Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / 4. szám - SZAKCIKKEK - Imre Emőke - Firgi Tibor: A víztartási görbe talajmechanikai alkalmazása
Imre Emőke és Firgi Tibor: A víztartási görbe talajmechanikai alkalmazása 31 Hatalmas irodalma van az áteresztőképességi együttható - szívás függvény víztartási görbéből kapilláris elméleti megfontolások alapján történő meghatározásának. Itt csak van Genuchten (1980) zárt alakú megoldását mutatjuk be, amely a gyakorlatban jól használható, és a paraméterek azonosak a víztartási görbe paramétereivel: jl - (asf 1 1 + (asj1 ff i+(asT ■n/2 Térfogatváltozási feladatok egyszerű megoldása Térfogatváltozó talajok emelkedésének számításához az empirikus módszerek a négy térfogatváltozási összefüggés valamelyikét használják fel (e - (a-ua); e - (ua-uw); v - (o-ua); v - (ua-uw)). A víztartási görbe meghatározása után (v - (ua-Uw)) a másik három összefüggés telített talajokon végzett kísérletek adatai alapján meghatározható. A víztartási görbe felhasználható térfogatváltozási feladatok empirikus megoldására. Példaként említhető Richard módszere, duzzadó talaj emelkedésének számítása. A talajminta laboratóriumi víztartási görbéjét használja fel ez a módszer. Az adott mélységben mért szívást alapul véve számítja a víztartalom változását, amit egy empirikus összefüggés alapján térfogatváltozásra számít át. A víztartási görbe talajtani jelölésrendszere A víztartási görbe ábrázolása és jellemző pontjainak talajtani jelölése a 9. ábrán látható. A víztartási görbe talajtanban fontos pontjainak jelentése a következő. A hy hig- roszkóposság az a víztartalom a talajban, mely akkor alakul ki, ha az 50%-os relatív páratartalmú levegővel érintkezik. A HV holtvíztartalom az a víztartalom, mely esetén a kiválasztott növény hervadásnak indul. A VKsz szabadföldi vizkapacitás az a vízmennyiség, amelyet a természetes rétegezettségü és mély talajvíz- szintű (onnan jelentős kapilláris vízutánpótlást nem kapó) talaj a felszínére jutó víz mennyiségéből befogadni, elraktározni és a gravitációs erő ellenében visszatartani képes. A DV hasznosítható vízkészlet a szabadföldi vízkapacitás és a holtvíztartalom különbsége, mely a növények által felvehető. A VKt a teljes vízkapacitás, a vízzel teljesen telített (kétfázisú) talaj térfogatszázalékban kifejezett nedvességtartalma. A Po az összporozitás, a talaj pórusainak össztérfogata, mellyel közelítően megegyezik a teljes vízkapacitás. A VÍZTARTÁSI GÖRBE MEGHATÁROZÁSA SZÁMÍTÁSSAL A víztartási görbe meghatározása a laboratóriumi mérésekkel időigényes és költséges. A gyakorlat számára ezért fontos a görbe meghatározása közelítő módszerekkel, ezek a következők: a. Szemeloszlási görbéből kapilláris elméleti megfontolások alapján meghatározott víztartási görbe. Felhasználva azt, hogy a víztartási görbét elsősorban a talaj szemeloszlása és pórustér eloszlása határozza meg ezen adatokból számítható a víztartási görbéje is. Elméleteket dolgoztak ki a pórustér modellezésére adott szemeloszlás esetén. így az adott talaj szemeloszlási görbéjéből az elméletek felhasználásával, számítással állítják elő a víztartási görbéjét (pl. Atya és Paris 1981). b. A szemeloszlási görbéből adatbázis felhasználásával meghatározott víztartási görbe. A szemeloszlási és a víztartási görbe között összefüggés tapasztalható. A laboratóriumi mérések eredményeiből, amelyek során víztartási és szemeloszlási görbét is meghatároztak, adatbázist hoztak létre. így az adott talaj szemeloszlási görbéjéből, az adatbázis adatainak felhasználásával, becsülni tudják a víztartási görbéjét. Az előzőekben leírt elméletek alapján, gyakorlati célokra módszert dolgoztak ki egyszerűen mérhető talaj paraméterek alapján a víztartási görbe meghatározására. Az egyenletben a regressziós együtthatók és korrelativ független változók egyszerűen mérhető talaj paraméterek függvényében adottak. Ezen talaj paraméterek a szemeloszlás egyes pontjai, szervesanyag-tartalom, tömörség (Rajkai 1993). c. A szemeloszlási görbéből a szemeloszlási entrópia alapján - homokok esetén, közelítő interpolációval - meghatározott víztartási görbe. E módszer alapelve, hogy mivel lehetetlen minden, a szemeloszlási görbék terében felvett interpolációs ponthoz megmérni a víztartási görbét, ezért azt csak néhány, gondosan kiválasztott, átlagos szemeloszlási görbéhez mérik meg, és a szemeloszlási entrópia diagramon közelítően interpolálják az eredményt (Imre és társai 2012). Minden szemeloszlási görbéhez tartozik egy pont ebben a diagramban. Az ehhez tartozó pont alapján leolvasható a paraméterek közelítő értéke. 9. ábra. A víztartási görbe talajtani jelölésrendszere (Rajkai 1984) Figure 9. Soil marking system for the water retention curve (Rajkai 1984) ÖSSZEFOGLALÁS A telítetlen talajban lejátszódó szivárgási, szilárdsági és állékonysági problémák tárgyalása akár lokális, akár hidrogeológiai léptékben elképzelhető. E problémák megoldása (pl. hulladéklerakók anyagában, szigetelésében; tavak és vízfolyások környezetében, víztartó gátakban lejátszódó vízáramlás leírása) hagyományos módon, a telített talaj
