Hidrológiai Közlöny 1991 (71. évfolyam)

6. szám - Szepessy József: Árvízvédelmi gátak töltésének repedései – a kúszási repedés

324 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1991. 71. ÉVF., fi. SZAM debb idejű felszíni változások kisebb mélységre hatnak, mint a tartósabbak (pl. több aszályos év egymásutánja). Egy kötött talajban egyidejűleg egymástól rendkívül eltérő méretű pórusok találhatók, melyek tartalmazhatják illetve vezethetik a vizet, vagy a levegőt. Az elsődleges pórusok a talaj elemi szemcséi közötti, közel egyenletes pórusok, átmérőjük agyag-talajban a mikrométer töredékében mérhető. Az ennél nagyságrendekkel nagyobb másodlagos pórusok a morzsás szerkezetű talaj morzsái közt, elkorhadt gyökerek helyén, vagy pl. féregjáratok nyomán találhatók. A különböző pórusméretek folyamatos átmeneteket adnak, az átmérőjükhöz tartozó kapilláris erők széles skálájával. Éztamegoszlást is jelzi a talaj víztartalmát a víz-szívás függvényében megadó közismert pF-görbe (Kovács, 1972.). A víz vagy a levegő elsősorban a másodlagos pórusokban mozoghat. Átázáskor ezek telnek meg viszonylag rövid idő alatt vízzel, ezekből szívódik be lassan a víz az elsődleges pórusokba. A másodlagos pórusok jelentik a talaj nagyobb tömege számára a közvetlen környezetet, melybe pl. száradáskor a talaj közvetlen párolgással is adhat le vizet. Ugyanakkor az is lehetséges, hogy a másodlagos pórusaiban már levegőt is tartalmazó talaj az elsődleges pórusokban nagy mélységből szív a felszín közelébe vizet, pótolva részben az ottani kipárolgást (Major, 1979.). A talaj térfogatváltozása az elsődleges pórusok vízfelvételével kapcsolatos. Amíg azok telítettek vízzel, addig a talaj még zsugorodhat. A természetben szinte csak elsődleges pórusokat tartalmaznak a nagy mélységből kiemelt agyagok, vagy átázott állapotban a peptizált, pl. erősen szikes agyagok. A felszín-közeli átlagos talajok viszont szinte mindig tartalmaznak másodlagos pórusokat is. A földmunka-építésnél a tömörítés alapvető célja a másodlagos pórusok számának és méretének a csökkentése. Az 5. ábra egy ideális, homogén talajszelvény víztartalom-változásait mutatja be a mélység függvényében. Az 5. ábra a. fele a szélső, és az átlagos értékeket ábrázoíja. Ezek az értékek függenek egyrészt a helyi mikroklímától, a talajt borító 5. ábra. Természetes víztartaltnak változásai a) A. víztartalom átlaga és szélső értékei b) Az átlag víztartalmak változása nedves anyagú töltés ráépítése után növényzettől, másrészt a talaj anyagától, porozitásától, és a talajvíz mindenkori helyzetétől, mely szintén függ az előbbiektől is. Egy kiválasztott talajdarab víztartalmát a természeti környezetével kialakult dinamikus egyensúly határozza meg. Ha a természeti környezet megváltozik, változik a víztartalom is. Az 5. ábra b. fele azt az esetet mutatja be, amikor sík területre töltést építünk, méghozzá igen nedves talajból. A töltéstest talajának átlagos nedvességtartalma csökken, esetleg a terepfelszín víztartalmának eredeti értéke, alá, mert a szárító hatások (pl. a szél) jobban érik, és a kapilláris pótlás a talajvízből kisebb. A töltés alatti átlagok ugyanakkor valamennyit nőnek, mert ott a szárító hatás csökken. Az ideiglenesen vizet tartó földgátak vízfelvételét egy-egy elöntés során döntően a másodlagos pórusok mennyisége és mérete szabja meg. A földmű felszíne, 0,5—1,0 m mélységig mindenképpen hamar átázik. Ez alatt azonban egy jól tömörített 105 cm/s vízvezető-képességű földműbe egy kéthetes elöntés alatt a víz kb. 0,5 m-re hatol csak be. Hézagosra tömörítve a földművet a behatolás sebessége ennek 10—1000-szerese is lehet. Ezért lényeges mindenkor a hatékony tömörítés. Itt kell még megjegyezni, hogy a hiányosan betömörített földmű magától gyakorlatilag sohasem javul meg, ülepedéssel sohasem válik vízzáróvá. 2.3. A zsugorodás jelensége A talajmechanika tanításai szerint egy vízzel összegyúrt, vízzel telített, és csak elsődleges pórusokat tartalmazó agyagrögöt víz alá merítve a rögöt a szemcsék közt fellépő felületi vonzóerők tartják össze. (Ha ez egy peptizált agyagban hiányzik, az agyagrög a vízben szétfolyik.) A víz alól kivéve az összetartó erőkhöz járul a szemcsék közötti pórusokat megtöltő vízből a rög felületén jelentkező kapilláris erő. Szárításkor előbb az agyagrög térfogata az elpárolgott víz térfogatával csökken, miközben a talaj vízzel telített marad. Amikor a talaj további összenyomásához a kapilláris erő már nem elegendő (itt van a w

s. zsugorodási határ), akkor a térfogatcsökkenés megáll. A víz elkezd a kapillárisokban visszahúzódni, helyébe levegő hatol, amit a talaj világosodó színe jelez. A 6. ábra mutatja be Kézdi (1952), nyomán a szárazon V

0 térfogatú talajminta méretének válto6. ábra. Zsugorodás csak elsődleges, közel egyenlő pórusok esetén