Hidrológiai tájékoztató, 1968 június

Dr. Szabó László-dr. Szekrényi Béla: A lecsapolás-vízrendezés időszerű kérdései

9 Hidraulikai és vízháztartási kérdések A lecsapolás-vízrendezés hidrológiai, hidraulikai és vízháztartási feladatait dr. Szabó László foglalta össze. A hidrológiai vizsgálatok célja az elvezetendő vizek utánpótlási lehetőségeinek és a vízföldtani adottságoknak a tisztázása. A hidraulikai vizsgálatok feladata az előzőknek megfelelő lecsapoló elemek méretezése. A káros mértékű víz elhelyezkedési módja a talajgyobb jelentőségű a két szomszédos vízelvezető elem között a talajban kialakuló permanens mozgásállapot. Homogén és izotróp viszonyokra Dupuit vizsgálta ezt a kérdést. Feltevése szerint a kialakuló szabad vízfelszínnek a vízelvezető elemekre merőleges síkban mutatkozó metszete ellipszis alakú. A Dupuit-féle feltételezés kifogásolható, mert a potenciálvonalakat függőleges egyeneseknek tételezi fel, holott azok nyilvánvalóan csak görbe vonalak lehetnek. /ff/sz/s? , mmmmmm <P re/crS/V /7ee/vfij\re& ff ff,S Z<? (7 ff/rsr//? P. /rqo///<7r/s » zo/xy « e II » « I «• " , , * » . V/ZZ0SV 1 » svVey ., " • « ro/o'/Á' -wto/í^ ff fff /.ff Z0/7O' 1. ábra. A vízrendezés alapesetei adottságoktól függően két alapesetre vezethető vissza. Az első alapeset: A talajvíz jó vízvezető rétegen helyezkedik el. A talajvíz tükre felett — mint azt az J/a ábra is mutatja — a függő kapilláris zóna vízzel csaknem teljesen telített sávja, majd legfelül a háromfázisú talajzóna húzódik. A második alapeset az előző ellentéte. A rossz vízvezető réteg (k<10

_

0 m/s) a felszínen húzódik. A talajba szivárgó víz á szántott rétegnél mélyebbre általában nem tud behatolni. Így — mint azt 1/b ábra is szemlélteti — a felső 20—30 cm vastagságú talajréteg vízzel teljesen telítődik. A talajban pangó víz rendszerint csak a párolgás útján tud eltávozni. A két alapeset víztelenítési módja merőben eltérő. Az első változat a területi talajvízszínsüllyesztés klasszikus esete (2. ábra). Jellemző víztelenítő eleme a szűrő nélkül fektetett talaj cső. Ezek mélységi elhelyezésének hidrológiai szempontból csak a vízzáró réteg szab határt. Az idevágó hidraulikai kérdéseket (a víztelenítő elemek, gyűjtők és szívók méretei, távolságuk, mélységük és kedvező esésviszonyaik) már sokan vizsgálták és gyakorlati szempontból ezek alapesetei már jelentős részben tisztázottak (4, 5). A pangóvizes változatra vonatkozóan már jóval kevesebb adattal rendelkezünk (6). Hidraulikai szempontból ezek a kérdések még csaknem teljesen tisztázatlanok. Az első alapesetnél gyakorlati szempontból legnayo wzveriéa/qy ^ oírehcxo \ o ' v t L - ^ 2. ábra. Talajcsöves vízszínsüllyesztés A szabatos tárgyalásra irányuló törekvések azonban igen bonyolult összefüggésekre vezettek (4). Ilyen megoldás pl. a forrás-nyelő pár áramképének analógiája, melynek egy összetett transzformációs függvény felel meg. A két és több talaj cső hatására előálló áramkép konform leképezés útján való vizsgálatával Gustafsson, Aravin, Numerov, Kirkham, Deemeter (4. és 5) foglalkozott. Különösen sokat vizsgálták a kérdés elméleti megoldását a Szovjetunióban, Hollandiában és a két Németországban. Ennek ellenére még ma sem mondhatjuk, hogy a lecsapoló elemek távolságának és az adott átlagos talajvízszint leszívási mélységeknek a meghatározásához a gyakorlatban is jól alkalmazható összefüggéseket ismernénk. Ezért adott esetben nemcsak talajmechanikai, hanem hidraulikai céllal is laboratóriumi és helyszíni vizsgálatok végzése a legindokoltabb. A kérdést a Keszthely-Hévízi lápterület vízrendezési példája kapcsán szeretnénk megvilágítani. Itt a Keszthely és Vidéke Láphasznosító Vízgazdálkodási Társulat a Mezőgazdasági Gépkísérleti Intézettel együtt egy parcellán kísérleti jelleggel különböző 10, 15 és 20 m távolsággal vakonddréneket és műanyag-dréneket épített ki. Az ezen a kísérleti parcellán végzett altalajöntözési és leszívási kísérletek, valamint gazdaságossági és szakirodalmi adatok alapján megállapítható volt, hogy a terület drénezésére a 10 m sortávolságú vakonddrének alkalmazása a legmegfelelőbb. Általában a laboratóriumi vizsgálatok feladata a kérdés hidraulikai elemzése, a változók közötti összefüggések tisztázása. Ezután kerülhet sor a helyszíni kisparcellás kísérletekre. A helyszíni kísérletekkel már kedvezőnek talált változatok után következhet csak a javasolt rendszer nagyparcellás vizsgálata. A második alapesetnél is a gyakorlati megoldásokhoz helyszíni és laboratóriumi vizsgálatokra van szükség. A talaj kötött volta miatt a jelenség nem modellezhető. Ezért laboratóriumban legfeljebb csak az 1:1 léptékű ún. szeletmodellt vizsgálhatjuk. A lecsapoló elemekkel kapcsolatban külön vizsgálandó kérdéscsoport a felszíni és a belső erózió fellépésének feltételei és következményei. Erre vonatkozóan a Budapesti Műszaki Egyetem Vízgazdálkodási tanszékén mesterséges esőztetéssel változtatható hajlásszögű modellel végzünk vizsgálatokat. Mindkét alapeset kísérleteinél — az említett hidrológiai-hidraulikai kérdések elemzésén túl — vízháztartási vizsgálatok végzése is kívánatos. 46