Hidrológiai Közlöny 1953 (33. évfolyam)

5-6. szám - Biczók Imre: Talajfagy kérdése

Biczók I.: Talajfagy kérdése Hidrológiai Közlöny. 33. évf. 1953. 5—6. sz. 231 Iára zsugorodik és csak akkor jelentkezik először, amikor a harmad-, negyed-, vagy még kisebbrendű pórusok vizeihez ér. A görbe alakja, helyzete a talajtól, a talajvíz összetételétől, a nyomástól, stb. függ. Pl.: nagy kapilláris vízutánpótlás esetén a görbe c szakasza igen hosszú is lehet. (Lásd 10. ábra.) \b V f\ \ r\o 10. ábra. Talajfagy-görbék kis- és nagy hidegmennyiség esetében. Viszont, ha nagv hidegmennyiség hirtelen nyomul a talajba, a nullafüggöny teljesen hiányzik. Ebben a kivételes esetben a kötött talajok is tömbben fagynak meg, s a lenesés jégképződés elmarad. Ez a jelenség a mesterséges talajfagyasztásnál nagyjelentőségű. Mesterségesen többnyire kötött, fagyveszélyes talajokat fagyasztunk. Ez eljárásnál ügyelnünk kell arra, hogy a talajba vitt fagymennyiség elegendő legyen ahhoz, hogy tömbfagvást eredményezzen. Előzőkiből látható tehát, hogy a talajfagy bonyolult, hosszabb ideig tartó hőfolyamat. A kötött talajban tehát, mely az erősen kötött víztől a szabad vízig, különböző kötöttségű vízrészeket tartalmaz, először a nagy pórusokban és hajszálcsövekben fagy meg a szabad víz, csökkenő hőmérséklettel a kisebb pórusok és hajszálcsövek vize, azután az ásványszemcsék felületétől távolabb eső, lazán kötött (lioszorbeált) vízrétegek, majd további hőmérsékletsüllyedéssel a szilárd szemcsék felületéhez közelebb fekvő kötött vízrétegek fagynak meg. V. Jégképzó'dés formái a talajban A talajon elterülő és a talajba szivárgott víz különböző módon fagyhat meg. A jég formája a talajtól, a hidrológiai, a hőmérsékleti viszonyoktól függően más és más. Felszíni tüjég Ezt a jelenséget a svéd kutatók ismertették a legrészletesebben. Hómentes talajon az első fagynapokon vízdús helyeken kis jégkristályok, jégtűk figyelhetők meg. Ezek az 1—2 cm hosszúságot is elérő, kb. 1 mm vastag jégtűk növényzet nélküli térszínen, meleg talajon képződnek. Az első gyenge fagyok alkalmával, mikor a földkéreg még nem hűlt le, a felszínen jégfilm képződik, a kapilláris vízutánpótlás helyein ez a felületi jég nőni kezd s tűk alakjában a térszínből kiáll. Ezek a jégtűképződmények különösen szerves tartalmú rögökön figyelhetők meg. A jégtűk növekedésük alkalmával talajszemecskéket is magukkal ragadnak, amelyek vagy a. tűk hegyén, vagy az oldalán tapadnak meg, bizonyítva azt, hogy nem felületi lecsapódásról van szó. A jelenség leírása azért fontos, mert az agyagtalaiban a jéglencsék képződése hasonló vízutánpótlással történik, csak a zárt térben, a pórusokban más a jégképződés formája. Lencsés fágyás Kötött és Mo talajokban a víz a fent vázoltak szerint csak túlhűtött állapotban, vízszintesen fekvő lencsékben fagy meg. Minél kolloidálisabb a talaj, a jéglencsek száma annál kisebb, de egyenként annál vastagabbak, viszont a szemcsés talajok tartományában a jéglencsék száma nő, de vastagságuk csökken. Az egész szerkezet kialakulása a fagybehatolás mértékétől és gyorsaságától függ. A lencsék összvastagsága kedvező körülmények között 40 cm-t is elérhet, ennek megfelelően emelkedik a térszín is. Az eddig észlelt legnagyobb emelkedés 60 cm volt, aminek érdekessége az, hogy 80 cm magas töltéstesten mérték. Ez esetben a talajvíz 1,40 m mélyen volt az útburkolat alatt. A talajfelszínen, vagy lejjebb fekvő fagyhatáron a pórusvíz megfagyása után a kapillárisán emelkedő talajvíz a keletkezett jégbártyába iitkzve megfagy, azt hizlalja mindaddig, míg a fagy mélyebbre nem hatol s ott az egész folyamat újra nem kezdődik. A fagy csak akkor hatolhat mélyebbre, ha a víz megfagváskor felszabaduló 80 g/cal melegmennyiség már elvezetődött. A vízutánpótlás a közeli talajvízszintről az egész fagy tartama alatt szakadatlanul folyik. Az ilyen nyílt rendszerben a fagy okozta térszínemelkedés a legnagyobb. Zárt, rendszerben a talajvíz oly mélyen van, hogy az kapillárisán a fagyzónába nem emelkedhet. A fagyzónába az alsóbb rétegekből csak a pórusvíz emelkedik, ami viszont csak egy-két vékony jéglencse képződésére elegendő, a vízutánpótlás ezzel meg is szűnik. Térszín-emelkedés ilyenkor nem észlelhető, mert a jéglencsék emelő hatását az alsó rétegek vízveszteséggel járó zsugorodása ellensúlyozza. Ha a talajban lévő talajvíz kapillárisán sem emelkedhet a fagyzónába, fagyveszély nem forog fenn. Ha azonban a talajvíz szintje a fagyhatár felett található, vagypedig az kapillárisán a fagyzónába emelkedhet és a talaj fagyveszélyes, úgy fagykárokkal számolni kell. Valamely talajban a kapilláris emelkedés nagyságát, a jéglencaék képződésének mértékét laboratóriumban is meghatározhatjuk. Jéglencsés talajban a jéglencsékre sokszor merőlegesen álló jéglemezkéket is láthatunk. U. i. a talajfagy kezdetén (első nullafüggöny) párhuzamosan fekvő jéglencsék képződnek. A második fagyási folyamatkor a vízrészek