Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

4. szám - Öllős Géza: A keverőteres dortmundi ülepítőmedence áramlástani vizsgálata

26Jf Hidrológiai Közlöny 1958. 4. sz. Juhász J.: A beszivárgás vizsgálata A képletben / a talaj állandó, minimális beszivárgási kapacitása, ő pedig a talaj jellegétől függő állandó. Az (1) képlet állandóját, a-t Róbert E. Horton agyagtala jóknál 0,14-nek, homokos talajoknál 0,20—0,25-nek találta. A két képlet f

e = 0 esetén azonos. Agyagos talajok esetében — ahol tehát / nem jelentős — a két formula értékei között gyakorlatilag nincs különbség. A (2) képlet kitevőjét (ő) W. W. Horner természetes esők vizsgálatakor 1,l-nek találta. R. E. Horton vizsgálatai szerint a különböző minőségű talajok vizsgálatainak összevetése' után háti = 0,43. Szerinte a nedves talajnál ő = 0,63, a száraznál ő = 0,35. Az adatokat különböző területeken mesterséges esőztetés útján kapott adatok alapján közli. A talajok finom homoktól, homokos agyagig tartottak. Hazai kísérleteink közül legújabb és legalaposabb Mattyasovszky Jenő 1950—53-ban végzett kutatása [11]. A kísérletsorozatban többféle talajt többféle tömörség mellett vizsgált meg. Megállapította, hogy a beszivárgás mértéke igen nagyban függ a talaj tömörségétől. Például mezőségi talajon 1,3 t/m

3 térfogatsúly esetén 60 mm/óra állandó nyelést talált, 1,36 t/m

3 esetén 30 mm/órát, míg 1,56 t/m

3 mellett mindössze 8—9 mm/órát tapasztalt. Számottevő különbséget talált gödöllői homokkal végzett kísérleteinél is. Ekkor 1,18 t/m

3 tömörségnél az / = 240 mm/óra volt, míg ugyanezen talaj tömörítve csak 66 mm/óra nyelést mutatott. A kísérletsorozatokban 20—40 perc múlva érte el a csökkenő beszivárgás az állandó értéket. A hyperbolikus alaknál is többféle kifejezésmódot találunk M. F. Szozükin az alábbi formulát használja : / = + (3) A képletben k az áteresztőkcpességi tényező, fi a talaj jellegétől függő kitevő. A. M. Kosztjakov ugyancsak ezt az alakot használja, de az ő képletében k = 0. Lényegében tehát az (1), (2) összefüggésekhez hasonlóan finom talajok esetében a Szozükin és Kosztjakov összefüggései alapján kapott értékek gyakorlatilag nem adnak eltérést. Hasonlítsuk össze Horton (1) képletének és Szozükin (3) képletének jobboldali első tagját. Ha elfogadjuk a Darcy törvényt, megállapítható, hogy a talaj teljes telítődése esetén a beszivárgási sebesség v = k I. Az esés 7=1 lévén, v = &-val, vagyis a Hortonnál felvett f

c tag azonos a Darcy-féle áteresztőképességgel. Ennek az egyszerű meggondolásnak az alapján R. E. Horton egyenletét (1) K. P. Vozkreszenszkij úgy alkalmazta, hogy f

c értékét azonosnak vette &-val, az áteresztőképességgel. A. N. Befani [1] száraz talajoknál a (3) képlet alkalmazását javasolja. Nedves talajoknál azonban az összefüggést ajánlja, ahol tk a kezdeti átnedvesedés eléréséhez tartozó időszak. K. Shermann a 6. ábrán»bemutatott összefüggéséből homokos iszap talajra tk értéke bármely kezdeti átnedvesedéshez egyszerűen leolvasható. Ismerve ugyanis a kezdeti átnedvesedés értékét a görbe abscisszáján megkapjuk a hozzá tartozó tk időtartamot. Előbbi (3) és (4) képletben M. F. Szozükin erdei vályogtalajokra, A. N. Befani pedig általában minden száraz talajra /? = 1 értéket ajánl. Sz. F. Fedorov a Valdaji Hidrológiai Állomáson végzett méréseinél a fi-t 2/3-nak találta. A Valdaji Hidrológiai Állomáson végzett vizsgálatai során Sz. F. Fedorov is megállapította — mint már az előzőekben is láttuk —, hogy az /» kezdeti beszivárgási kapacitás nem állandó, hanem a talaj mechanikai összetételén kívül annak nedvességi fokától is függ. A kezdeti beszivárgási kapacitás értéke vizsgálatai szerint az fo = h + xw

2 összefüggésből határozható meg, ahol X és a talaj felületét és mechanikai összetételét, valamint a talajlevegő hatását figyelembe vevő tag, ill. tényező, cd a talaj felső fél méteres rétegének a vízkapacitásához képest kiadódó nedvességhiánya. Az előzőekben egészen röviden átfutottunk a beszivárgási kapacitás időbeli változását megadó kifejezések egész során. Megállapítható az, hogy azok a formulák írják le fizikailag helyesen a jelenséget, amelyek egy állandó f

c határértékhez tartanak. A kísérletsorozatokban majdnem kizárólag a könnyen mérhető és könnyen hozzáférhető felszíni jelenségeket figyelték meg. A vizsgálatok analitikus feldolgozásában is inkább a külső jelenségek összefüggéseit keresték a beszivárgás fizikájának mélyebb elemzése nélkül. Nyilvánvaló, hogy általános jellegű törvényt csak a fizikai jelenségek ismeretében, sőt csak azok alapján lehet felállítani. Ezért a következő fejezetben megnézzük a beszivárgás fizikájának főbb vonalait. IV. A beszivárgás íizikája A beszivárgás első fázisában a talajra leeső csapadék a levelek felületére rakódik és a felszíni mélyedéseket tölti meg. Ilyenkor — néhány percig —• a csapadékból alig folyik el valami, sőt legtöbb esetben semmi elfolyás nincsen. Szántóföldön, csupasz területen ez az érték kb. 2—8 mm szokott lenni. Jelentősen nagyobb az első fázisban felhasználódott vízmennyiség az erdőben. Az erdőtalaj vízgazdálkodását ugyanis az avarréteg rendkívüli módon befolyásolja. Az avar kitűnő vízvezető, s így „bármilyen sok eső vagy hólé behatol az avar tömegébe", írja Viljamsz [12]. Az avar rengeteg vizet tud raktározni miközben megduzzad. Ha azután a