Hidrológiai Közlöny 1989 (69. évfolyam)

1. szám - Katona Zsolt–Madarassy László–Szűcs István: Talajcsőhálózatok mértékadó vízhozamainak megahtározása

KATONA ZS. et. al.: Talaj csőhálózatok vízhozamai 17 Talajfelszín v = — iiL-hf[l- 1,16 exp (-t/j)] o (4) 1. ábra. A talajcsőhálózat hidraulikai méretezésének fő jellemzői A szűrő méretezés külön részét képezik a felszíni víz összefutási helyein vápákban, mélyetlésekben stb. épülő talajcsövek (részlegesen talajcsövezett területek), inert ezeken a helyeken a dréncsöveket a felszíni víz fogadására alkalmasan, esetenként kőrakatokkal kombinálva szükséges kialakítani. Ezeknek a pontoknak a hidraulikai méretezését a felszíni víz összegyülekezése ós a megengedhető tározási idő alapján lehet elvégezni. Ezzel a kérdéssel azonban a továbbiakban nem foglalkozunk. A mezőszerű drénezésnél a szűrő legnagyobb terhelését a maximális és éppen ezért rövid ideig tartó, pillanatnyi vízhozam szolgáltatja (Thyll et al., 1983). A maximális vízhozamot elméleti úton a talaj pórusterének feltöltődési és kiürülési folyamatából számolhatjuk ki a szűrő hidraulikai méretezésének végrehajtására. Ennek elve az 1. ábra jelölését alkalmazva a következő. Feltételezzük, hogy a csapadék, felszíni összefolyás és talajvíz hozzáfolyás hatására kialakult a hf helyzetű depressziós görbe. Ezt a leszívási görbét a termesztett növénytől függően t nap alatt a h

a szintre kívánjuk leszállítani. A két görbe által közrefogott egy folyóméter hosszúságú talajtestben tározott vízmennyiséget parabola alak feltételezésével a F = — [aIj • (h/ — ha) ö (1) A (4) egyenlet idő szerinti első differenciálhányadosa szolgáltatja a maximális drénvízhozainot, azaz = y juLh

t dV ^

max — dí — 1,16 exp (-t/j) [m

3/m -d] (5) egyenlet adja, ahol //, a vízteleníthető pórustér, L a szívótávolság [m], hf, h

a a kezdeti és a tervezett leszívási görbe tetőpontja, a szívók fektetési síkja felett [m], A leszívási görbe időbeni változását a A« = l,16 7í/exp (~tjj) (2) egyenlettel közelíthetjük, ahol L

2 [d] (3) kD-10 a tározási idő k a talaj vízvezetőképessége [m/d], D az áramlásban résztvevő számított talajréteg vastagsága [m], t víztelenítési idő [d]. Helyettesítsük be (l)-be a (2) egyenletet, aminek eredményeként kapjuk Az egyenlet kifejezhető az L szívótávolság figyelembevételével [l/s -ha] mértékegységben is. Ekkor: 4 1,16 exp ( — t/j) ?max = — Ithf 0^)0864 [1/

S"

ha] (6

) A szűrő hidraulikai méretezésénél feltétlen figyelembe kell venni, hogy az (5) egyenlettel számítható vízhozam nem mindenhol, csak a hálózat legjobban terhelt helyein jelentkezhet. Ez a vízhozam tehát csak a kritikus helyen lévő talajcsövek szőrözésének hidraulikai méretezésére szolgál. Ugyancsak nagy hiba lenne, ha ezt a térben ós időben változóan jelentkező pillanatnyi maximális drénvizhozamot használnánk fel közvetelen módon a teljes hálózat átlagos fajlagos vízhozamának meghatározására. E módszer előnye, hogy a méretezéshez nincs szükség csapadékadatokra, az alapvetően talajtani vonatkozású szőrözéshez az elvileg lehetséges maximális vízterhelést talajtani és hidrológiai jellemzők függvényében adja meg. 4. A csőhálózat és bel'ogadó mértékadó vízhozama A csőhálózat és a befogadó hidraulikai méretezéséhez szükséges mértékadó vízhozamokat a tervező elvileg kétféleképpen: tapasztalati adatok alapján, vagy elméleti összefüggés útján határozhatja meg. Miután a drénvízkifolyások közvetlenül is megfigyelhetők, a csőhálózat és befogadó méretezéséhezkülönösen indokolt lenne a kísérleti telepek mérési adatait alapul venni. A tapasztalati adatok felhasználását egyrészt az gátolja, hogy a megfigyelések nem egységesek, nincsenek általános használató formában feldolgozva, másrészt egy 20—50 éve megépült telep és a jelenlegi tervezési elvekkel, kiviteli technológiákkal megvalósult hálózat között lényeges minőségi eltérések lehetnek. Ennek következtében jelenleg a tervezők az elméleti úton meghatározott vízhozamokat használják fel a hálózat csőhidraulikai méretezéséhez, illetve a befogadó mértékadó vízhozamának meghatározásához. A méretezési vízhozamok meghatározásánál a mr.ximális drénvízhozam értékéből indulnak ki és azt a szívóhosszak ós a vízgyűjtő terület nagyságától függően az MI—10 173 Műszaki Irányelv szerinti redukciós tényezőkkel csökkentik. A számítás nagyságrendileg megfelelő értéket ad, de megállapítható, hogy esetenként hidraulikailag túlméretezik a drénhá láza tot. Ennek elsősorban az az oka, hogy a redukciós tényezők nem veszik figyelembe a drónhálózat minőségi jellemzőit. így például ezzel a módszerrel nincs lehetőség a drénárok kialakításának módját számításba venni, holott a kísérleti telepek tapasztalatai is rámutattak arra, hogy az árokszűrőzésnek, mélylazításnak lényeges szerepe van a túlnedvesedett foltok vízmentesítésóben és a lefolyó víz újra szétosztásában, azaz tározásában.