Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)
1. szám - Öllős Géza: A kútpalást melletti hidraulikus viszonyok részletes vizsgálata
Öllős G.: A kútpalást melletti hidraulikai viszonyok Hidrológiai Közlöny 1958. 1. sz. 11/ kel rendelkezik. Ilyenkor a leszívási görbe kútpalást melletti szakaszára jellemző hidraulikus gradiens értéke gyakorlatilag alkalmazható a kútpalást közvetlen közelében levő, pl. a <p = 0 és <p = 10% potenciálvonalközben levő szivárgási sebesség számítására is. A 4b ábrán a kútpaláston a szivárgási felület már jelentős nagyságú. A szivárgó vízmozgást előidéző teljes potenciál [(5) egyenlet] ez esetben már csak részben oszlik el a leszívási görbén. Potenciálesés van a szivárgási felületen is egészen a kútbeli vízszintig. Ez a tény azt jelenti, hogy a leszívási görbének a kútpalásttal való metszéspontjához már nem <p = 0, hanem egy ennél nagyobb értékű potenciál vonal tartozik. Ezért a kútpalást nelletti szivárgási sebességeket nem lehet tehát számolni a leszívási görbe kútpalást melletti esésviszonyaiból. Ez utóbbi megállapítás még inkább érvényes a hb — 0 esetben (4c ábra), amikor cp a kútpalást teljes magasságában változik. Ennek megfelelően az adott hidraulikai feltételek mellett változó lesz a szivárgási sebesség is a kútpalást magasságában. A kútpaláston belüli és az azon kívül kialakuló vízszint elszakadása Már egy előző tanulmányban [3] rámutattunk a kútpalást melletti vízszintek elszakadásának bekövetkezésére és így a kútpaláston levő ún. szivárgási felület létezésére. Adatainkat összehasonlítottuk az irodalomban található hasonló tárgyú kísérletek adataival [4, 5, 6, 7]. Kísérleti eredményeink azonban csupán egyetlen kútátmérőre vonatkoztak. Ezzel a kérdéssel hazai viszonylatban is már többen foglalkoztak [8, 9, 10, 11]. Jelenleg széleskörű kísérleteink alapján részletekbemenően kívánjuk tisztázni az elszakadás törvényszerűségeit . Az általunk vizsgált különböző kútátmérők esetében a kútpaláston belüli (hb) és az azon kívül levő (ht) vízszintek kapcsolatát mutatja be az 5. ábra, ahol a kútbeli s leszívást tulajdonképpen a vízszintes koordináta-tengely képviseli, mert hiszen s = H — h b (6) A hb = hjc egyenes a Duplát -elméletnek felel meg, amely a kútpaláston elszakadást, illetőleg szivárgási felületet nem tételez fel. Amint látható a valóság ettől eltérő a vizsgált kutak mindegyikénél. A hb és h k kapcsolatát kifejező valamennyi görbe a hb — hk egyenes feletti térfélben van, tehát mindig a h k > hb esettel állunk szemben. Legnagyobb az elszakadás a legfelső görbénél, vagyis a viszonylag kis sugarú kútnál. A kútsugár növelésével az elszakadás mértéke csökkenést mutat. Figyelemre méltó azonban az, hogy az ro = 61,3 cm sugarú kútnál, amikor »•„/// - 61,3/45,0 = 1,363, hb = 0-nál még mindig tekintélyes nagyságú a hk érték, amint azt az 1. táblázat adatai is mutatják : 1. táblázat h b = 0 H = 45,0 ro (cm) hk (cm) 1,5 27,50 4,5 24,H0 9,0 18,80 15,0 10,50 Hl, 3 10,74 Az elszakadás mértékének kifejezésére használjuk fel az alábbi — Ehrenbergertől származó — egyenletet: h k-h b = CH A C tényező értéke sokat vitatott kérdés az irodalomban. Ehrenberger viszonylag kis sugarú kutakkal végzett laboratóriumi kísérletei alapján G — 0,5 értéket ad meg. Ennek a helyes volta azt jelentené, hogy teljes leszívásnál (h b == 0) H hk, min = — (8) lenne, vagyis a kútpalást külső oldalán a vízszintet — kútátmérőtől és a talaj vízáteresztőképességétől függetlenül — legfeljebb csak a teljes vízréteg vastagságának feléig lehetne lesüllyeszteni. Minthogy nem valószínű egyszerű fizikai szemlélet alapján sem az, hogy a kút sugarának állandó növelése esetében H/2 alá ne menjen le a kútpalást külső oldalán levő vízszint, ezért vizsgáljuk meg a 6. ábra alapján a h b — 0 esetre vonatkozó h k = f(r 0) függvénykapcsolatot. Látható, hogy a kis sugarú kutak tartományában a lik változása nagymértékű. Az r 0 növelésével egyidejűleg azonban a hk viszonylagos csökkenése egyre kisebb. Kísérleteinknél amelyekre nézve H = const, k = const., hk és r 0 kapcsolatát az alábbi függvénnyel lehet közelítőleg jellemezni a 4,5 cm < r 0 < 72,5 cm tartományban : A323 = 138 0 00 (g ) r o 42 36 30 <? 18 12 1 1 I h •0 H-45,0 r„[cm] hjcm] 1,5 4,5 9,0 15,0 61,3 27,50 24.60 18.80 16.50 10,74 1,5 4,5 9,0 15,0 61,3 27,50 24.60 18.80 16.50 10,74 'J8000 1,5 4,5 9,0 15,0 61,3 27,50 24.60 18.80 16.50 10,74 1 — 777/ 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 A görbét közelítő egyenlet érvényesség/ tartomónyo 4.5cm<r„ < 72,5 cm 6. ábra. hk és r„ kapcsolata Abb. 6. Beziehung zwischen hk und r 0. Fig. 0. Relation between hk and r 0
