Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

5. szám - Juhász József: A beszivárgás vizsgálata

3J+6 Hidrológiai Közlöny 1958. 5. sz. az előző esetben a víz teljes, vagy majdnem teljes eltávozása szünteti meg a kohéziót, addig a makroporózus talaj roskadása a nedvesedés során lecsökkenő kohézió miatt következik be. Abeljev szerint ez a következőképpen megy végbe. Miközben a szabad víz áthalad a makroporózus talajon és azt átáztatja, a talaj részek felületén megduzzad a vízburok, s így a szemcsék eltávolodnak egymástól. Ezzel együtt fokozatosan eltűnik a kohézió, s a talaj vázszerkezetére ható külső nyomás következtében a makropórusok kerületén elhelyezkedő egyes szemcsék becsúsznak a nagy hézagokba. A roskadási folyamat akkor a legerősebb, ha a talaj eredeti nedvessége kisebb, mint a maximális molekuláris víztartóképesség. Nagy agyagtartalmú makroporózus talaj esetén a beázás következtében az agyagásványok duzzadása kompenzálhatja a roskadást. A kiszáradt morzsalékos talaj morzsáinak szétesése és a makroporózus talaj roskadási jelensége főként az öntözéses gazdaságok nehézsége, amely a megfelelő mennyiségű vízzel időben történő öntözést követeli meg. Sickeruiitersuchungen in liöden von J. Juhász Die Physik der Einsickerung ist ausserordentlieh vielfáltig und vervickelt. Der erste Teil des Beitrages behandelt die Versuchsverfaliren und aus diesen folgende Sehlüsse, der zweite die theoretisehen Forschungen selbst. Im allgemeinen lassen sich die Einsickerungsversuche in drei Gruppén einteilen : a) Untersuchungen der berieselten oder beregneten Parzellen, b) Untersuchung eines abgesonderten Abflussbeckens bei natürlichen Niederschlágen, c) Lysimeter-Messungen. Von diesen kommen die Beregnungsversuche an Parzellen der Wirkliclikeit am náchsten. Am vielseitigsten sind die Lysimetermessungen. Die Versuche führten eindeutig zu dem Ergebnis, dass auf die erste Akkumulationsphase der Einsickerung, in der der Boden die gesamte Niederschlagmenge aufnimmt, in den ersten Minuten des Regens eine sehr intensive Einsickerung in die wasserfreien Kapillaren und niclit kapillaren Porén folgt. Die Einsiekerungskurve für troekene und feuchte Böden ist dieselbe nur etwas verschoben. Sodann sinkt die Einsickerungsintensitát raseh stark ab, u. zw. als Folge der Füllung der Bodenhohlráume, Verminderung der Kapillarkraft und auf Einfluss der in den Porén verbliebenen Luft, und nahert sich einem konstanten Wert. Nach den Versuchsergebnissen eignen sich 1. die künstlichen Beregnungsversuche auch für die Berechnung der Einsickerung unter natürlichen Verháltnissen (W. W. Horner, Leonard Loyd, K. Shermán ), 2. sind laut K. Sherman die Einsickerungskurven für verschiedene Feuchtigkeitszustánde ein und desselben Bodens einander gleich, 3. hángt der Wert der Einsickerung vom Wechsel der Jahreszeiten ab (W. W. Horner, Leonard Loyd, Edivard L. Bentner, Ralph R. Oaabe, Róbert E. Horton), 4. Die Gelándeneigung wirkt sich sowohl bei kahler Oberflache, als auch bei sparlichem Pfanzenwuehs nur unwesentlich auf die Stárke der Einsickerung aus. Exponentielle oder Hyperbelfunktionen bringen die Versickerungsergebnisse zum Ausdruck, von denen Juhász J.: A beszivárgás vizsgálata die Formeln von Róbert E. Horten, M. F. Sosyksin und A. N. Be jani Erwáhnung verdienen. Zahlreiche Forscher befassten sich bisher mit der Physik der Einsickerung. Nach der derzeit vertretenen Ansicht können drei Phasen unterschieden werden : 1. In der ersten Periode falit der Niederschlag auf die Oberflache der Blátter und füllt die örtlichen Unebenheiten des Gelándes mit Wasser. Für die Untersuchung der Ersclieinungen und dieser einige Minuten dauernden Phase ist noch keine analvtische Methode bekannt. 2. Im zweiten Abschnitt beginnt die Einsickerung in die kapillaren und schwerkraftbeeinflussten Hohlráume. 3. In der dritten Phase befördert bei ausgebildetem Strömungsbild eine Zweiphasensickerung das Wasser. Für die Berechnung letzterer zwei Vorgánge ist es áusserst wichtig, den massgebenden Korndurchmesser des gemisehtkörnigen Bodens zu ermitteln, wofür ein Verfahren gezeigt wird. Bei der analytischen Beschreibung der Einsickerungsverháltnisse kann man von der Navier-StokesFormel ausgehen, u. zw. unter Voraussetzung einer lotrechten Sickerung. Diesfalls lassen sich dank einigen Vereinfachungen sámtliche Sickerungsaufgaben einheitlich behandeln. Nach den Messungen von Preobrazsenszkij führt die Berechnung zu praktisch guten Ergebnissen. Der Luftwiderstand beim Einsiekern lásst sich mit dem Verfahren von N. N. Bindemann, Zunker usw. berücksichtigen. Von diesen wird die Lösung empfohlen, das Gefálle durch einen zwischen 0,75—1 liegenden Beiwert zu vermindern. Für rasche Náherungsbereclinungen der Einsickerungsvorgánge dient Abb. 13, wobei als Ordinate die Einsiekerungsgeschwindigkeit, als Abszisse die Zeit vom Anfang der Einsickerung, als Parameter hingegen die Einsickerungstiefe und der massgebende Korndurehmesser aufzutragen sind. Diese rasche Náherungsmethode darf nur in dem Fali angewandt werden, falls die Einsickerungstiefe bereits als zusammenhángende Front auftritt. Laut unseren Untersuchungen erfolgt dies bereits in 4—6 m Tiefe unter der Gelándelinie. Der Konstruktion der Abbildung wurde ein Porenvolumen von 30% und anfánglich lufttrockener Boden vorausgesetzt. Auch durch Auftragen der Durehfeuehtungsgeschwindigkeit bzw. als deren Ergebnis der Durchnássungstiefen in einzelnen Bodenarten auf Einfluss von Niederschlágen verscliiedener Höhe erhált man praktisch nützliche Kennwerte. In Abb. 14 bezieht sich die linké Grenzlinie der einem gegebenen Korndurehmesser zugehörigen Streifen auf die Durchnássungsgeschwindigkeit in lufttrockenen, die rechte auf jene in wassergesattigten Boden. Der Streifen zwischen den beiden Grenzlinien zeigt — unter Voraussetzung eines Zweiphasensystems — das Vordringen des Wassers in verscliiedenartig durchnássten Böden in Abhángigkeit von der Zeit. Über die Einsiekerungsgeschwindigkeit von LuftWassergemisch — alsó eines Dreipliasen-Systems — vermittelt Abb. 15. ein Bild. Hier ist der Multiplikator der Einsiekerungsgeschwindigkeit (als Abszisse) in Abhángigkeit des Verhiiltnisses der wassergefüllten Porén (als Ordinate) aufgetragen. Laut Abbildung sinkt bei geringem Luftgehalt (0—40%) die Durelilássigkeitszahl von verschiedenartig durchlássigen Böden verschiedenartig. Für ein Luft-Wassergemisch sind gröber gekörnte Böden empfindlieher, wáhrend die feinkörnigeren als Folge des Kapillarsoges auf das Vorhandensein von geringeren Luftmengen scliwácher reagieren. Liegt der Luftgehalt über 20%, dann verhalten sich grobe und feine Böden im wesentlichen • gleichmássig. Mit der beschriebenen Methode lassen sich Einsickerungserscheinungen jeder Art einheitlich behandeln und die in den Boden gelangenden Wassermengen sowohl für landwirtschaftliche als auch für Wasserforschungszweeke berechnen.