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

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