Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

3. szám - Kovács György: A mikroszivárgás elméleti vizsgálata

4 220 Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 3. sz. Kovács Gy.: A mikroszivárgás elméleti vizsgálata kezik, figyelmen kívül hagyhatjuk. Ha a réteget a víz elönti, az érintkezési felülethez viszonyítva a kerület nem számottevő és így a kapilláris hatás elenyészően kicsiny, ha pedig a vízfelszín a rétegen belül alakul ki, a kapilláris erő hatását az eddigi kísérletek alapján meghatározható redukció segítségével kikapcsolhatjuk a további vizsgálatokból. A szilárd fai és a folyadék között fellépő molekuláris erő hatása a faltól távolodva csökken. Ezt a hatást akár tömegvonzással, akár a fal mentén kialakuló elektromos kettős réteggel magyarázva, megállapíthatjuk, hogy a csökkenés, körkeresztmetszetű csőben, jó közelítésként lineárisnak tekinthető. Felírva az ilyen módon meghatározott molekuláris erőnek, a nehézségi erőnek és a belső súrlódásnak az egyensúlyát, meghatározhatjuk a mikroszivárgásnak megfelelő jellegű áramlás során körkeresztmetszetű csőben kialakuló sebességeloszlást. A mozgás jellege szempontjából külön kell tárgyalnunk az olyan csöveket, amelyekben a molekuláris erők hatása a cső tengelyén túl terjed, és azokat, amelyekben feszültségmentes térfogat marad. A számítás lényeges egyszerűsödése miatt a két eset határait is külön vizsgálhatjuk. A kis esések tartományában a sebességeloszlási ábrának negatív ordinátája is van. A molekuláris erők azonban passzív erők, így ezek csak az aktív nehézségi erő által létrehozott mozgást fékezhetik, visszaáramlást nem okozhatnak. Ezért az említett tartományokon belül külön kell választanunk azokat a mozgásokat, amelyeknél az áramlást előidéző esés a meghatározható határérték egyik, vagy másik oldalára kerül. A határt az az esés alkotja, amelynél a sebességábrában a közbenső zérus érték jelentkezik. Ennél nagyobb esés esetében a vízhozam számításnál a teljes sebesség-ábrát figyelembe vehetjük, míg a kisebb eséseknél csak az ábra pozitív szakaszát. Az érvényességi határokat figyelembe véve minden tartományra vonatkozóan meghatározhatjuk a cső vízszállításának az összefüggését a csövet és a hatóerőket jellemző értékekkel. A vízáteresztő réteg hézagait vízszállító csőrendszerrel helyettesítve számíthatjuk a réteg talajfizikai jellemzői és a csőrendszer állandói közötti kapcsolatot. Ezek segítségével a mikroszivárgás különböző tartományaira vonatkozpan meghatározhatjuk a sebesség és az esés hányadosával egyenlő látszólagos szivárgási tényezőt. Ez az érték a molekuláris erők nagyságán és a helyettesítő csőrendszer jellemzőin kívül függ az eséstől is, szemben a Darcy-ié\e szivárgási tényezővel, amely az eséstől független. A látszólagos szivárgási tényezőket osztva a hasonló feltételek mellett meghatározott Darcy-féle szivárgási tényezővel, olyan eséstől függő a viszonyszámot kapunk, amely jól mutatja a lineáris összefüggést követő szivárgás és a mikroszivárgás közötti különbséget (3. ábra). Feltárva ilyen módon az a érték esés szerinti változásának törvényszerűséget, meghatározhatjuk, hogy a sebesség és az esés közötti — a szivárgások vizsgálata során általában ábrázolt — kapcsolat milyen jellegű lesz a mikroszivárgás tartományában. Az összefüggés jellegének és az adódó határértékeknek megismerése, a mikroszivárgás tartományának szükségessé váló további felbontása megkönnyíti a vizsgálatok folytatásaként elengedhetetlen kísérleteknek az elvégzését. A törvényszerűségeknek a feltárásával elősegítjük a kísérletek tervezésének munkáját, a mérendő mennyiségeknek a kijelölését és a szükséges mérések számának meghatározását. Amennyiben a mérések az elméleti megfontolások alapján levont következtetéseket igazolják, nagymértékben csökkentjük az igen nehezen végrehajtható mérések számát is. Alföldi talajvizeink mozgása általában a mikroszivárgás tartományába sorolható. Ezért a kérdés további vizsgálata és mielőbbi teljes megoldása a talajvíz háztartásával kapcsolatos kutatások érdekében rendkívül jelentős feladat. IRODALOM | 1 ] Erdey-Grúz- Sc hat/ : Elméleti fizikai kémia. Tankönyvkiadó Vállalat. Budapest, 1954. | 2] Heinrich, G.—Desoyer, K. : Hydromechaniseho Grundlagen für die Behandlung von stationären und instationären Grundwasserströmungen. Ingenieur Archiv, 1. rész 1955. 2.; 2. rész 1956. 2. [3] Leliavsky, S. : Irrigation and Hydraulic Design. Első kötet : General Principles of Hydraulic Dosign. Chapman & Hall Ltd. London, 1955. 14] Lovas L. : A talaj áteresztőképességi együtthatójára vonatkozó újabb vizsgálati eredmények. Hidrológiai Közlöny, 1954. 9—10. szám. [5] Mosonyi E. : Hozzászólás L. A. Eliava : A Tiszacsatornázás legfontosabb hidrológiai problémái című előadásához. A Magyar Tudományos Akadémia, Műszaki Tudományok Osztálya Közleményei. II. kötet 4. szám. [fi] Mosonyi E.—Kovács Gy. : Kismintatörvények a nehézségi és súrlódóerő együttes figyelembevételére. Hidrológiai Közlöny, 1952. 7—8. szám. [7] Mosonyi E.—Kovács Gy. : Loi des modéles rcduits de filtration. Kézirat. Bemutatva az 1956. évi dijoni Hidraulikai Kongresszuson. [8] Remenieras, G. : Application de l'éleotroosmoso ä 1' exécution do certains traveaux on terrain aquifers. La Houille Blanche, 1949. num. spec. A. [9 I Spronck R.: La similitude hydrodvnamique ot los essais sur modéles. Annales des Travaux Publics de Belgique. 1932. Theoretische Untersuchung der Mikrofiltratioii von Gy. Kovács Die Abhandlung untersucht im ersten Teil den Gültigkeitsbereich des Gesetzes von Darvy. Anhand der Mitteilungen im Fachschrifttum werden jene Versuche kurz beschrieben, die einerseits darauf hinweisen, dass in gröber gekörnten Schichten der lineare Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und Gefälle nicht einmal als Annäherung gerechtfertigt ist. andererseits aber beweisen, dass im Bereich der ganz geringen Gefälle und sobald dieses einen gewissen Wert überschreitet, das Dorcy-Gesetz auch in ein und derselben Schicht seine Gültigkeit verliert. Teils auf Grund der Untersuchungen von Heinrich und Desoyer, teils auf seine, gemeinsam mit Dr. E. Mosonyi durchgeführten und bereits früher veröffentlichten Studien fussend versucht der Verfasser, den Gültigkeitsbereich des linearen Sickergesetzes durch Klarstellung der wirkenden Kräfte zu bestimmen. Von theoretischen Erwägungen ausgehend gelangt er zur Feststellung, das Gesetz von Darcy könne nur in dem Fall mit guter Annäherung zur Ermittlung der Sickererscheinungen herangezogen werden

, wenn von den die Filtration auslösenden Kräften ausser der Schwere und den Reibungskräften alle anderen Kraftwirkungen vernachlässigt werden können. An der oberen Grenze des Gültigkeitsbereiches nimmt der Einfluss der Trägkeit zu, während sich an dessen unteren Grenze