Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

1. szám - Egyesületi és műszaki hírek

Kovács Gy.: Megcsapoló csatornák •méretezése Hidrológiai Közlöny 1961. 1. sz. 45 Csak a legnagyobb nyomás értéke fontos számunkra ezen a szakaszon azért, hogy a felszíni víztér felől meginduló szivárgás hatására kialakuló talaj vízfelszín legmagasabb helyzetének abszolút magasságát számíthassuk. Meg kell említenünk, hogy az így számított érték a tisztán hidraulikai jellegű folyamat jellemzője lehet csak. A természetben azonban a felszíni vízterek mentén kialakuló talajvízhelyzetet két szorosan összefonódó folyamat együttesen hozza létre. A folyó közvetlen környezetében, ahol rövid szakaszokon nagy vízszintkülönbségek jelentkeznek, a hidraulikus gradienssel jellemzett gravitációs erő és a réteg ellenállásában kifejezésre jutó súrlódó erő nagy vízmennyiség mozgását befolyásolja. Ezen a szakaszon ezek mellett a főerők mellett a többi hatás elhagyagolható, tehát az itt létrejövő szivárgás jellemzőit az említett erőhatások figyelembevételével felírt mechanikai törvények alapján meghatározhatjuk. Ezért ezen a szakaszon a tisztán hidraulikai eszközökkel számított értékek a tervezés alapjáid elfogadhatók. Távolodva a felszíni víztértől, a hidraulikus gradiens csökken. Ennek egyrészt az a következménye, hogy a mozgás jellegére az említett két főerő mellett a folyadék és a szemcsék közötti molekuláris erők hatása is egyre nagyobb befolyást gyakorol, és az ellenállást növelve csökkenti az azonos eséssel szállítható víz mennyiségét. Ez a jelenség azonban a folyamat jellegét döntően nem befolyásolja, mert az ellenállás változását meghatározva az esés függvényében, továbbra is adott mechanikai törvények alkalmazásával, tehát hidraulikai eszközökkel számíthatjuk a vízmozgás jellemzőit. Sokkal jelentősebb ennél egy másik folyamat erőteljesebb jelentkezése. Ezt azokkal a hatásokkal jellemezhetjük, amelyek a térszín felől befolyásolják a talajvíztartó réteg vízháztartását. Az ilyen jellegű vizsgálatokból tudjuk, hogy a talajvízszint mélységétől függően változik a felszínről beszivárgó és a talajvízből elpárolgó vízmennyiség [2]. Ez a hatás természetesen mindenütt jelentkezik — bizonyos mértékben még a laboratóriumi kísérletekben is — azonban a felszíni víztér környezetében mozgó nagy hozamok mellett az általa betáplált vagy megcsapolt mennyiség elhanyagolható. Távolabb, ahol a hidraulikai folyamat által létrehozott szivárgás mennyisége csökken, már figyelembe kell vennünk a beszivárgás és a párolgás hatását is. Minthogy ezeket a folyamatokat jelenleg még mechanikai törvényekkel jellemezni nem tudjuk, csupán hidrológiai eszközökkel írhatjuk le azokat, ezért megállapíthatjuk, hogy ezen a szakaszon a talajvízhelyzet alakulásának meghatározását csak a hidraulikai törvények és a hidrológiai adottságok együttes figyelembevételével végezhetjük el. Vizsgáljuk meg, hogy ez a szemlélet hogyan befolyásolja a most keresett érték alakulását. Korábbi vizsgálatainkban úgy találtuk, hogy hazánkban a 2,0 m mélység környezetében találjuk meg azt a szintet, amelyre a beszivárgás és a párolgás egyensúlya jellemző [2], Ha a talajvíz felszíne es fölé a szint fölé emelkedik a párolgás értéke a beszivárgásnál rohamosabban növekszik, tehát ilyen szakaszon állandó és folyamatos megcsapolás jelentkezik. Ezért abban az esetben, ha ezt a megcsapolást nem vesszük figyelembe, a talajvízhelyzet jellemzőit tisztán hidraulikai törvények alapján határozzuk meg — mint ebben a tanulmányban is tesszük — a számított talajvízszintet csak mint nagy biztonságot adó szélsőértéket fogadhatjuk el, mert a párolgás hatására ennél a számított értéknél a természetben a tényleges talaj vízfelszín alacsonyabban helyezkedik majd el. Ezek előrebocsátása után vizsgáljuk meg az eddig is alkalmazott hidraulikai törvényszerűségeket felhasználva hogyan határozhatjuk meg a maximális talaj vízsintet olyan zárt talaj vízrendszerben, amelynek egyetlen táplálója a felszíni víztér felől meginduló szivárgás, megcsapolója pedig a víztér közelében húzódó csatorna. Amint a határfeltételeknek megfelelő szivárgási tér letranszformált képéről (2. ábra) láthatjuk, a Z síkon az Y tengellyel párhuzamos és -f- jr/2 abszcisszával jellemzett egyenes részben a fedőréteg mentett terület felé eső szakaszának, részben az alsó vízzárórétegnek a képe. Az egyenesnek az X tengelyhez csatlakozó Yoo hosszúságú darabja ábrázolja az alsó határolás képét (6—8. vonalszakasz). Innen folytatólag az Y

0 ordinatáig az egyenes a fedőrétegnek a csatornán kívül eső szakaszát (8—1. vonalszakasz) ábrázolja. Ha a fedőréteg két végpontjában kialakuló nyomások értékeit megnézzük az áram kép mellett ábrázolt nyomásdiagramon, megállapíthatjuk, hogy a legnagyobb nyomás a fedőréteg végtelenben levő pontjában (8. pont) alakul ki. Itt a nyomásértéket az előző pontban elmondottakhoz hasonlóan határozhatjuk meg, felhasználva a következő összefüggést : ha ha + és7„<y<F

0; akkor z = -fa; és oo >> x > x

x; 2 m továbbá x = ar th a ch Y (4)) A nyomás a fedőréteg alsó síkjának végtelenben levő pontján h„=H[\ (5> Az Y értékét kifejezve a (4) összefüggésből és a megfelelő értékeket helyettesítve az (5)egyenletbe, a keresett nyomás értéke ar ch — (1 + ő) h = H 1 ar ch —, a th 1 n x

x 2 m + ő\ = H ar ch — (1 a (6>