Hidrológiai Közlöny 1964 (44. évfolyam)

10. szám - Dr. Kovács György: Helyi szivárgási ellenállások a talajvizet tápláló és megcsapoló csatornák közvetlen környezetében

* 447 Hidrológiai Közlöny 1964. 10. sz. HIDRAULIKA Helyi szivárgási ellenállások a talajvizet tápláló és megcsapoló csatornák közvetlen környezetében* Dr. KOVÁCS GYÖEIiT a műszaki tudományok doktora I. Bevezetés Ha a talajvizet tápláló vagy megcsapoló csatorna környezetében vizsgáljuk a szivárgó vízmozgás jellemzőit, már a talajvízfelszín alakulása is arra figyelmeztet, hogy a csatorna közvetlen környezetében az áramlás jellege lényegesen eltér a távolabbi szivárgási teret jellemző mozgásállapottól. A felszín erősebb görbültségén kívül ezt jelzi az áram- és potenciálvonalak alakulása is, amint erre jó példát adnak dr. Öllős G. kísérleti mérései, amelyek közül két jellemző áramképet mutatunk be az 1. ábrán [8]. Amint az ábráról látjuk, a csatornától meghatározott távolságban a potenciálvonalak függőlegesnek tekinthetők, tehát a szokásos számítási rendszerek (pl. Dupuit-féle feltevés) jó közelítéssel alkalmazhatók. Ezzel szemben a csatorna mellett az áram- és potenciál vonalak görbültsége olyan nagy mértékű, hogy itt ezek a közelítések már nem engedhetők meg. Ugyanezt a kérdést vetette fel már 1942-ben megjelent könyvében dr. Németh E. a lecsapolócsatornák vízgyűjtőképességét és leszívó hatását ismertető fejezetben [7]. Rámutat arra, hogy az alkalmazott számítási elméletek alapja az a feltevés, hogy a lecsapoló csatorna teljes mélységben harántolja a vízvezető réteget, a belépési határfelület tehát függőleges sík, az áram vonalak nem görbülnek. Éppen ezért a tényleges leszívási görbe az elhanyagolt helyi ellenállások miatt a számított vízfelszínnél mélyebben fut. Ez a hatás azonban nemcsak a vízfelszín alakulását befolyásolja, hanem módosítja a szivárgó vízhozamot is. Ha a természetes talaj vízfelszín * A tanulmány az ÉKME Vízgazdálkodási Tanszékének laboratóriumában végzett kismintakísórletek és a VlZITERV által végzett terepkísórletek felhasználásával készült. kis esésű, vagy vízszintes és a csatornák leszívó vagy ráduzzasztó hatása is kicsi, a teljes potenciálból, amely a mozgást létrehozza, jelentős hányadot emészthetnek fel a helyi ellenállások. Ilyenkor ez a jelenség nagymértékben csökkenti a szivárgó vízhozamot ahhoz az értékhez viszonyítva, amelyet a függőleges határfeltétel közelítő felvételével számíthatunk. A leírt jelenség teljesen azonos azzal a kérdéscsoporttal, ami a teljes és a lebegő kutak vízhozamának meghatározásakor jelentkezik. Lényegesen más azonban a kútátmérő és a vízvezető rétegvastagság viszonya, mint a csatorna belépési felületének illetőleg víztükörszélességének és az áramló vízréteg vastagságának hányadosa. Éppen ezért — megítélésünk szerint -— a helyi ellenállások számításba vételére a csatornák vizsgálatakor nem alkalmazhatjuk a lebegőkutak vízhozamának meghatározására használt korrekciós tényezőket, hanem új, az adottságoknak jobban megfelelő számítási módszert kell keresnünk. Tanulmányunk célja ilyen eljárás meghatározása a talajvizet tápláló csatornák környezetében kialakuló áramkép elvi elemzése alapján. Második lépésként ezt a számítási módszert analógia alapján általánosítjuk a lecsapolócsatornák számításához is. II. A helyi ellenállások számítása a talajvizet tápláló csatornák környezetében Elképzelésünk szerint elméletileg megalapozott, a gyakorlati számítások számára megfelelően egyszerű és a laboratóriumi, illetve természeti adottságok között mért adatokkal jól egyező eredményt adó módszert úgy dolgozhatunk ki, ha a teljes áramlási teret két részre osztjuk (2. ábra). A csatorna közelében felvett függőleges //. sz. csatorna Talajfelszín Itsz. csatorna 1. ábra. Szivárgó vízmozgást jellemző áramképek a talajvizet tápláló csatornák környezetében (Dr. öllős Géza nyomán fS]^ <t>ueypa 7. JIUHUU nomoKa (puAbmpaquoHHOzo deuncenua e OKpyjKfwcmu tcana/ioe, numatoiifux zpynmoeue eodu Fig. 1. Typical seepage flow patterns in the. vicinity of canals feeding groundwater