Vízügyi Közlemények, 1964 (46. évfolyam)

2. füzet - III. Kovács György: Öntözőcsatornák szabad szivárgásának hidraulikai jellemzése

Öntözőcsatornák szabad szivárgása, 229 1. Előzmények A szabad szivárgás nem permanens fázisának — a telítődésnek — számításával kevés szerző foglalkozott. A legismertebb és a magyar szakirodalomban is idézett összefüggést Averjanov adja [4], aki ebben az intervallumban a csatorna feltöltésétől eltelt t időben a vízhozamot a t = °° időhöz, tehát a permanens állapothoz tartozó szivárgásnak és egy egységnél nagyobb tényezőnek a szorzataként határozza meg. Ez az utóbbi az időn kívül a csatorna vízmélységének, a talaj relatív nedvességtartalmának a kapilláris szívásnak és a háromfázisú talaj szivárgási tényezőjének függvénye. A képletet elméleti megfontolások (ezek a határfeltételek figyelembevételére vonatkoznak) és kísérleti mérések alapján javasolja. A képlet elméleti értékelése — mint minden empirikus vagy félempirikus képleté — nehéz, általánosítani nem lehet. Hibája, hogy nem mutatható ki kapcsolata a permanens szabad szivárgásra vonatkozó képletek elméletileg jól megalapozott csoportjával. Az előző mozgástípussal ellentétben a permanens szabad szivárgást sok kutató tanulmányozta és igen sok elméletileg jól megalapozott eredményt ismerünk. Kozeny [25], Vedernyikov [42—44], Pavlovszkij [34, 35], Riesenkampf [38] vizsgálatai egyaránt a komplex változós függvényeknek alkalmazásán alapulnak. Eltérés -az egyes kutatók munkájában általában az, hogy különböző szelvény alakot választanak kiindulásul. Ezt azonban az összefüggések állandóinak megfelelő felvételével figyelembe vehetjük (pl. Vedernyikov grafikonjainak a segítségével). Minden levezetés alapfeltétele a végtelen mélységig terjedő szabad szivárgás vizsgálata, és a legtöbb összefüggésben figyelmen kívül hagyják a kapilláris szívás értékét. Ennek az utóbbinak számításbavételére Averjanov ad empirikus összefüggést [4], míg Vedernyikov újabb vizsgálatai alapján olyan görbesereget közöl, amelynek segítségével véges mélységben jó vízvezető réteggel (amelynek ellenállása elhanyagolható) megszakított szabad szivárgás jellemzőit is számíthatjuk. A felsorolt eljárások részletes elemzésével nem foglalkozunk. Az magyar nyelven megtalálható Karádí és Orlóczy már idézett dolgozatában [16]. Csupán arra kívánunk rámutatni, hogy a különböző módszerek közös hiányossága az, hogy belőlük csak egy, már kialakult permanens állapotra következtethetünk, kapcsolatuk a telítődési folyamattal nem hatórozható meg. Megállapítható azonban, hogy a végtelenbe tartó áramlási tér két szélső határvonala olyan két áramvonal, amely a közbenső áramvonal-nyalábot közrezárja. Ha tehát ezeket párhuzamos egyenessé leképezzük, a közbezárt áramvonalsereg is párhuzamos vonalsereggé alakul a rájuk merőleges potenciálvonal-sereggel együtt. Ezek az utóbbiak pedig az eredeti áramlási térben az egyidejűleg bekapcsolódó áramlási térrészeket határolják. Ebben a szemléletben természetesen a csatornaszelvény nem vehető fel szabadon, hanem azt a leképezés után ugyancsak egyenesként adódó első potenciálvonalnak a tárgysíkon meghatározott kép.e helyettesíti. Az eltérés az általában szokásos szelvények esetében nem nagy, és a csatornaszelvény befolyása az egész áramlási tér hatásához viszonyítva nem jelentős. A következőkben keresnünk kell tehát egy olyan végtelen mélységig terjedő szabad szivárgásra vonatkozó eljárást, amely a többi közül kiemelkedik azáltal, hogy nemcsak elméletileg jól alátámasztott, hanem aránylag egyszerű összefüggései miatt gyakorlati számítások elvégzésére javasolható. Ha ez az eljárás a mozgást befolyásoló változókat—így a kapilláris szívást is — figyelembe veszi, és ezen kívül az általa adott áramlási tér határvonalai párhuzamos egyenesekké könnyen leképezhetők, kijelölt feldatunknak eleget tehetünk, a szabad szivárgás teljes tartományát egységesen jellemezhetjük, és a hidraulikai adatok számítására gyakorlati eljárást dolgozhatunk ki. A felsorolt feltételeket leginkább Verigin eljárása elégíti ki [45]. Ő a korábbi hasonló jellegű tanulmányokból kiindulva a határfeltételek szellemes csoportosításával az előző megoldásoknak a gyakorlati számításokban csak nehézkesen kezelhető elemeit (pl. a Riesenkampf eljárásában szereplő sorok lassú konverfenciáját) kiküszöböli. Eljárásának bővebb ismertetését és eredményeit nemcsak azért