigung der Darcyschen Beziehung — aufgesehriebene Bewegungsgleichung vergleichen, so erhalten wir die Boussinesqsche Differentialgleichung. Im Interesse der Lösung dieser Grundgleichung höherer Ordnung linearisieren die friiheren Verfahren die Differentialgleichung. Das Wesentliche dieser ist in den verschiedenen Lösungen im allgemeinen übereinstimmend. Bei der Beschreibung der horizontalen Strömung wird die veránderliehe Wassertiefe auf irgendeiner Weise mit einer bestimmten mittleren Tiefe ersetzt und auch die zeitliche Veránderung der Wassertiefe wird vernachlássigt. Nach Substitution dieser Annáherung in die bereits aufgesehriebene Grundgleichung gelangt man sehliesslieh zu einem komplizierten Ausdruck, der sich in der Praxis nicht verbreitet hat und in dem die physikalische Grundlage der Annáherungen auch nicht mehr erwogen werden kann. Wir können aber den auch in der Natúr vorkommen den Sickerraum suchen, den die im Interesse der Linearisierung angewandte und oben beschriebene Annáherung genau kennzeichnet. Somit können wir unsere Ausgangsbeziehung mit der die gespannte Strömung eharakterisierenden Bewegungsgleichung und der Kontinuitátsgleichung vergleichend bestimmen und auch unmittelbar, ohne Linearisierung lösen. Die Ergebnisse