Hidrológiai Közlöny 1989 (69. évfolyam)

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

18 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1989. 69. ÉVF., 11,. SZAM 5. Javaslat a csőhálózat és befogadó mértékadó vízhozamának meghatározására Az időszakosan magas talaj vízállású területeken a drénhálózat fő feladata a csapadék hasznosítása és talajjavítási célok mellett a talajvízszint szabályozása. Ez indokolja, hogy a hidraulikai és hidrológiai méretezésnél a talajvízszint változásából induljunk ki, mivel értéke pontosan meghatározható, és valamennyi vízháztartási elemet összetevőként tartalmazza. Az egyszerűsített vízháztartási egyenlet talajvízre rendezve: T =G—E—ET — T

t, Cm — 0,1 • [x - Ah,, (8) egyenlettel számolható, ahol C

m az ra-edik nap talajvízterheléssel egyenértékű csapadékterhelése [mm], Ahm az m-edik nap talajvízterhelése vízszintemelkedésben kifejezve [cm] és ft a vízteleníhető pórustór, térfogat%. ih ih ih-konst. t=0 m-S m-3 m-l 1D-U m-2 m "ft ,, (7) ahol T a talajvízbe jutó vízmennyiség, C a leesett csapadék és öntözővíz, E a felületről lefolyásra kerülő vízmennyiség, ET evapotranszspiráció és T

t a talaj nedvesség változása. Tehát egy terület talajvízjárása lényegében a vízháztartási elemek eredőjének is tekinthető, hiszen a csapadék, felszíni- és felszínalatti lefolyás, infiltráció, intercepció és evapotranszspiráció együttes hatására alakul ki. Drénvízkifolyás akkor lesz, amikor a talajvíz szintje a szívók fektetési szintje fölé emelkedik, azaz a szívó hidraulikailag mint nyelő a talajvíztérből vizet vezet el. Nem indokolt tehát a talajcsőrendszer közvetlenül csapadékra történő méretezése, hiszen pl. egy 1,1 m-es átlagos fektetési mélység esetén, vályog talajt figyelembe véve a szívók fölötti talaj hasáb — a mély lazítás hatásától függően — elméletileg mintegy 120—160 mm csapadék befogadására alkalmas. Ez a nagy tározótérfogat már önmagában is nagy üzembiztonságot ad a drónrendszerekoék. Egy ilyen 120—160 mm-es csapadék mintegy 1%-os előfordulási valószínűségű 6 napos nagy csapadéknak felel meg. Több drénvízátemelő meghibásodása (az átemelés szüneteltetése) is mutatja, hogy ez a talaj tározótór több hetes időszak csapadékát képes a növényzet károsodása nélkül felfogni. A drének üzemszerű működése akkor indul be, amikor a nedves periódusban a talajvíz szintje a szívók szintje fölé emelkedik. A méretezés alapja tehát a fokozatosan emelkedő talajvíz, amelyet a mezőgazdasági igényeknek megfelelően a kiépített talajcsőrendszerrel mintegy „lefölözünk". Ennél az elvezetésnél indokolt, hogy szabályozott legyen, s a műszaki lehetőségektől függően igazodjon a növények vízigényéhez. A talajvízből való mértékadó vízhozam számítása a mértékadó csapadékok alapján Dvorák (1982) módszerével történik (Madarassy, 1982). A talajvízszint emelkedéséből származó talajvízterheléssel egyenértékű csapadékterhelés, vagy egyszerűbben a Ah

m rétegben tározott vízmennyiség a vízteleníthető pórustér függvényében a 0 b, 2. ábra. A talajcsőhálózatot terhelő talajvízállás idősor A depressziós görbe Ah

m értékének értelmezését az 1. ábra tartalmazza. A talaj vízterlielós meghatározása az országos mérőhálózat hosszú adatsorú talajvízkútjai három naponkénti mérési adatsorának, és/vagy rövid adatsorú talajvízszint megfigyelőkutak hidrológiai elemzésének felhasználásával oldható meg (Katona és Szűcs, 1982; Szűcs és Katona, 1984). A talajcsőhálózatot terhelő talajvízállás-idősorok két jellemző típusba sorolhatók (2. ábra): (a) eset: a tetszőleges időpontban kezdődő azonos nagyságú mérsékelt ( <3 cm/d) napi talajvízszintemelkedés; (b) eset: a tetszőleges időpontban kezdődő változó nagyságú napi talajvízszintemelkedés. Több — Dél-Alföldön elhelyezkedő — talajvízkút adatsort átvizsgálva megállapítottuk, hogy a 2. ábra b) jelű terhelése ritkábban, az esetek mindössze 20—25 % -ában fordul elő. Emiatt és gazdaságossági megfontolásból is, tehát az általánosnak mondható a) jelű talajvízterhelésre célszerű méretezni a rendszert, ab) jelű terhelésre csak az ellenőrzés javasolt. • Az ra-edik napon jelentkező drénvízhozamot Dvorák (1982) módszerét adaptálva, a következő összefüggés szerint lehet számítani: Qlm8 On = 1. 3. 5. 1 n' [1 — exp (— n

2a)] + -\-Cm—i eo 2 X [exp ( — n

2a) — exp (— 2w

2a)] + . . . j ahol a a j tározási tényező reciproka, azaz 1 10 kD [1/d

] (9) (10) Az m, m — 1 értelmezését a 2. ábra, C

m értékét pedig a (8) egyenlet mutatja. A többi változó jelentése a (6) egyenlet ismertetésénél található meg. A számítás egyszerűsítése céljából a (9) egyenletet a következő alakra lehet hozni: gtm — Cm. 5t»f Cffl-1. ahol qtm az m-edik napon jelentkező fajlagos drénvízhozam [mm/d], B

m tényező értékeit az a = ljj függvényében a 3. ábra tartalmazza.