A Magyar Hidrológiai Társaság XXX. Országos Vándorgyűlése (Kaposvár, 2012. július 4-6.)
1. szekció: A vízkárelhárítási szakterület időszerű feladatai - Nagy Gábor - Dr. Nagy László (BME): Buzgárból kimosott talaj jellemzése a szemelosztási entrópia segítségével
BUZGÁRBÓL KIMOSOTT TALAJ JELLEMZÉSE A SZEMELOSZLÁSI ENTRÓPIA SEGÍTSÉGÉVEL NAGY GÁBOR 1 , NAGY LÁSZLÓ 2 1 - BME Építőmérnöki Kar, 2 - BME Geotecnikai Tanszék Kétségtelen tény, hogy sokkal többet tudunk a buzgárokról, mint például akár 30 évvel ezelőtt, azonban tovább kell fejlődni. Bár a nagyléptékű kutatások a 70-es évek végén behaltak, az elméleti és gyakorlati vizsgálatok több területen is folynak, melyek valós problémákra keresik a választ: • A kialakult buzgároknál az átlagos hidraulikus gradiens értéke rendszerint a megengedett érték ötödét sem éri el, mégis létrejön talajtörés (Nagy és tsi. 1994). Több esetben a buzgárnál meghatározott hidraulikus gradiens értéke alacsonyabb volt, mint 0,1 (Brandl, Hofmann 2006, Brandl 2010). • A fentiekkel párhuzamosan jelentős ütemben fejlődik a nemzetközi tapasztalat, a számítógépi modellezés, a diszkrét szemcsék tranziens jelenségének vizsgálata az árvízi jelenségek elméleti alátámasztása. Nagase és Mamiya (1994) a buzgáros talajtörés röntgen felvételekkel készült folyamatát mutatta be. • Nagase és tsai. (1987) háromdimenziós végesdifferenciál szimulációval a hidraulikus gradiens eloszlását mutatta be buzgár kialakulásánál, meghatározva a kritikus sebesség értékét, amikor a szemcsék elmozdulnak. A buzgárképződés folyamata, a talajtörést kiváltó belső és külső tényezők napjainkban továbbra sem elég ismertek. Továbbra sem tudjuk paraméterbe foglalni a buzgárképződés kritériumait, nem tudjuk egyértelműen előre meghatározni azt, hogy hol és milyen vízállásnál kell katasztrófára számítanunk, és a növekvő árvízi vízállások mellett a hagyományos megoldásokon (szivárgási úthossz növelésén, szabályozott vízkivezetésen és vízzárófal alkalmazásán) kívül nincs más javaslatunk megelőzésre. Azonban jelen vizsgálat sorozat is közelebb visz a buzgár megértéséhez, a buzgáros talajtörés folyamatának megismeréséhez. Bevezetés A talaj viselkedését döntően a szemcsék nagysága és nagyság szerinti elosztása határozza meg. A talajt alkotó szemcsék nagysága szerinti elosztását régóta vizsgáljuk, szemcsés talajok esetében a szemeloszlási görbe segítségével adunk nevet a talajnak. A szemeloszlási görbe különböző jellemzőit - az egyes százalékértékekhez tartozó szemcseátmérők, az egyenlőtlenségi mutató, stb.- közvetlenül főként csak a tömöríthetőség, a különböző víz- és szemcsemozgási jelenségek megítélése során használjuk. Nyugodt, egyleletes lefutású, vagy szűkebb átmérőtartományon elhelyezkedő szemeloszlási görbék esetén ezek a mennyiségek valóban elég jól jellemzik a talajokat, azonban a segítségükkel alkotott szabályok érvényüket veszítik, ha a szemeloszlás eltér a szabályostól; ezek a szabályok nem általános érvényűek. A szemeloszlási görbe teljes figyelembevétele nyilvánvalóan javítana a szemeloszláson alapuló szabályok érvényességén. A szemeloszlási entrópia és annak lehetséges alkalmazása a nyolcvanas évek közepén jelentkezett Magyarországon (Lőrincz 1986) az entrópia alapján szétválasztva a stabil, a buzgáros és a szemcsekimosódásra hajlamos talajokat. A vízügyben első kutatás az „Árvízvédelmi töltések altalajának vizsgálata buzgárosodásra való hajlam szempontjából a szemeloszlási entrópia segítségével” című, Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság által 1
