Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

1. szám - Egyesületi és műszaki hírek

Hidrológiai Közlöny 1961. 1. sz. 43 A felszíni vizek mentén húzódó megcsapoló csatorna méretezése Dr. KOVÁCS GYÖRGY a műszaki tudományok kandidátusa II. Nyomáseloszlás a fedőréteg alsó síkján 1. Bevezetés Tanulmányunk első részében (amely a Hidrológiai Közlöny 1960. 6. számában jelent meg) eljárást ismertettünk a felszíni vizek mentén húzódó megcsapoló csatornák vízgyűjtőképességének számítására. Az összefüggést többszörös transzformációval vezettük le. Ennek során a fedőréteg és az alsó vízzáróréteg között levő, nyomás alatt álló áramlási teret úgy alakítottuk át, hogy az áram- és potenciálvonalak rendszere egyenesekből álló hálózatot alkosson. Az így előállított képsíkon nemcsak a szivárgás által szállított vízhozamot határozhatjuk meg, hanem az áramlási tér határfelületeire kifejtett nyomás helyszerinti változását is. Műszaki tervekben az alsó vízzárórétegre gyakorolt hidrodinamikai nyomás értékének ismerete többnyire nem szükséges. Annál nagyobb jelentősége van azonban a fedőréteg alsó síkján kialakuló nyomás meghatározásának. -Megcsapoló csatornát ui. többnyire völgyzárógátak, vagy tartósan vízzel érintkező töltések mögött létesítünk. Feladatának csak egyrésze az átszivárgó vízmennyiség összegyűjtése. Ezen kívül — és sok esetben elsősorban — célja az is, hogy a gát, vagy töltéstestre, továbbá a gát mögötti fedőrétegre ható hidrodinamikai nyomást csökkentse. Ezzel biztosíthatjuk ui. a gát stabilitását és a hidraulikai talajtörés elleni megfelelő mértékű biztonságot. A csatorna mentett oldalán levő fedőrétegre ható nyomás ismerete arra ad választ, hogy ezen a szakaszon, ha más külső hatás — megcsapolás, vagy táplálás — a víztartó réteg vízháztartását nem befolyásolja, milyen magasra emelkedhet a talajvíz a folyó felől kialakuló szivárgás hatására. Az említett két kérdésnek megfelelően, a fedőréteg alsó síkján kialakuló nyomás meghatározását is két lépésben tárgyaljuk. Előbb a felszíni víztér és a megcsapoló csatorna közötti szakaszon fellépő nyomás eloszlásának számítására dolgozunk ki eljárást. A következő részben a mentett oldalon lehetséges legnagyobb nyomás meghatározására szolgáló összefüggést ismertetjük. Mindazoknak az eljárásoknak, amelyeket ismertetni fogunk, alapjai azok az áramlási és határfeltételek, amelyeket a vízgyűjtőképesség számítására szolgáló módszer leírásában már részletesen elemeztünk. Röviden ennek a résznek a bevezetéseként is összefoglaljuk ezeket. Feltételezzük, hogy a vízmozgás a Darcytörvény érvényességi tartományán belül van, az áraml -M* lás kétdimenziójú és potenciális. Az áramlási teret alulról vízszintes, sík vízzáróréteg határolja, felülről pedig fedőréteg borítja. Ez a határolás ugyancsak vízszintes sík, amely a partéltől a felszíni víztér felé tovább folytatódik, mint vízszintes belépési felület. A leszívási görbe sehol sem süllyed a fedőréteg alsó síkja alá, tehát a víz mindenütt nyomás alatt mozog, sehol sem szabadfelszínű. 2. Nyomáseloszlás a fedőréteg alsó síkjának a felszíni víztér és a megcsapoló csatorna közötti szakaszán A korábbi levezetésekben kapcsolatot határoztunk meg, amely a leírt határfeltételekkel megszabott áramlási mezőt egyenesekből alkotott áramképpé alakítja át. A tárgysíkot az 1. ábrán, a végeredményül kapott képet pedig a 2. ábrán mutatjuk be. A fedőréteg alsó síkjának most vizsgálni kívánt — a partéi és a csatorna között elhelyezkedő — szakasza a tárgysíkon az abszcissza tengelyre illeszkedik, és a 3—4. tengelydarab ábrázolja. A képsíkon ennek a —ír/2 abszcisszával jellemezhető Y tengellyel párhuzamos egyenes vízszintes tengelyhez csatlakozó Y„ hoszszúságú szakasza felel meg. A két egyenes közötti transzformációs kapcsolat a következő formában írható fel, figyelembe véve az előző tanulmányunkban [1] levő (15), (16) és (17) egyenlet levezetése során már felhasznált összefüggéseket: ha akkor Z = —^- + iY és 0< y < A z = —x és IL\ továbbá x = ^ m ar th (n V \x\ > 0 1 (1) ff ch Y Az (1) egyenlet levezetését nem részletezzük, mert az a korábban közölt összefüggésekből közvetlenül belátható. Vizsgáljuk meg ehelyett, hogy a vizsgált szakaszok határain a kapcsolat helyes értéket ad-e? Oldjuk meg ezért az (1) egyenletet F-ra : 1. ábra. A vizsgált áramlási tér metszete (Tárgysík) 0u2. 1. Pa3pe3 uccjiedyeMoü 3OHU deuncenuH (N/IOCKOCMB oöbeuma) Fig. 1. Section through the seepage field considered (reference pláne) 2. ábra. Nyomáseloszlás a leképezéssel előállított utolsó képsíkon 0m. 2. PacnpedeAemie daeAemiH Ha nocAedHeü riAOCKOcmu npoeKifuu Fig. 2. Pressure distribution on the last projection pláne established by transformation