2014. március 21., péntek

Hazai gyakorlatban elterjedt vízvezető képesség meghatározási módszerek


Az in situ hidraulikus vezetőképesség meghatározási módszerek közül a duplakeretes (double ring) eljárást alkalmazzák a legtöbbet. Az 1. képen látható módon két, eltérő átmérőjű gyűrűt helyezünk az előkészített mintaterületre. Általában 20 cm átmérőjű belső és 40 cm átmérőjű külső keretet szoktak alkalmazni. Mind a két gyűrűben kb. 1 cm magas vízoszlopot állítunk be, melyet folyamatosan pótlunk. A belső keretből történő fogyást jegyezzük le, melyből a  KS értékét az átmérő ismeretében ki tudjuk számítani. A külső keret az oldalirányú elszivárgás kiküszöbölését szolgálja.

1. kép: A duplakeretes módszer terepi alkalmazása. 2011. Sekule (Szlovákia).


Azonban fel kell hívnom a figyelmet arra a tényre, hogy a vízvezető képesség értéke nem független az alkalmazott keretek átmérőjétől. Dr. Fodor Nándorral végrehajtottunk egy kísérletsorozatot a kör méretének változtatásával Őrbottyán mintaterületén, mellyel alátámasztottuk Gregory és munkatársai 2005-ös, illetve Lai és Ren 2007-es eredményeit a módszer léptékfüggésére vonatkozóan.

A laboratóriumi gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott eljárások az állandó és csökkenő víznyomás módszere 100 cm3-es bolygatatlan mintákon mérve.  

 Véleményem szerint különböző fizikai féleségű mintaterületek (homok, vályog és agyag) hidraulikus vezetőképesség értékének meghatározására a 100 cm3-es patronon mért csökkenő vízoszlop módszere megbízhatóbb és összehasonlíthatóbb eredményeket szolgáltat, mint a klasszikus állandó víznyomás módszere. Ennek oka, hogy az állandó vízoszlop módszer alkalmazásakor a belső és a külső vízmagasság is állandó, ― köztük néhány cm a szintkülönbség ― így a kis nyomáskülönbség következtében nem vagy csak alig lehet észlelni a szintkülönbséget kötöttebb talajok esetében. Ezáltal az érték pontos leolvasása bizonytalanabb. A csökkenő vízoszlop módszerénél a külső vízszint állandó, míg a belső vízszint változik, így nagyobb nyomáskülönbség jöhet létre, mely következtében a vízszint különbség is jelentősebb és jobban leolvasható. Mivel az őrbottyáni homok, nagyhörcsöki vályog és szurdokpüspöki agyag fizikai féleségű talajok telítési vízvezető képességét hasonlítottuk össze, ezért célszerűnek láttuk a csökkenő vízoszlop módszer alkalmazását 100 cm3-es minták esetében ― az állandó víznyomás módszere helyett. Megjegyezném azonban, hogy homoktalaj esetében mindkét módszer alkalmazható és összehasonlítható, azonban nagy vízvezető képességű talajoknál (pl. durva homok) az állandó víznyomás módszere javasolt. Ennek oka, hogy a KS értékét a gyors vízszintcsökkenés következtében nehéz pontosan leolvasni a csökkenő víznyomás módszerével. 

A csökkenő vízoszlop módszerével (Várallyay, 1973) a talaj makropórus vízvezető képességét határozzuk meg. 

Mintavételi körülmények:
 Fontos, hogy a mintavétel idején a talaj ne legyen se túl száraz, se túl nedves. A vízvezető képesség méréshez begyűjtött eredeti szerkezetű talajmintákat először vízzel kell telíteni. A telítéshez szükséges időt befolyásolja az agyagtartalom, míg homokoknál ez az idő 3 nap, addig a magas agyagtartalmú talajoknál egy hét is lehet. Fodor Nándor és munkatársai (2009) a mintavételezés során szilikon zsírral bekenték a mintavevő patronok belső falát, mellyel kiküszöbölték a mérési eredményt jelentősen befolyásoló falhatást, így a kapott KS értékek nem különböztek az etalonnak számító nagypatronos mintákétól homoktalaj esetében.