Hidrológiai tájékoztató, 1966 június

Dr. Bogárdi János: A VITUKI Hidraulika Laboratóriumának első évtizede

gével a fedőréteg teherbírásának növelését a réteg vastagításával, vagy a mentett oldalon a töltés mellett kialakított és a feltörő vizek összegyűjtése és visszatartása révén ellennyomást biztosító kazetta-sorral lehet elérni. A kismintakísérletek igazolták, hogy a vízvezető réteg nagy vastagsága következtében a víznyomás gazdaságosan nem csökkenthető. A kérdéses Duna-szakaszon az egyetlen gazdaságosan elkészíthető megoldás a fedőréteg terhelése homokos kaviccsal a szükséges szélességben. A folyómenti területek talajvíz-járása szoros kapcsolatban van a folyó vízjárásával. Az összefüggés a szabályozott és a nem szabályozott vízfolyások mellett egyaránt fennáll, de szabályozott vízfolyások környezetében a hatás nagyobb mértékű. Ebben az esetben fontos gazdasági érdekek védelme is szükségessé teszi a jelenség részletes vizsgálatát. A több évre tervezett vizsgálat-sorozat egyik része a nyomásváltozás terjedési sebességével foglalkozott. A laboratóriumi méréseket többféle homok- és kavicstalaj alkalmazásával végezték. Változtatták a réteg vastagságát, a folyó vízjárását helyettesítő periodikus vízállásingadozás amplitúdóját, periódusát, és megvizsgálták a vízzáró fedőréteg hatását. Megállapították, hogy a nyomásváltozás terjedésének sebességét befolyásolja a vízvezető réteg vastagsága. hézagtérfogata, a mértékadó szemcseátmérő és a folyó vízállás-változásának sebessége. Megállapították továbbá, hogy a rezgőmozgásnak rugalmas közegben történő terjedésére kidolgozott fizikai összefüggések a vizsgált folyamatra is alkalmazhatok, mivel a két jelenségcsoport egymással analóg. Tájékoztató adatok a nyomásváltozás terjedésének sebességére: homoktalajban 6—20 cm/min, kavicstalajban 30—60 cm'min; a tág intervallum főleg annak a következménye, hogy az árhullámok figyelembe veendő emelkedési sebessége igen különböző lehet. Különleges figyelmet érdemelnek a nem permanens talajvízmozgás jelenségére vonatkozó kutatások. Ebbe a csoportba kell sorolni elsősorban azokat a vizsgálatokat, amelyek árvédelmi művekre (gátak, csatornák, kútsorok, padkák stb.) vonatkoznak. A folyó vízjárása nem permanens vízmozgás, és a nem permanens jelleg a folyóval szomszédos területek talajvízjárásában is megtalálható. Azok az árvédelmi művek, amelyeket a nem permanens vízmozgás figyelembevételével méreteznek, gyakran gazdaságosabbak, mint azok, amelyek méreteit permanens vízmozgás alapján számították. A laboratórium a 4. ábrán látható árvédelmi műveket nem permanens vízmozgást megvalósítva hasonlította össze. A következő lehetőségeket* vizsgálták: árvédelmi töltés és alacsonyabb gát a töltés mögött 20 m-re; ugyanaz, mint az előbb, de a két gát között az alacsonyabb gáttal egyező magasságú kavics feltöltés: a folyómeder melletti területet összefüggően borító, 1,5 m vastag vízzáró fedőréteg. 60m ( <8n ( !0m ,7.5, ~ An-eót/mi/öMr(agyag) r?< ^ j-. • '/Cávfcs/e/fö/téf •-•'.••'.•.••..'.• Mo/nó/c •.'•".• '.'.'. • 4. ábra. Árvédelmi müvek• szivárgási vizsgálata nem permanens vízmozgás esetén A gát alatti nyomásesés időbeli változása legkedvezőbb akkor, ha van vízzáró fedőréteg. Ha ez hiányozna, célszerű a • mentett oldalon az árvédelmi töltésnél alacsonyabb töltésekkel körülvett kazettasort kialakítani és a kazettákat kaviccsal kitölteni. Árvédelmi szempontból rendkívüli jelentőségű dr. Lampl Hugónak a buzgárképződésre és talajtörésre vonatkozó laboratóriumig vizsgálata. Az^árvédelmi ^töltések _á^s^tedásának egjálc előjele a buzgárképződés. Az ennek következményeként keletkező talajtörés okozza rendszerint a gát hirtelen beszakadását. A Hidraulikai Laboratóriumban végzett vizsgálatok célja az alulról felfelé szivárgó víz mozgási törvényszerűségeinek tanulmányozása volt. A vizsgálatokat buzgárképződésre hajlamos, kohézió nélküli talajokkal végezték. A vizsgálatok során részletesen tanulmányozták a buzgár kifejlődésének körülményeit, A buzgárképződéskor és az ezt követő talajtöréskor három jellegzetes tüneti szakaszt figyeltek meg: Az első tünet az ún. elemi buzgárok jelentkezése. Ekkor a talajszemcsék már megmozdulnak ugyan, de a talaj felszínén még csak kisebb fajsúlyú vagy apróbb szemek mozognak. A második tünet a tulajdonképpeni buzgár feltörése akkor keletkezik, amikor a felfelé áramló víz kilépési sebessége annyira fokozódik, hogy a szemcséket már magával tudja ragadni. A buzgár feltörését rendszerint nyomban követi a harmadik tünet: a talajtörés. A szivárgás-kutatás módszereinek fejlesztése szempontjából igen fontos a Rusz Ervinné által végzett vizsgálatsorozat, mely a hidraulikus és elektromos analógiás kismintákkal nyerhető eredményeket megbízhatóság szempontjából hasonlítja össze. A pontossági vizsgálatokat párhuzamos, vízszintes vízzáró síkok által határolt rétegben végbemenő szivárgás esetére végezték el. Ennek elektromos kismintája egy egyszerű mérőtál volt. A mérőtál hosszát tíz lépcsőben változtatták, mivel azt tapasztalták, hogy a számított és a mért értékek közötti eltérés az áramvonalhossz függvényében is változik. A különböző hosszúságú kismintákban minden esetben a 10, 20 .. . í)0%-os potenciálvonalak helyét határozták meg, ötvenszeres ismétléssel. A nagyszámú mérési adatból valószínűségelméleti alapon meghatározták az elektromos kisminták alkalmazására jellemző hibatartományt. Az alkalmazott mérőműszer abszolút hibája ±0,15% volt. A kisminta epiteseoől erecio szaoaiyos hiua, es e hiba szórasanak együttes erteke szeiso esetben ±1% voi

t- A

z eszlelesre jellemző viszonylagos véletlen inba közelítőleg egy nagysagrenuuel kiseob, mint a szabályos hioa. A vízzel muköcto kismintánál a nyomásgradiens változásának értektartomanya az elektromos Kismintáéval teljesen azonos volt. A vízzel működő kismintánál a vizsgálati hosszat allandónak vettek. A nyomáskülönbség értékét — a Darcy törvény érvényességi tartományán belül —, azonos lépcsőkben 5 cm-től 50 cm-ig változtatták, ötvenszeres ismetlessel mérték a különböző változatoknál a vizsgált talajban kialakult piezometrikus nyomásokat, a kismintán átfolyó vízhozamot és hőmérsékleti viszonyokat. A vizsgálatok eredményei alapján megállapítható, hogy az elektromos analógia elvén alapuló kísérleti módszer pontossága nagyobb, mint az ugyanarra a jelenségre vonatkozó vízzel működő kismintát alkalmazó -eljárásé. Ez természetes is, hiszen a vízzel működő kismintánál sokkal több hiba halmtízódására kell számítani. < 6. Vízhozammérő műtárgyak és berendezések Haszpra Ottó többéves kísérletsorozata keretében a mellékáramkörű vízhozamméréssel, a hegesztett, törtívű könyökcsövekben történő méréssel, a trapéz szelvényű Venturi-csatornák hidraulikai kérdéseivel, a különféle vízadagoló berendezések felülvizsgálatával foglalkozott. Kutató munkája során két szabadalmat is kidolgozott, melyek közül a felületi mérőfejet ismertetjük. A 148 560 sz. magyar szabadalom szerinti felületi vízhozammérő fej több típusával végeztek kísérleteket. Ezek kis méretük folytán mérhető esésveszteséget nem okoznak, a vízhozammérést pedig az általuk létrehozott lokális nyomásváltozás teszi lehetővé. Tisztíthatóság szempontjából legelőnyösebb a torlaszol