Vízügyi Közlemények, 1973 (55. évfolyam)

4. füzet - Rövidebb közlemények és beszámolók

A FÜGGŐLEGES BESZIVÁRGÁS ÉS RÉTEGKIÜRÜLÉS SZÁMÍTÁSI MÓDSZEREINEK ÖSSZEHASONLÍTÁSA Ismerteti: ÚJFALUDI LÁSZLÓ F. D. Whisler és II. Bouwer tanulmánya a Journal of Hydrology 1970. 10. sz.-bnn. A telítetlen homogén talajrétegekben áramló víz mozgásának leírására különböző fizikai modelleket állítottak fel. A kapilláris csőköteg-modell a talaj szabálytalan hézagait kis átmérőjű csövekből készült csőköteggel helyettesíti. A csövekben lamináris mozgást feltételezve a mozgásjellemzők a Poiseuille-egyenlet segítségével számíthatók. Ennek a modellnek sarkalatos problémája a helyettesítő csövek átmérőjének számítása; itt ugyanis figyelembe kell venni a szemcsék méretét, alakját és a talaj tömörségét. Á különböző szerzőknél éppen az ekvivalens csőátmérők meghatározásánál mutatkoznak jelentős eltérések. A beszivárgási jellemzők számításánál használják az ún. dugattíjúmodellt. A valóságban a beszivárgásnál a front előrehaladásakor a talajban a víztartalom folyamatosan megy át az eredeti értékről a telítettségbe. A dugattyúmodell ezzel szemben olyan beszivárgást tételez fel, ahol a frontnál a nedvességtartalom átmenet nélkül, ugrásszerűen nő a lelítellségi értékre. Ezt a modellt gyakran kombinálják a kapilláris csőköteg-modellel úgy, hogy a csövekben dugattyú típusú áramlást feltételeznek. A Darcy-törvény és a kontinuitási egyenlet felhasználásával Richards vezette le a telítetlen talajban áramló víz mozgásának általános egyenletét, amely egydimenziós esetre a következőképpen írható fel : í)h dtdz\.

K'dz\dz w ahol 0 a talaj víztartalma a pórustérfogat %-ában, h a nyomás vízoszlopmagasságban mérve, k(li) az áteresztőképesség a nyomás függvényében, z a függőleges koordináta, t az idő. Az (1) egyenlet tulajdonképpen egy diffúzió típusú egyenlet, a vele kapcsolatba hozható modellt a talajvízmozgás diffúziómodelljének nevezik. A veie való számolásnál komoly problémát jelent a k(h) függvény meghatározása, különösen terepen történő méréseknél. Az említett fizikai modellek felhasználásával sok kutató próbált a beszivárgás és a gravitációs úlon történő talajréteg-kiürülés számszerű jellemzésére alkalmas módszert kidolgozni. Ezek közül a legismertebbek a következők. а ) Beszivárgás Green és Ampi a dugattyúmodell alapján vezetett le egy egyenletet, amelynek Philip és Bouwer által javított formája: (2) ahol I a t idő alatt felületegységen beszivárgott vízmennyiség, II

W az elárasztási magasság, P

w a nyomás közvetlenül a beszivárgási front felett, k

r az áteresztőképesség a nedvesített zónában, f a kitölthető pórustérfogat (a beszivárgás utáni és előtti relatív víztartalom különbsége). I/f értéke tulajdonképpen a beszivárgási frontnak a talajfelszín alatti mélysége t időpillanatban. Ha a beszivárgási fronL feletti zóna telített, akkor Ay megegyezik a Darcy-Ше, A-p-vel: k

r = ko. Normális terepi körülmények között azonban mindig