Náttúrufræðingurinn - 1981, Page 132

2. mynd. a) Vatn rennur úr geymi með vatnsborði H, um
víða pípu með lengd L. Þrýstifall eftir pipunni er hverf-
andi lítið og þrýstingur við enda hennar því næst hinn
sami og í geyminum. b) Sandur i pipunni veitir viðnám
gegn streymi og veldur þrýstifalli eftir pipunni. Við enda
hennar er þrýstingur til muna lægri en i geyminum. — a)
Wide þipe without sand. Pressure drop due to flow is negligible. b)
Sand in the pipe resists the flow and causes considerable pressure
drop.
Lektin k er óháð vatninu. Hún fer
eftir gerð bergsins og innbyrðis tengingu
þeirra holrýma, sem vatnið fer um. Vel
vatnsgengt berg hefur lekt k = M0 l2m2.
Til þæginda í reikningum er því oft
notuð einingin Darcy (1 Darcy =
0,987 10 ,2m2), eða jafnvel millidarcy
(lmd= 10 :,Darcy) um trega lekt bergs.
Ung hraun, gjall og laus jarðlög með
möl og sandi eru vel lek. Þegar berglög
fergjast með tíma og útfellingar fylla
flest holrými, verður lektin smám saman
tregari. 1 tertíeru bergi er lekt orðin
mjög treg um bergið sjálft, en vatn
smýgur helst um gróf millilög og berg-
ganga eða sprungur og brot, sem hafa
myndast við höggun bergstaflans.
Dæmi um niðurstöður mælinga á
lektarstuðli og lekt i ýmsu bergi eru sýnd
í grein Kristjáns Sæmundssonar og
Ingvars Birgis Friðleifssonar (1980) í
þessu hefti.
Lektarstuðullinn K er háður seigju
vatnsins auk lektar bergsins og fer veru-
lega hækkandi með hita eftir því sem
seigjan minnkar (3. mynd). Heitt vatn
smýgur um fínustu rifur í bergi, þar sem
kalt vatn kemst erfiðlega vegna meiri
seigju. Mest munar um hitnun upp
undir 100°C. Við 200°C er lektarstuð-
ullinn tiu sinnum hærri en við 5°C.
Berghiti og
varmastraumur
Jörðin er heit hið innra og tapar
varma til yfirborðs. I þurru bergi fellur
hitinn jafnt til yfirborðs og varma-
straumurinn er i réttu hlutfalli við hita-
fall en öfugu hlutfalli við vegalengd. I
bókstöfum verður jafnan
. t,-t2
q,i_ K l
þar sem
T2 er hiti við yfirborð (°C),
T, er hiti á dýpi L undir yfirborði (°C),
qh er varmastraumur til yfirborðs
(J/s m2= W/m2),
L er vegalengd, sem hitafallið T, — T2 er
mælt yfir, og
Xer varmaleiðni bergsins (W/m°C).
Við sjáum að hér er enn hliðstæða við
Darcy-lögmál og Ohms-lögmál. Hita-
munur knýr varmastrauminn líkt og
vatnshæðarmunur vatnsrennslið og raf-
spennumunur rafstrauminn.
Þessi jafna gildir um þurrt berg og
heldur einnig gildi sínu í vatnsósa bergi,
274