Vízügyi Közlemények, 1960 (42. évfolyam)

4. füzet - VI. Képek a Föld különböző részeinek vízépítési munkáiról

(23) Mit der Entfernung von der Wasseroberfläche wachsen die passiven Kräfte an (das Eigengewicht der Wassersäule und der Reibungswiderstand), doch wächst auch die aktive Kraft, da nur immer engere — der Bildung stärker gekrümmter Menisken günstige — Gänge die anwachsenden Wassersäulen im Gleichgewicht halten können. Eine besondere Kombination der Kräfte ergibt, dass die zweite Periode des Ansteigens mit der Jáky-schen Potenzparabole gekennzeichnet werden kann (Gleichung 25.), was im logarithmischen Netz einer Geraden entspricht und so zur graphischen Extrapolation gut geeignet ist. Mit der Reihenentwicklung nach Taylor der für die erste Strecke gültigen klassischen Weg — Zeit Funktion (Gleichung 13) ist es beweisbar (Gleichung 2ü), dass 1. die Funktion in dem Fall, wenn z im Vergleich zu ft

c eine kleine Menge ist (d. h. wenn von einem je geringeren Anstieg, oder je feiner gekörntem Boden die Rede ist), durch eine Parabole zweiten Grades ersetzt werden kann, 2. der Exponent iler für die zweite Strecke allgemein gültigen Potenzparabole immer kleiner als 0,5 ist. V. Über dem Grundwasserspiegel bilden sich also zwei kennzeichnende, gut de'inierbare kapillare Gebiete: die „Zone der gleichmässigen Sättigung", binnen deren die Bewegung hervorrufende hydrostatische Spannung (Differenz der Oberflächendrücke: h

c

n • ö), die relative Feuchtigkeit (r) und der die Strömung hemmende Reibungswiderstand (k) beständig sind und die Geschwindigkeit des Anstiegs mittels des Darcy-schen Gesetzes gekennzeichnet werden kann, die dem anschliessende „Zone der abnehmenden Sättigung", welche der zur Aufrechthaltung der Strömung nötige Druckunterschied und der allmähliche Anstieg des Reibungswiderstandes, die ständige Verringerung der relativen Feuchtigkeit nach dem Wahrscheinlichkeitsgesetz kennzeichnet. Der Anstieg ist hier eine parabolische Funktion der Zeit. Die Einführung des Regriffes „gleichmässige Sättigung" befürwortet einesteils der Umstand, dass ihre obere Grenzlinie eindeutig bestimmt werden kann, andernleils, dass sie mit dem Verhältnis der aktiven und passiven Kräfte, schliesslich also mit der Physik der kapillaren Strömungen eng verbunden ist. Den Begriff der kennzeichnenden kapillaren „Anstiege" betreffend ist 1. ft,. (

ft

c

n

) jene Höhe, binnen welcher r und к beständig sind, bzw. jener Druckunterschied (ft

c

n • 6), welcher im Gebiet der gleichmässigen Sättigung als Bewegung erregende aktive Kraftwirkung tätig ist, 2. ft,.

c (obere Grenze des Anstiegs) ist jene Höhe, bei welcher a) die hydrostatische Verbindung mit dem Grundwasser abreisst, b) der Wassergehalt des Bodens sich nahezu gleich gestaltet und c) die Gesetze des Kapillarphysiks nicht zur Geltung kommen. VI. Lockere, trockene gekörnte Böden brechen bei Wasseraufnahme bedeutend zusammen. Der auf die Höhe der Bodenprobe bezogene spezifische Zusammenbruch (e)wächst mit dem Abnehmen der Korngrösse an (Tabelle IV.), reagiert bei demselben Boden empfindlich auf die Dichte (Bild 17). Der zur lockersLen Porenziffer (e„) gehörende maximale Zusammenbruch (gm»*) ist ein - in geringem Mass auch von den geometrischen Abmessungen der Probe abhängiger — bodenphysikalischer Kennwert (Bild 18). VII. Im Laufe der üblichen Laboratoriumsversuche wird im allgemeinen die Verteilung der relativen Feuchtigkeit nicht bestimmt und dieser Umstand bei der Versuchseinrichtung garnicht berücksichtigt. In Unkenntnis der oberen Grenzlinie der Zone der gleichmässigen Sättigung ist es nicht einmal möglich, die für die untersuchte Strecke gültige Geschwindigkeitsfunktion aufzuschreiben. Es ist nicht geklärt, ob die Kapillarimeter die Höhe der von Zunker definierten „geschlossenen" oder „gleichmässig gesättigten" Zone, oder einen anderen — grössenordnungsmässig wahrscheinlich ähnlichen — Wert angeben. VIII. Anhand der Forschung lenkt der Verfasser das Augenmerk auf einige praktische Anwendungen, zum Beispiel: a) bei der Berechnung der kapillar beförderten Wassermenge ist auch die relative Feuchtigkeit zu berücksichtigen: sie verringert die Durchlässigkeit und den wasserführenden Querschnitt,