Hidrológiai Közlöny, 2014 (94. évfolyam)
2014 / 1. szám - Öllős Géza: A karsztrendszerben lezajló hidraulikai folyamatok kisminta-vizsgálata (Újraközlés)
4 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2014. 94. ÉVF. 1. SZ. 1. kép. A.térbeli kisminta látképe (Foto: Dr. ÖUős Géza) 0omo 1. Búd Ha npocmpancmeetmyio Mode.ib . (<t>OTO : fl-p. rraa S.uieiii) III. 1. View of the three-dimensional model A megcsapolás helyén a csővéghez rövid gumitömlő csatlakozott. Ennek keresztmetszete elszorítás révén változtatható volt. y <•;. A kismintatörvény kérdése A karsztrendszerben kialakuló hidraulikai folyamatokra vonatkozó kismintatörvény keresése során, némileg más utat kell követni* mint amelyen a szokásos, eddig alkalmazott, kismintatörvények. felállításakor jártunk. Hiszen a mechanikai hasonlóság kezdeti feltételének, a geometriai hasonlóságnak a betartása is már lehetetlen. (A természetben a járatrendszer geometriája szabatosan sohasem tárható fel.) A nyomás alatti karsztrendszerben lejátszódó víz- mozgásra ható erők közül a tehetetlenségi, súrlódási és nehézségi erőt kell a leendő kismintatörvény felállításához figyelembe venni. Tekintettel kell lenni arra á' tényre is, hogy , a karsztrendszer járatainak méretei egymástól jelentősen eltérhetnek, továbbá, hogy-a nagyobb, illetőleg kisebb méretű járatok térbeli eloszlása hidraulikai szempontból nagyon rendszertelen lehet. Énnek következtében a fő- és mellókerők hatása a karsztrendszer terében korántsem-azonos mértékű. Vagyis,, ha a vízmozgást befolyásoló erők hatását hidromechanikai értelemben akarjuk figyelembe venni, akkor azt a rendszer szerkezeti fel- építettségének megfelelően súlyozni kell. Ezen gondolatokból tehát kitűnik, hogy a következőkben számos, a kismintatörvénnyel kapcsolatos kérdést kell megfontolni, illetőleg tisztázni. A kismintatörvénnyel kapcsolatos eme jelenlegi bizonytalanságok miatt kismintakísérleteink adatait természetesen mennyiségileg nem értékelhetjük. Úgy ítéljük azonban meg, hogy már néhány olyan hidraulikai szempontot esetleg felvethetünk az eddigi kísérletek alapján is, amelyek a karszt- hidraulika- eddigi szemléletének ellenőrzését, illetőleg egyes esetekben a továbbfejlesztést is elősegíthetik. A kutatási munkánkból származó gondolatainkat a tanulmányban a következő-- képpen csoportosítjuk: ' a) A megcsapolás helyének környezetében kialakuló hidraulikai viszonyok. b) A piezometerfelszín alakulása a különböző hidraulikai feltételek esetében.- c) A megcsapolt víz mennyiségének kapcsolata a hidrosztatikus víznyomással, valamint a megcsapolt keresztmetszettel. d) A karsztrendszer vízáteresztőképességének értelmezése. A megcsapolás helyének környezetéhez tartozó hidraulikai viszonyok A megcsapolás, valamint a vízutánpótlódás ’ rendszerint már eleve meghatározza a vízrészecs- kék valamely karsztrendszerben kialakuló mozgáspályájának jellegét. Ettől függetlenül azonban valamely járatban kialakuló hidraulikai viszonyokat (a pfy értéket, sebesség nagyságát stb.), mégis á megcsapolást előidéző keresztmetszet mérete is alapvetően befolyásolja. Elegendő például csak arra gondolni,' hogy ha valamely karsztrendszerben a piezometerfelszín tetemes süllyesztését csupán egészen elenyésző méretű megcsapolás révén igyekeznénk megvalósítani, akkor bizonyára lehetetlen dologra vállalkoznánk. Ezzel szemben például bizonyos számú aknakút (tehát, amikor a rendszer megcsapolását előidéző keresztmetszet összessége már jelentős) a kitűzött eél elérését már viszonylag könnyebben elősegítheti. A legkisebb keresztmetszet mindenkor szem előtt tartandó fontos szerepével részletesen foglalkoztunk már például a Siemens-féle kúthidraulika tárgyalása során [11). Ezekre a hidraulikai szempontokra jól rávilágít-a 4. ábra. A kismintát a 08 jelű csomóponton megcsapolva, az azonos értékű piezometer-' nyomásveszteségeket (vagyis valamely ponton a sztatikus szinthez képest fellépett hyomás- veszteséget [Apfy, cm]) képviselő görbék eloszlásának mikéntje alapján a következő hidraulikai szempontok vetődnek fel: 1. A megcsapolt pont közvetlen környezetében a* vonálkázott mezőben a nvomásveszteség rohamosan növekszik, tehát a tehetetlenségi erő, s ezzel egyidejűleg a nagymértékű turbulens áramlás hidraulikai szerepe döntő módon érvényesül. 2. A vonálkázott mezőn kívül a nyomásveszteség szembetűnően kicsi. A rendszerben kialakuló vízmozgásra bizonyára az átmeneti, sőt a lamináris mozgásállapot is jellemző. Ezekből a megállapításokból kitűnik, hogy a karsztrendszerben kialakuló hidraulikai folyamatok elméleti jellemzésekor tehát a vízmozgásnak nemcsak a kimondottan turbulens állapotával, hanem
