Thyll Szilárd – Fehér Ferenc – Madarassy László: Mezőgazdasági talajcsövezés (Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1983)
3. A talajcsövezés alapjai
Mód van arra is, hogy meghatározzuk a talajban a tényleges szivárgási sebességet. Ez nagyobb, mint a látszólagos sebesség. Értékét a talaj hézagtérfogatának (pórusvolumenének) ismeretében határozhatjuk meg: Q v n A n (3-31) ahol: vt — a tényleges szivárgási sebesség, Q — a vízhozam A — a keresztmetszeti terület, n — a hézagtérfogat, v — a látszólagos szivárgási sebesség. A Darcy-törvény csak lamináris vízmozgásra érvényes, tehát amikor a Reynolds-szám kisebb 5-nél. (A Reynolds-számot az Rc = -—— összefüggéssel számítjuk, ahol a deB az effektív szemcseátmérő, v a kinematikai viszkozitás, V a talajvízáramlás sebessége.) Fenntartásokkal lehet csak figyelembe venni érvényességét az ún. mikroszivárgási tartományban. Itt ugyanis a szivárgási sebesség már nincs egyenes arányban a nyomásgradienssel, mert inkább a kapilláris erők dominálnak. Az is lényeges feltétel, hogy a Darcy- törvény csak kétfázisú állapotban érvényes. Abban az esetben, ha levegő is van a szivárgási térben, a szivárgási sebességet a nedvességpotenciál határozza meg. A Darcy-törvény lényege tehát, hogy a sebesség és a nyomásgradiens között egyenes arányosság van és az arányossági tényező a szivárgási tér anyagi jellemzője. A vízáteresztő képességet (vízvezető képességet, szivárgási tényezőt, hidraulikus vezetőképességet) fel lehet fogni egységnyi nyomás- gradiens mellett kialakuló szivárgási sebességnek is. Meghatározása a szivárgáshidraulikai feladatok (és így a talajesövezés) számára elsőrendű fontosságú. A vízáteresztő képesség mérésére szabadföldi és laboratóriumi módszereket dolgoztak ki. Ezeket a módszereket a 4. fejezetben ismertetjük. Meg lehet határozni a szivárgási tényezőt elméleti úton is. Tételezzük fel, hogy a talaj mint porózus anyag olyan csövekből áll, amelyeknek átmérője az átlagos pórusnagyságnak felel meg. Ebben az esetben ki lehet indulni a cső vízszállító képességét leíró egyenletből. Megfelelő átalakítások után az egyenlet o <12 ng 32 T) ’ (3-32) ahol: /,- — a szivárgási tényező (vízáteresztő képesség), (I — az átlagos pórusméret, o — a sűrűség, g — a nehézségi gyorsulás, i] — a dinamikai viszkozitás. 47
