Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 4. szám
49 Farkas D. és társai: Szivárgási tényező laboratóriumi meghatározása szemeloszlási görbe és kisminta-modell felhasználásával böző szemcseméreteken alapuló módszerek közötti eltéréseket okozhatja a legnagyobb és a legkisebb szemcseméretek közötti kis különbség, vagyis az, hogy a df,o közel egyenlő a dio-zel. Ez a talajminta szemeloszlási görbéjén jól látható. A bemutatott módszerek közül egyedül a Hazen-egyenletben szerepel a talajvíz hőmérséklete, melyet a modellben lévő víz hőmérsékletével adtunk meg. Ez is okozhatja annak a többi szemeloszlási görbét felhasználó módszertől való eltérését. A szemeloszlási görbét felhasználó egyenletek közül a Bialas és Kleczkowski (1970) kísérleteiben használt U.S.-Bureau of Soil Classification (Bialas és Kleczkowski 1970) által javasolt módszer eredményezte a legkisebb szivárgási tényező értéket. Az összes szemeloszlásból megállapítható érték közül ez áll a legközelebb a modellkísérletekből meghatározott értékekhez. A kisminta kísérleteknél közel azonos eredményeket kaptunk a permanens, a Dupuit-módszerrel kiértékelt és a nem-permanens Theis-képlettel kiértékelt vizsgálatokból. A vizsgálati módszerek eltérő volta mellett a piezométerekben kialakuló nyomásszintek különböző leolvasása is eredményezhette ezt az eltérést: a szinteket a permanens mérések esetén szabad szemmel, míg a nempermanens vizsgálatok esetén automatizált képfeldolgozással állapítottuk meg. A képfeldolgozásnál szükséges korrekciók (vízfestés, halszem-effektus, pixelből való átszámítás) miatt az automatizált eljárás pontosabb volta nem garantálható. Ehhez további, összehasonlító vizsgálatok végzésére van szükség. A kétféle laborvizsgálat eredményei közötti eltérést az is okozhatja, hogy a Theis-módszer alapvetése, a végtelen kiterjedésű víztartó a modell esetében nem teljesült, de azzal, hogy csupán a nem-permanens szakaszt vizsgáltuk, ez az eltérés elvileg kiküszöbölhető lenne. Ennek a feltételezésnek az alátámasztására további - lehetőség szerint eltérő méretű - kismintán végzett kísérlet lenne célszerű. Az eredmények alapján megállapítható, hogy a szemeloszlási görbét felhasználó összefüggésekkel - a Bialas és Kleczkowski (1970) által idézett módszer kivételével - akár egy nagyságrenddel nagyobb szivárgási tényezőt kaptunk, mint a kismintával történő vizsgálatokkal. A csak szemeloszlási görbét felhasználó módszerekkel kapott áteresztőképességi értékek között is megfigyelhető a közel egy nagyságrendbeli különbség. Ez rámutat a szivárgási tényezőt a jellemző szemátmérőkből számító összefüggések bizonytalanságaira. Látható ugyanakkor, hogy a mérési eredményekhez nem a szemeloszlás ismeretében számított leggyakoribb 5*10-4 m/s körüli érték állt a legközelebb, hanem az ezeknél kisebb, az U.S. Bureau of Soil Classification (Bialas és Kleczkowski 1970) által ajánlott egyenlet eredménye. Fontos megjegyezni, hogy vizsgálatainkat jelenleg egyféle talajmintán végeztük, de a kísérleti elrendezés és a használt módszerek lehetőséget biztosítanak a bemutatott és a további, a gyakorlatban elterjedt közelítő összefüggések értékelésére, validálására. Ez elősegíti a különféle talaj féleségekre az optimálist közelítő képlet kiválasztását vagy esetleg újabb közelítő képlet bevezetését. A permanens és nem-permanens mérések egyazon mintán kivitelezése lehetővé teszi a próbaszivattyúzás-kiértékelési módszerek alapfeltevéseitől az eltérések szivárgási tényező számítására gyakorolt hatását. A téma jelentősége, a rendelkezésre álló ismereteink és eszközök szükségessé és lehetségessé teszik a további kutatásokat a szivárgási tényező minél jobb meghatározása érdekében. ÖSSZEFOGLALÁS Jelen munkánkban a mérnöki életben fontos vízföldtani paraméter, a szivárgási tényező meghatározási módjait mutattuk be szemeloszlási görbe és laboratóriumi modellezés segítségével. A szakirodalomban fellelhető egyszerű közelítő összefüggésekkel, a durva homoktalaj szemeloszlásának ismeretében meghatározott értékeket laboratóriumi mérési eredményekkel vetettük össze, melyeket a BME Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszékének szivárgáshidraulikai vizsgálatokra készült kisminta-modelljén végeztünk el. A 2011-ben készült modellen számos olyan változtatásra volt szükség, amely lehetővé tette a kismintát permanens és nem-permanens próbaszivattyúzások laboratóriumi körülmények közötti vizsgálatára. A termelőkútból való egyenletes vízkivétel hatását tíz megfigyelőkút segítségével vizsgáltuk, nagyobbrészt permanens vizsgálati körülmények között, de kis számban lehetőségünk nyílt a nem-permanens leszívási szakasz elemzésére is. A vízszint adatok kiértékelésére a Dupuit- illetve Theis módszereket használtuk. A kapott szivárgási tényező értékeket a szakirodalomban fellelhető egyszerű közelítő képletek eredményeivel vetettük össze. A szivárgáshidraulikai modellből kapott átlagok és a szemeloszlási görbével meghatározott értékek 1,43x10‘4 és l,44xl0'3 m/s között voltak, amelyek mindegyike benne marad a szakirodalomban a durva homokra fellelhető tartományban. A vizsgálatainkban a Jáky-féle közelítés (Jáky 1944) tért el a leginkább a többi eredménytől, ez kérdésessé teszi az egyenlet használhatóságát, az általánosításhoz azonban további mérések szükségesek. A szivárgási tényező meghatározására előállított kisminta modell használhatóságát a szakirodalmi és szemeloszlási görbékből számított értékek alátámasztják, így alkalmas eszköznek tartjuk további vizsgálatok elvégzésére, melyek segítségével a szivárgási tényező meghatározása könnyebbé, a közelítő összefüggések pontosabbá válhatnak több talaj féleség esetén is. KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS A vizsgálatok a „FIKP VIZ4: Hazai karsztos vízadók készletgazdálkodási állapotértékelése” projekt keretein belül készültek. Köszönjük Hajnal Gézának és Tolnai Sándornak a modell létrehozásában nyújtott segítségét, Havasi- Tóth Balázsnak, Lükő Gabriellának és Baranya Sándornak a nem-permanens mérések kiértékelésénél, Ermilov Alexander Anatolnak a talajminta szitálásánál nyújtott segítségüket. IRODALOM Bart a E., Hajnal G., Veczán É., Vasvári V. (2012). Bestimmung des durchlassigkeitsbeiwertes mithilfe von modellversuchen. In: Zenz G. (ed.): Wasserbausymposium 2012: Global denken - lokal handeln. 672 p. Graz: Verlag der Technischen Universität, Graz, 2012. Pp. 307-314. ISBN:978-3-85125-230-9. BartaE., Hajnal G., Karay Gy., Vasvári V. (2013). Determination of the coefficient of permeablility by physical model test and numerical modelling. In: IAHR (ed.): Proceedings of the 35th IAHR Congress, Beijing Tsinghua University Press, Papered. 11 p. ISBN:978-7-89414-588-8.
