Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

5. szám - Juhász József: A beszivárgás vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1958. 4. sz. 361 A tanulmány első részébon a beszivárgás kísérleti úton történt vizsgálatának eredményeit foglalja össze, majd a beszivárgás fizikájának beható elemzése után elméletileg próbálja jellemezni a bekövetkező szivárgási folyamatokat. A beszivárgás vizsgálata .TUHASZ józsbf (Második közlemény) HIDROLOGIA •'>. A léc/ellenállás figyelembevétele a beszivárgásnál Az előző fejezetek egyikében már beszéltünk a talaj vízszivárgás során jelenlevő levegőellenállás hatásáról. Most csak speciálisan a beszivárgáskor jelentkező légellenállás figyelembevételének lehetőségéről beszéljünk. A légellenállás figyelembevételére háromféle mód van : egyik a Zunker-iéle légellenállási érték számításba vétele, másik a kapilláris szívóerő csökkentése — amint azt N. N. Bindernann tette •—, végül harmadik, és fizikailag a leghelyesebbnek látszó az, hogy a teljes beszivárgási esést csökkentjük le. Az első mód általában rendkívül kis ellenállási értéket ad. Véleményünk szerint nem célszerű ezzel számolni. A második módszert N. N. Bindernann használta és ismertette. Szerinte még a száraz talajba beszivárgó víz esetében sem fejlődik ki a teljes hajszálcsöves szívás, hanem annak csak egy része. A különböző talajoknál kifejlődő szívóerő a maximális kapilláris emelkedésnek kb. 50%-a. N. N. Bindernann szerint a következő értékű a figyelembe vehető kapilláris emelőmagasság (6. táblázat). (i. táblázat A beszivárgásnál figyelembe vehető kapilláris szívás értékei Bindernann szerint Tabelle (>. Der Wert des Kapillarzoges bei Kinsickerungen nach Bindernann Table 6. The capillary draio that can be taken intő consideration for infiltration, after Bindernann Talajnem hk (m) Nehéz vályog 1,00 Könnyű vályog 0,8 Nehéz homokos vályog 0,(5 Könnyű homokos vályog 0,4 Aprószemeséjű agyagos homok 0,3 Aprószemcséjű tiszta homok 0,2 Közepes szemcséjű homok 0,1 Nagyszemcséjű homok 0,05 Harmadik módszer, amelyről már az előzőekben szóltunk az, hogy a gyakorlattal megegyezően a rendelkezésre álló esést csökkentjük, tebát d

p _ hk + h

m + z Az ' z Ebben az ismert tényezőkön kívül szereplő csökkentő tényező értéke 1—0,75 között változik. A nagyobb redukció a durvább talajok esetében indokolt, a finom talajokban már alig jelent valamit az ellenállás, amint ezt tapasztalta Ryo Kaneko [13] is megfigyeléseiben és kísérleteiben. 4. A beszivárgási folyamatok gyors, közelítő meghatározása A lehulló csapadék egyik része elfolyik, másik része helyben marad és részben elpárolog, részben beszivárog a talajba. Ez az általános jelenség csak akkor következik be, ha a talajba beszivárgó víz sebessége kisebb, mint a lehulló eső intenzitás. Ha az utóbbi kisebb a beszivárgási sebességnél, semmi sem folyik el a csapadékból. A további következtetések érdekében vizsgáljuk meg, hogy a fenti szélső eset az egyes talajnemek esetében milyen esőintenzitáskor következik be. Dolgozatunk előző részében az eső beszivárgásának jelenségét két úton vizsgáltuk : a talaj felszínéről a talajba beszivárgó vízmennyiség időbeni változása útján ; és a talajban előálló sebességek hidraulikai megközelítésével. A felszíni vizsgálatok alapján meghatározott beszivárgási egyenletekből egyszerűen meghatározható a végső beszivárgási szakasz f

c értéke. A (12) egyenletből a következő adódik : k h

k hm -f 2 f = V = c n 2 Ha nincs nyíltvízborítás (h

m), ill. ha nem számottevő a kapilláris szívás {hk), akkor fenti egyenlet megfelelően egyszerűsödik. A szélső esetet könnyen számíthatjuk a beszivárgási görbék analitikus kifejezéséből (1), (2), (3), (4). Ennek alapján megkapjuk, hogy van-e felszíni elfolyás, vagy nincs. Ha elfolyás adódik, akkor rendesen néhány mm vagy cm vastag vízréteg is összegyűlik a mikrodomborzatban, ami elősegíti a víz egységes, gyors behatolását. Ha a talajra jutó csapadék intenzitása kisebb, mint a talaj vízelnyelőképessége, akkor a felszínről nincsen elfolyás és a különleges helyi adottságoktól eltekintve a mikrodomborzatban sem gyűlik fel apró tócsa, hanem a lehulló víz azonnal utat talál a talajba. A beszivárgás fizikája minden esetben a következő. A teljes felszínen, vagy annak döntő többségén meginduló szivárgás a kapilláris hézagok kismértékű vízelnyelésén kívül főként a legnagyobb talaj pórusokban indul meg. A gravitációs víz, ill. a legnagyobb pórusok vize előresiet, s a késlekedő kisebb kapilláris hézagok belőlük oldalirányban szívják el a számukra szükséges vizet úgy, hogy az egyes járatok csak akkor hagyják abba a vízfelvételt és engedik tovább a vizet, ha legalább a lento kapilláris vízmennyiséget felvették. Az oldalirányból elszívó kapilláris hézagok nemcsak a lento kapilláris vízig, hanem a teljes