Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)
12. szám - Ujfaludi László: Átszivárgó vízhozam számítása kétrétegű talajra alapozott vízépítési műtárgyaknál
Ujfaludi L.: Átszivárgó vízhozam számítása Hidrológiai Közlöny 1981. 12. sz. 545 zésére, illetve az érvényességi tartomány kijelölésére a Kamenszkij módszerrel kapcsolatban a későbbiekben még kitérünk. Arra a speciális esetre, amikor csak a felvízi oldalon van viszonylag jó vízzáró fedőréteg, Kovács György [13] a konform leképezési eljárás alkalmazásával grafikus módszert dolgozott ki a vízhozam számítására. A módszer a konform leképezés alkalmazása következtében igen pontos vízhozamértéket ad. A hivatkozott tanulmányban Kovács összehasonlította eljárását a Kamenszkijféle, Galli által továbbfejlesztett módszernek erre az esetre adott képletével, és egyúttal meghatározta az utóbbi érvényességi tartományát. Két- és többrétegű talajra alapozott műtárgyak szivárgási mozgásjellemzőinek alakulását Öllős Géza [14] hidraulikus kisminták segítségével vizsgálta. Kísérleteinek eredményeiből (kettőnél többrétegű talaj és különleges körülmények, pl. ferde réteghatárok figyelembevétele stb.) sok olyan minőségi következtetést vont le, amelyek — különösen egy tervezési segédlet számára — igen hasznosak lehetnek. Kétrétegű talajra alapozott műtárgyak alatt átszivárgó vízhozamok vizsgálata A kétrétegű talajra alapozott műtárgyak alatt átszivárgó vízhozam alakulását a bevezetőben már említett elektromos analóg modellezési eljárás segítségével tanulmányoztuk. A talaj rétegződés szempontjából két alapvető esetet vizsgáltunk (jelöléseket ld. a 2. ábrán): I. A felső réteg jobb vízvezető (kf>k a) t TT. Az alsó réteg jobb vízvezető (&/<&„)• Az I. esetben a vízhozam számítására sikerült egy olyan empirikus összefüggést kidolgozni, amely tetszőleges kfjk a értékre alkalmazható. Az erre az esetre végzett vizsgálatokról korábban már részletesen beszámoltunk [15, 16], ezért itt csak az eredményeket közöljük azzal a megjegyzéssel, hogy az összefüggés érvényessége az újabb mérések tanúsága szerint a korábbihoz képest jóval nagyobb vízzáró M mélységekre terjeszthető ki. A TI. eset, amely hazánkban gyakori rétegződésnek felel meg, a kjjk a szivárgási tényező arány értéke szerint három tartományra oszlott. A 0,15 s 1 tartományban (viszonylag jó vízvezető fedőrétegek) és a 0,02<^//^ f,==0,15 tartományban (rossz vízvezető fedőrétegek) modellkísérleteink alapján sikerült empirikus összefüggéseket kidolgozni a vízhozam számítására. A k/lk n<0,02 tartományban (igen rossz vízvezető fedőrétegek), amint erre vizsgálataink alapján következtetni lehetett, a Kamenszkij-képlet érvényes. A felső réteg jobb vízvezető (k/>k a) Az elektromos analóg modellek mérési eredményei alapján az alábbi dimenzió nélküli mennyiségek közötti függvénykapcsolatot vizsgáltuk: q J rrif k a 4 mf " a \ M ' k f )' (3) q 0f \ M ' k, ahol q a kétrétegű talaj esetén átszivárgó vízho zam, q 0/ pedig a kf szivárgási tényezőjű, M vastagságú, egyrétegű talaj esetén átszivágró vízhozam az (1) képlettel számítva, vagyis ryo/ =_M_arsh(l,5-~) (l/a) a többi jelölés a 2. ábrán látható. Elvi megfontolások alapján (3) függvénykapcsolatot jellemző görbék határán a következő feltételeknek kell teljesülniük: q k a hm —=—m* M lim M <lof 0 g go/ kt =1. (4) A mérési pontok és a (4) feltételek figyelembevételével sikerült a (3) függvénykapcsolatra olyan jól illeszkedő összefüggést találni, amelytől a mérési pontok csak ±5%-ra térnek el. Ennek alakja a következő: W t) g = k a j Qo f k, arsh arsh M Kj (5) Az (5) képletbe q 0j értékét behelyettesítve a vízhozamra a következő összefüggést kapjuk: K) kfH <1=—~ arsh X k„_ k, + arsh ) íl 5 m' M M T. 1 arsh 1 Ez az egyenlet ilyen alakban is felírható: arsh ^1,5^-j, ahol : k h —k, JI ka -4 KH arsh 1 íl 5 m< l 1, 5 M MT. 1 arsh K) J (6) (7) • (8) Kétrétegű talajon nyugvó sík alaplemez alatt kf>k a esetén az átszivárgó vízhozam tehát az egyrétegű talaj esetére érvényes (1) képlettel analóg (7) képlettel számítható. A (8) képlet a kétrétegű talajjal vízhozam szempontjából egyenértékű egyrétegű talaj szivárgási tényezőjét adja meg, ezért a k/, értéket ,, helyettesítő szivárgási tényező"nek neveztük el. A modellkísérleti eredményekkel történt összehasonlítás alapján bebizonyosodott, hogy a vízhozam számítására szolgáló (7) és (8) képlet jó közelítéssel érvényes a 0,4<M/b^s 10 tartományban a k ajkj tetszőleges értékeire. A gyakorlati számítások megkönnyítése céljából a 3/a.3/c ábrán megadtuk az (5) összefüggés alapján számolt q\q 0j görbeseregeket mj\M függvényében M/b = 0,4; 2 és 10 esetére, paraméterként a k„jkf értékét választva. (A k afkf= 0 értékhez tartozó görbék a felső réteggel megegyező vastag-
