Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)

2. szám - Kovács György: A fakadóvíz elleni védekezés különböző eljárásainak hidraulikai összehasonlítása

Kovács Gy.: A fakadóvíz elleni védekezés Hidrológiai Közlöny 36. évf. 2. sz. LL5 tornának a szükséges keresztmetszete. A hidraulikai feltételek között már említettük, hogy a lecsapoló csatornákat a nyelőre megadott áramkép segítségével vonjuk be a számításainkba. Az összetett áramképet a potenciál áramlások szuperponálódásának törvénye alapján a két áramképnek — az elliptikus szivárgásnak és a sugaras nyelőnek — egyszerű összegzésével határozhatjuk meg (3. ábra). A csatorna elhelyezésének és méreteinek meghatározásához vizsgáljuk meg először a szivárgás következtében felfakadó víz sebességének eloszlását a mentett oldal térszíne mentén. Ez a sebesség az 1 fm széles sávra számított feltörő vízhozam értékével egyenlő, így a sebességeloszlás ábrája egyúttal a fakadóvíz mennyiségének eloszlását is megadja. A sebességeloszlási ábra meghatározásának a céljából a sebesség (8) képletébe helyettesítsük a z = x, tehát y = 0 értéket. Ezek szerint tehát a térszínen a sebességvektor a kilépési felületre merőleges, azaz vízszintes térszín esetén függőleges, értéke pedig lcH 1 1 V(

Z=x) = — ; • ~r réteg vastagsága. Ebből következik, hogy ' (tÍ (16) 8 = Xy — b (17) Az Xy távolság azonban nem más, mint a szélső áram vonalként jelentkező ellipszis fér nagy tengelye. Ugyanennek az ellipszisnek a fókusztávolsága b, fél kis tengelye pedig m, az áteresztőXi = | b- + w

2 (18) A képlet alapján tehát a töltés mentett oldali körömpontjában, ahol x = b, ott v = °° Ettől a ponttól kezdve a sebesség kezdetben hirtelen csökken, majd érintőlegesen tart a zérushoz. Ebből a sebességdiagramból azonban figyelembe csupán azt a kezdeti szakaszt vesszük, amely az áramlást határoló áramvonal felszínre törése és a töltés körömpontja között helyezkedik el. Ha a^-gyel jelöljük a szélső áramvonal fakadási pontjának távolságát az origótól, a fakadóvízzel érintett sáv szélességét számíthatjuk : Az ilyen módon számított veszélyeztetett sáv szélessége általában olyan kicsi, hogy azon belül legfeljebb egy,' vagy maximálisan két lecsapoló csatornát tudunk elhelyezni. A nagyobbszámú lecsapoló csatorna elhelyezésének előnye az, hogy így aránylag kisebb földmunkával nagyobb beszivárgási felületet tudunk elérni. A lecsapoló csatornák méreteit pedig, mint az előző fejezetben láttuk, a kritikus sebességtől, a beszivárgó vízmennyiségtől és a biztonsági tényezőtől függő szükséges csatornafelület fogja elsősorban eldönteni. Ha a lecsapoló csatornák vízszintjét, s így a csatornákat helyettesítő nyelő középpontját a terep magasságában helyezzük el, a két áramkép szuperponálódásából közvetlenül következik, hogy a felületen a szivárgó víz sebességvektorának mindenütt lesz függőleges, felfelé irányuló komponense, tehát a víz a területen mindenütt felfakad. Minél mélyebbre helyezzük a csatorna vízszintjét (a nyelő középpontját), annál nagyobb lesz a nyelő áramképéből számított sebességvektornak a térszint pontjában meghatározott függőleges, lefelé irányuló komponense, így ennek és a szivárgás függőleges, felfelé mutató sebességvektorának összegezése után egyre szélesebb sávon jelzi a számítás a víz felfakadásának megszűnését. A térszint pontjaiban jelentkező sebességvektor függőleges komponensének számítása céljából rakjuk fel először a töltés alatti átszivárgásból adódó sebességnek a (16) képletben meghatározott diagrammját (4. ábra). A nyelő áramképének derékszögű négyzethálóvá történő leképzésére szolgáló függvény : w = — <h_ 2 n In [z — {li + mi i)], (19) ahol <7, a lecsapoló csatorna (nyelő) által a talajból elvont vízmennyiség Z, és TO

, a nyelő középpont jának x, illetve y irányú rendezői. A szívás következtében előálló sebesség az áteresztő réteg tet3. ábra. Töltés alatti szivárgás és nyelő együttes áramképe Puc. 3. CoeMecmHdH zudpoduMMimecKan cemna (fiujibmpaifuu nod (pAwmőemoM u cmoxa. Fig. 3. Combined, flow net for percolation under the levee and sink