Kovács György: Talajvízkérdések a mezőgazdasági vízgazdálkodásban (Tankönyvkiadó, Budapest, 1972)

1. rész. Általános alapismeretek - 1.1 A két és a háromfázisú szivárgás jellemzése

A mezőgazdasági vízgazdálkodási feladatokban különösen jelentősek a talajvizfelszin feletti telítetlen zónában kialakuló háromfázisú szivárgási folyamatok, ezért ennek elemzésével részletesebben foglalkozunk a következőkben. Ez a szivárgási típus dinamikai szempontból a gravitáció és a molekuláris erők gyorsító hatásával, valamint a súrlódás és az adhéziő fékező szerepével jellemezhető. A folyamatot bonyolítja az a tény, hogy vizmozgás nem csak folyékony fázisban történhet, hanem gőzfázisban is, mert a vizűimnek a levegővel határos felületén mind elpárolgás, mind lecsapódás bekövetkezhet. Egyszerűsítés érdekében ezt a jelenséget elhanyagoljuk, feltételezve, hogy a vizfázis zárt rendszer, amely nincs kölcsönhatásban a légtérrel.

A vizfilm vastagsága a felületén érvényesülő tenzióval együtt folyamatosan változik a viz mozgásának hatására. Ritka eset ezért, hogy permanens mozgás kialakulhat, mert a két pont közötti tenzió-különbség is egyike a domináns gyorsító erőknek. Ezért a permanens állapot ugyancsak közelitő feltételezés a további vizsgálatokban.

A korábbi elemzések azt mutatták, hogy a háromfázisú réteg ellenállása nagyobb, mint a kétfázisúé, kapcsolat a kettő között azonban található, a háromfázisú minta szivárgási tényezője (k ) arányos a telitett réteg

H

szivárgási tényezőjével. Az arányossági szorzó a minta víztartalmának függvényeként adható meg. Az utóbbit általában a telítési tényezővel (s) mérjük, amely a térfogatszázalékbankifejezett víztartalom (W) és a hézagtérfogat (n) hányadosa:

s = W/n . 27-11

A két változó közötti fuggvénykapcsolat görbével (Kézdi, 1962.), mérési pontokkal (Polubarinova-Kocsina, 1962.) vagy képletekkel (Averjanov, 1949./a ; 1949./b; Irmay, 1954; Bear és .társai, 1968.) adható meg, amint ez a 7-11. ábrán látható. Irmay és Averjanov képletének közös alakja a következő:

s-s

1-s

OC

)

28-11

ahol a legkisebb lehetséges telítési tényező. A kitevőt Irmay oc = 3,0,

Averjanov oc = 3, 5 értékben adja meg.

Nyilvánvaló, hogy a háromfázisú szivárgási sebesség számításakor a szivárgási tényező eltérésén kívül még egy további különbséget kell figyelembe vennünk, azt, hogy a teljes hidraulikai gradiens két részből tevődik össze, a gravitációs potenciál és a tenzió (y) áramvonal menti változásából:- 26 -