Hidrológiai Közlöny 1978 (58. évfolyam)
11. szám - Dr. Kovács György: A szivárgással kapcsolatos tudományos kutatás helyzetéről
488 Hidrológiai Közlöny 1978. 11. sz. Dr. Kovács Gy.: A szivárgással kapcsolatos — KHHeiwaTHqecKoe onHcamie abhächmh CKB03b nopHCTYIO cpe^y, — peuieHHe ypaBHeHuií ABHWCHHH. PaccMaTpbiBan pa3BHTne AaHHOü oSjiacTH HayiHbix 3HaHHM MO>KHO pa3JIHHHTb TpH 3nOXH. 3aKJiaAKa (JiyHAaMeHTOB yweHHH 0 rHApaBJIHKe <})HJlbTpaUHH OTKpbITHe J1HHCHHOH CBH3H Me>Kfly CKOpOCTbH) H rpaAHCHTaMH — CB5I3AHO c HMGHHM JJapcu. Ilocjie Hero HCCJIEAOBATEJIH nepBOM snoxH paöoTanH JIHÖO HaA A0KA3ATEJIBCTB0M OCHOBHbix 3aK0H0MepH0CTeií H onpeae^eHHeM npeaeiioB HX npwMeHHMocTH, jiHöo cTapajiHCb 060CH0BaTb ßojiee oömne (HeuHHeííHbie) 3AKOHOMEPHOCTH. YCHJIHH HX HanpaBUHJIHCB Aanee Ha co3AaHHe c HCN0JIB30BAHHEM OCHOBHOTO 3aK0Ha T3KHX ypaBHeHHH ABHHCeHHH, KOTOpbie npHTOÄHbl AJiH onHcaHHH KaK ycTaHOBHBuierocH TAK H HeycTaHOBHBuierocH BHfla (JiHJibTpauHH. 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Die Abweichung ihrer Erörterung von den in anderen Kapiteln der Hydromechanik angewandten Methoden ist teils den Besonderen des Strömungsfeldes teils dem grösseren Gewicht der natürlichen Wirkungen zuzuschreiben. Das Strömungsfeld ist aus einem zufällig aneinander anschliessenden Netz aus Poren oder Rissen aufgebaut. Dies erfordert dass das Prinzip des kontinuierlichen Feldes (continuum approach) auch zur Beschreibung der Parameter des Strömungfeldes angewendet werde, ausserdem auch die kinematische Annäherung der makroskopischen Bewegung des Wasserteilchens, eine allgemeine Anwendung derselben These in der Hydromechanik — zwar oft nicht bewusst —. Aus der Deutung des kontinuierlichen Feldes ergeben sich zwei Schranken. Es kann jene kleinste Dimension des Strömungsfeldes bestimmt werden, für die Sickerbeziehungen nicht gültig sind, sondern der Widerstand der individuellen Wasserförderelemente berücksichtigt werden müssen. Die zweite Schranke meldet sich, wenn der Charakter der Strömung mit den Porengrössen Veränderlich ist. Die wasserführenden Kanäle können in solchen Fällen nicht mit der durchschnittlichen Porengrösse charakterisiert werden, sondern das die wahrscheinliche Verteilung des Porendurchmessers beschreibende statistische Modell ist mit dem geometrischen und dynamischen Modell zusammenzuziehen. Im Vergleich zum Sickerabfluss ist sowohl der Wasseraustausch zwischen Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser als auch die mit den benachbarten Schichten eine Verbindung schaffende Querströmung von Bedeutung. Diese Prozesse werden aber durch die Natureinflüsse bedeutend beeinflusst, deshalb müssen die hydrogeologischen Erscheinungen (zufällige Naturereignisse) bei den hydraulischen Untersuchungen der Sickerung viel strenger berücksichtigt werden, als beim Studium der in Rohrleitungen oder offenen Kanälen vorkommenden Wasserbewegung. Die Sickeraufgaben können nach praktischen Zielen und theoretischen Zielsetzungen gruppiert werden. Vom ersten Gesichtspunkt ausgehend, können drei grundlegende Typen der Aufgaben unterschieden werden : — eine Anlage oder Anlagegruppe erbringt in der zusammenhängenden wasserführenden Schicht einen Potential unterschied und dieser unterhält im richtig bestimmten, verhältnismässig kleinen Sickerraum eine Strömung; — der Naturprozess oder die menschliche Tätigkeit beeinflusst auf grossem Gebiet den Wasseraustausch zwischen Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser und nun liegt die Aufgabe einer Untersuchung der durch die erwähnten Einflüsse zustandegekommenen vertikalen Strömung, — das dritte Ziel ist die Gewinnung der Flüssigkeit aus dem unterirdischen Speicher und die Aufgabe ist die Charakterisierung der auf Einfluss dieser sich bildenden örtlichen oder regionalen Änderungen. Zur Lösung sämtlicher erwähnten Aufgaben ist es notwendig, die Hauptelemente des den Prozess beschreibenden mathematischen Modells aufzuschliessen oder über theoretische Untersuchungen zu bestimmen. Diese sind folgende: — Geometrie des Strömungsfeldes; — Strömungstechnischer Charkter des porösen Mediums; — genaue Bestimmung der am Rande des Strömungsfeldes wirkenden Grenzbedingungen; — kinematische Beschreibung der im Sickerungsraum ausgebildeten Bewegung; — Lösung der Bewegungsgleichungen. Bei Untersuchung der Entwicklung dieses Wissenschaftsbereichs können drei Epochen abgesondert werden. Die Schaffung der Grundlagen der Sickerhydraulik an den Namen von Darcy gebunden, an die Erkennung der linearen Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Gradient. Danach strebte man den Forschungen der ersten Periode nach Bestätigung dieser Grundbeziehung, nach Bestimmung ihres Gültigkeitsbereichs und nach Aufstellung einer allgemeineren (nicht linearen) Beziehung. Weiters war man bemüht, über Verwendung der Grundbeziehung Bewegungsgleichungen zu bestimmen, die sowohl die permanente als auch die zeitlich veränderliche Sickerung annähernd beschreiben. Allgemein charakteristisch für die im ersten Jahrzehnt des Jahrhunderts beginnenden und in den dreissiger Jahren in der Entwicklung beschleunigten zweiten Epoche ist die Anwendung der früher erfassten Grundlagen zur Lösung von praktischen Aufgaben und die Erhöhung der Berechnungsgenauigkeit. In dieser Zielsetzung