Vermes László (szerk.): Vízgazdálkodás mezőgazdasági, kertész-, tájépítész- és erdőmérnök hallgatók részére (Mezőgazdasági Szaktudás Kiadó, Budapest, 2001)
1. A hidrológia és a hidraulika alapjai - Hidrológiai alapismeretek
A felszín alatti vizek mozgása A talajban végbemenő vízmozgás folyamán megkülönböztetik a telített kétfázisú és a telítetlen háromfázisú zóna vízmozgását (Koopmans és van der Molen, 1991). A telített zónában a vízmozgás sebessége egyenesen arányos a nyomómagasság hidraulikai gradiensével. A sebesség a Darcy-egyenlettel (20) alakban írható fel. A képletben a k arányossági tényezőt szivárgási tényezőnek (hidraulikus vezetőképességnek) nevezik, ami azonos az egységnyi gradiens hatására kialakuló vízmozgás sebességével, a szivárgási sebességgel. A szivárgási tényező mértékegysége azonos a sebesség mértékegységével. A szivárgási tényező elsősorban a talaj porozitásviszonyaitól, a bezárt levegő ellenállásától, és az ezeket kialakító és befolyásoló talaj tulajdonságoktól függ. A vízmozgás modellezésekor a öarcy-képlettel kifejezett mozgásegyenlet kiegészül a folytonossági egyenlettel. A folytonossági egyenlet azt fejezi ki, hogy a tér (a talaj tér) valamennyi elhatárolt elemi egységébe adott idő alatt belépő és távozó víz- mennyiségek különbözete megegyezik az adott idő alatt az elemi egységben tározódó vízmennyiség megváltozásával. Mivel a víz sűrűsége, valamint a talaj porozitása többnyire állandónak tekinthető vagy tekintik, a folytonossági egyenlet felírható a Vv = 0, (21) illetve a Darcy-e.gyenlettel együtt a V2H= 0 (22) formában. Ez a Laplace-féle egyenlet. Darcy törvénye és egyenlete a telítetlen zóna vízmozgására is kiterjeszthető. A telítetlen zónában az áteresztőképesség függ a nedvességtartalomtól is, azaz k = k(6). Az áteresztőképességi tényező és a nedvességtartalom közti kapcsolat szerkesztésekor figyelembe kell venni a hiszterézist, ezért a függvényt külön kell meghatározni a talaj nedvesedési és kiszáradási folyamataira. Tekintettel arra, hogy a nedvességtartalom és a szívási potenciál között egyértelmű összefüggés van, az áteresztőképességi tényezőt a szívási potenciál függvényében is megadható. A k(6) vagy a k = k(h) függvényt mérésekkel állapítják meg, esetenként a szerkesztett függvényalakot analitikusan is kifejezik. A k(h) függvény analitikus közelítésére többnyire a k(h) = ulf", a k{h) = a/h" vagy k(h) = /c0A"/' alakú összefüggéseket alkalmazzák, amelyekben h a szívási potenciál, a, n és k0 paraméterek, e a tennészetes logaritmus alapja. A telítetlen zóna vízmozgásának másik egyenlete - a telített zóna vízmozgásához hasonlóan - a folytonossági egyenlet. A folytonossági egyenlet és a Darcy-képletként felírt mozgási egyenlet összevonásával jutunk el a telítetlen, háromfázisú zóna 56
