Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)
5. szám - Karádi Gábor - Orlóczy István : Öntözőcsatornák szivárgási veszteségének meghatározása
Hidrológiai Közlöny 1959. 5. sz. 381 HIDRAULIKA Öntözőcsatornák szivárgási veszteségének meghatározása K A K Á D I G Á li 0 It a műszaki tudományok kandidátusa és 0RIÜCZ1 I-S T V Á N A nagyüzemi mezőgazdaság hatalmas arányú fejlesztését célzó tervek megvalósításához szorosan kapcsolódik a korszerű öntözés alkalmazása. Az öntözött területek növelésének természetesen határt szab a rendelkezésre álló öntözővíz készlet, ami szükségképpen megköveteli, hogy ezzel a készlettel okszerűen gazdálkodjunk. Az okszerű gazdálkodás alapja nyilvánvalóan mennyiségi természetű, tehát az öntözési lehetőségeink gazdasági mérlegelésénél a rendelkezésre álló készlet összes mennyiségi változásait figyelembe kell vennünk, ezen belül ismernünk kell az öntözővíz mennyiségének elszivárgás okozta csökkenését is. A szivárgás hatása nemcsak a vízkészlet csökkenésében nyilvánul meg, hanem jelentősen befolyásolja a talaj vízszín dinamikáját is. A túlzott mértékű elszivárgás könnyen a talajvízszín káros megemelkedését eredményezheti, ami természetesen a talaj termőképességének csökkenését vonja maga után. A jelen tanulmány azt a feladatot tűzi ki célul, hogy az olvasót megismertesse az elszivárgás hidraulikai problémáival, áttekintést nyújtson az eddig elért fontosabb külföldi és hazai eretlményekrők és javaslatokat tegyen a további elméleti és kísérleti kutatások irányvonalára. I. Az elszivárgás dinamikája Mielőtt a konkrét hidraulikai vizsgálatok tárgyalására térnénk át, röviden összefoglaljuk azokat a ható tényezőket, amelyek nagyobb vagy kisebb mértékben befolyásolják az öntözőcsatornákból elszivárgó víz mennyiségét. A tényezők közül elsőnek a talaj fizikai tulajdonságait jellemző tényezőket említjük. A kétfázisú talaj átlagos szivárgási tényezőjét kt-t, a háromfázisú talaj szivárgási tényezőjét k r-1, a talaj hézagtérfogatát w-et, a talaj vízadóképességi tényezőjét n'-t, a teljes nedvszívóképességet w,-et, a minimális nedvszívóképességet (kötött nedvességtartalmat) w„-1. valamint a kapilláris emelkedés magasságát kft kell megemlítenünk. A talaj fizikai tulajdonságain kívül jelentős mértékben befolyásolják az elszivárgó vízmennyiséget a hidrogeológiai tényezők, a csatornák méretei, a eset tornahálózat sűrűsége, a párolgás és a növényzet. Térjünk most át az elszivárgás jelenségének általános ismertetésére. Az elszivárgásból származó öntözővíz veszteség értékének helyes megállapításához, illetőleg a gyakorlatban használatos összefüggések alkalmazhatóságának megítéléséhez ismernünk kell az elszivárgás jelenségének dinamikai alakulását. A vizsgálatok egyszerűsítése érdekében tételezzük fel, hogy az elszivárgás kezdeti időpontjában az öntözőcsatorna teljes szelvénnyel szállítja a vizet. Fogadjuk el továbbá azt az általános esetet, hogy a vízszintes vízzáró réteg a csatorna vízszintjétől H n mélységben van, a nyugalmi talajvíz mélysége H, a kapilláris szegély vastagsága hjc fZ. ábra). Az első stádiumban szabadon megindul a szivárgás a csatornától lefelé, megkezdődik a csatorna alatti talajréteg telítődése. A telítődés első pillanatában legnagyobb az elszivárgó vízmenynyiség, majd értéke fokozatosan csökken. A telítődés tehát nem parmanens szivárgási folyamat. Ebben a stádiumban az elszivárgó víz nem tölti ki teljesen a talaj hézagait, ezért az áteresztőképesség megállapításánál figyelembe kell venni a talaj háromfázisú voltát. Abban a pillanatban, amikor a mélybe szivárgó vízrészecskék elérik a talajvíz szintjét (pontosabban a kapilláris szegélyt), az elszivárgás második stádiuma kezdődik, a permanens szabad szivárgás állapota.* Ha az eredeti talaj vízréteg a csatornából elszivárgó vízmennyiséget azonnal el tudja vezetni (pl. abban az esetben, ha a talajvíz a csatorna altalajánál lényegesen durvább, tehát nagyobb áteresztőképességű rétegben helyezkedik el), ez az állapot állandósul, a csatornából változatlan mennyiségű víz szivárog el. Ha ellenben a talaj vízréteg nem képes a hozzászivárgó vizet azonnal elvezetni, megkezdődik az elszivárgás harmadik stádiuma, az úgynevezett duzzasztott szivárgás. Ebben a stádiumban a depressziós görbe fokozatosan el lapul (az ábrán feltüntetett nyíl irányában), csökken a hidraulikus grádiens, vagyis egyre kisebb lesz az elszivárgó vízhozam. Ez a folyamat tehát nem parmanens jellegű. A duzzasztott szivárgás mindaddig tart, míg a talajvíz felszínéről elpárolgó vízmennyiség a csatornából elszivárgó vízmennyiséggel egyenlő nem lesz, vagyis ameddig ki nem alakul a negyedik stádium, a permanens duzzasztott szivárgás. Összefoglalva a fentieket, megállapíthatjuk, hogy az elszivárgást két fő csoportba sorolhatjuk. a szabad (I. és II. stádium) és a duzzasztott (ITT. és IY. stádium) szivárgások csoportjába. Szabad szivárgás esetében a talavíz nincs hatással az elszivárgó vízmennyiségre, illetőleg az áramkép kialakulására, míg duzzasztott szivárgás esetén ez a hatás érvénvesiil. *Ez a megállapítás nem teljesen szabatos. A telítődés — a szivárgás háromfázisú volta miatt — tulajdonképpen még tovább tart, amennyiben a pórusokban zárt levegőt fokozatosan víz foglalja el. Ez a jelenség azonban annyira bonyolult, hogy jelenlegi ismereteink mellett nem tudjuk követni, ezért figyelmen kívül hagyjak.
