Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)
4. szám - Öllős Géza: A keverőteres dortmundi ülepítőmedence áramlástani vizsgálata
Juhász J.: A beszivárgás vizsgálata Hidrológiai Közlöny 1958. 4. sz. 271 A (12) egyenletből azt az esetet is megkapjuk, amikor nincs a talaj felett vízréteg, vagyis ha Ji m = 0. Ebben az esetben : • \_kt h k 1 h k) n h k T~ In í 1 + (13) A (15) és (16) egyenleteket behelyettesítve (17)-be és rendezve kapjuk : dz k h m -f- z d n Végül tovább egyszerűsödik a kérdés olyan esetekben, ha a talaj kapilláris emelőmagassága elhanyagolható — pl. kavicsban. Ebben az esetben ugyanis hk = 0, és az egyenlet: k z = — t (14) n Ez utóbbi esetben tehát z k t n' vagyis az I = 1 esésre vonatkozó Darcy törvényt kapjuk. Nagyszemű talajok függőleges szivárgásának számításakor a lamináris szivárgási törvény alkalmazása már nem indokolt, minthogy a Reynoldsszám a határértéknél nagyobb értékű. Ez az eltérés azonban jelen vizsgálatainkban olyan kismértékű, hogy bátran elhanyagolhatjuk még közepes kavics esetében is. P. I. Sipenko csatornákból való elszivárgás esetére olyan feltételezés mellett vezette le összefüggését, hogy a talajon bizonyos állandó magasságú vízborítás van, és permanens kétfázisú a szivárgás — vagyis nincs kapilláris szívás. A 12. ábra jelölései szerint 2 mélységben elképzelt egységnyi területű vízszintes síkon át dí idő alatt dV = vdt (15) vízmennyiség halad át. Ez a vízhozam n hézagtérfogatú talajban dz = (16) n vízoszlopmagasságnak felel meg. A szivárgási sebességet Darcy formulája alapján veszi fel: j h m+ z v = k (17) Szétválasztás után integrálva n h m t = T z + T hml nTT~±~z ÍV !\J / vfYi ^ A* (18) Sipenko képlete megegyezik a (12), már ismertetett képlettel, ha abban Ak = 0. Végeredményben tehát a (12), (13) és (14) egyenletek mellé a (18)-at is felvehetjük arra az esetre, ha a talaj fölötti vízborítás számottevő és a kapilláris szívás, a kétfázisú permanens szivárgás miatt elhanyagolható. Sipenko saját képletét ellenőrizte T. N. Preobrazsenszkij volgamenti öntözőcsatornákban végzett kísérleteivel, és az alábbi 5. táblázatban közölt — jól egyező — adatokat kapta. 5. táblázat Sipenko számítási eredményeinek összehasonlítása Preobrazsenszkij kísérleteivel Tabelle 5. Vergleich der Berechnungsergebnisse von Schipenko mit den Vcrsuchen von Preobraschenski (nach Schipenko) Table 5. Comparison of results computed by Shipenko ívith tliose obtained experimentally by Preobrashensky (after Shipenko) A csatorna sorszáma Középvíz mélység, Ki [m] Beszivárgási mélység (2) a csatorna fenékszintje alatt, [mj A beszivárgás időtartama A csatorna sorszáma Középvíz mélység, Ki [m] Beszivárgási mélység (2) a csatorna fenékszintje alatt, [mj az észlelések szerint a (18) képlet alapján A csatorna sorszáma Középvíz mélység, Ki [m] Beszivárgási mélység (2) a csatorna fenékszintje alatt, [mj [nap] 8 9 10 11 0,43 0,62 0,74 0,75 6,5 7,5 7,5 8,5 60 60 60 60 52 58 56 62 y/////// ^ z dh i_ 12. ábra. Magyarázó ábra a csatornákból való elszivárgás levezetéséhez, Sipenkó nyomán Abb. 12. Erörterungsskizze zur Ableitung der Entsickerung aus Kanálén nach Schipenko Fig. 12. Explanatory diagram for deriving percolation from canals, after Shipenko A kísérletek talaja agyagos iszap volt, az áteresztőképessége k = 3,36 -10~ 5 cm/sec, a hézagtérfogata n = 0,29. Kétfázisú szivárgás esetén a fenti képletek homogén izotróp talajok feltételezésével a Darcy képlet alapján viszonylag egyszerű megoldást adnak. Vizsgáljuk meg, hogy az előbb bemutatott alapon, milyen beszivárgási görbe képletet kapunk. Az ismertetett alapegyenletből (7), feltételezve, hogy az eső legalább olyan intenzitással esik, mint ahogy a talajba be tud szivárogni, és a maradék a talajfelszínen nem áll meg, hanem onnan elfolyik, a 2 = 0 és v'z = behelyettesítésével a (12) egyenlet leegyszerűsödik. Marad : 9 Vz ngv z a t k Az egyenletet integrálva kapjuk : (19)
