Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.10.1959, Page 14

68
TlMARIT VFI 1959
Ismyndun.
Höfundar tala yfirleitt um þrenns konar ísmyndun:
lagnarís, svifís og grunnstingul. Kanavins (8) vill þó
einungis skipta ísmyndun í tvo flokka: virka ismyndun,
undir hana fellur grunnstingull og svifís; og óvirka eSa
lagnarísmyndun. Takmörkin á milli telur hann þó ekki
skörp. öllum hinum erlendu höfundum ber saman um,
að virk ísmyndun sé hættulegust rafstöðvum.
Kenningar um virka ísmyndun eru margar og er það
einkum gi’unnstingullinn, sem valdið hefur mönnum
heilabrotum. Sú kenning, sem flestir virðast nú orðið
hallast að, er kennd við Altberg. Samkvæmt kenningu
hans er skilyrði virkrar ísmyndunar, að vatnið sé undir-
kælt. Kælingin skeður frá yfirborði, en straumhvirflar
færa hið undirkælda vatn niður á við, þar sem það frýs
við kristallakjarna í vatninu eða á botni. Sem kristalla-
kjarnar virka allar framandi agnir í vatninu, svo sem
loftbólur, sandkorn o. fl. og einnig sjálfur botninn,
sérstaklega fletir á móti straumi.
I fyrstu þótti þessi kenning ekki nægilega skýra
myndun grunnstinguls, því sézt hefur grunnstinguls-
myndun án þess að um mælanlega undirkælingu væri
að ræða.
Þá breytti Nybrant (14) þannig kenningu Altbergs,
að fyrstu kristallagenin myndast fyrst og fremst við
eða nálægt yfirborði, en ískristallar í virku ástandi
rekast á botninn, festast þar og mynda þannig grunn-
stingul. Ef kristallagenin ná að vaxa nokkuð án þess
að rekast á botn, vex flotkraftur þeirra það mikið, að
þau geta ekki lengur borizt þangað í straumhvirflun-
um og mynda þau svifísinn.
Kanadamaðurinn Schaefer (15) virðist hafa komizt
að sömu niðurstöðu, en hann kallar alla virka ísmyndun
svifís og er það vegna þess, að grunnstingul hafði landi
hans Barnes (1926) skilgreint sem ís myndaðan við
undirkælingu botnsins, og ræðst hann ekki á þá kenn-
ingu, þótt hann virðist vera í miklum vafa um hana.
Óvirk ísmyndun, eða lagnaris, myndast á stöðuvötn-
um og á lygnum í straumvötnum. Undir lagnarís getur
virk ísmyndun ekki átt sér stað. Schaefer (15) gerði
því tilraunir með að flýta fyrir myndun lagnaríss með
þvi að blanda kolsýrusnjó í vatnið. Taldi hann það
gefa góða raun.
Hér á landi gæti ég helzt hugsað mér að gagn væri
að þessari aðferð við Grímsá, því þar eru ístruflanir
eingöngu vegna virkrar ísmyndunar.
Isálagning ánna.
Isalagning skeður með tvennu móti í straumvötnum,
lagnarís myndast á lygnum og rekís þjappast saman og
frýs í hellu. Enginn höfundá nefnir hver hámarksstraum-
hraðinn megi vera svo lagnarís geti myndazt. Einn höf-
undur, Achermann (1) nefnir þó að straumhraðinn megi
ekki fara yfir á 1 m/s ef yfirborðsís á að myndast. Hér
á hann að öllum líkindum ekki við lagnarís, þvi annar
höfundur Cousineau (3), sem rannsakað hefur sérstak-
lega sjálfa ísþekjumyndunina, segir að straumhraði megi
ekki yfirstíga 70 cm/s við beztu skilyrði, ef ísrek á
ekki að pakkast undir skör eða spöng, en beztu skil-
yrði eru, að frostið sé að minnsta kosti —18°C. Sé
straumhraðinn meiri eða frostið minna, gengur rekísinn
undir spöngina og myndast krapastífla, sem hækkar
vatnsborðið ofan við stífluna. Kemur þá að þvi, að
annað hvort brestur stíflan, eða þá að straumhraðinn
minnkar nægilega til þess, að rekísinn hættir að ganga
undir skör og ísþekjumyndunin skríður upp á við. Nið-
urstaða Cousineau er, að ísþekjumyndun gengur þvi
ver sem frostið er vægar. Á mildum vetrum verða því
krapastíflur stærri, þær bresta oftar og ístruflanir
verða meiri.
Þessi beztu skilyrði, sem Cousineau talar um, munu
vera mjög sjaldgæf á láglendi á Islandi, en líklega nást
þau oft við íslagningu ánna inni á hálendinu. Er því
ekki annars að vænta en að ísþekjumyndun niðri á lág-
lendi gangi mjög skrykkjótt og mjög miklar krapa-
stíflur verði að myndast til þess að árnar leggi. 1
Þjórsá hefur myndazt allt að 18 m há krapastífla við
Urriðafoss og þá loksins skreið ísþekjumyndunin upp
ána á Skeiðum.
Kanavins (9) getur ráða til þess að stöðva ísrek. Er
þá sagaður ísfleki úr skör og lagður þvers yfir auða
álinn milli höfuðísa. Á þá ísrekið að stöðvast á flekan-
um og ísþekjumyndunin að skríða upp eftir.
Ekki held ég að þetta beri tilætlaðan árangur nema
í svo litlum straum, að ísrekið pakkist ekki undir flek-
ann. 1 Þjórsá á Skeiðum er straumhraðinn örugglega
meiri en svo, en ef til vill er unnt að finna stað 5
Hvítá ofan við Hestvatn, þar sem hægt er að koma þess-
ari aðferð við.
Ekki er í neinni hinna erlendu greina minnzt á þann
þátt, sem snjór getur haft í myndun ísskriðs. En snjór
leggur oft mikið til ísskriðs í ám hér á landi.
Guðmundur Kjartansson (11) lýsir þvi í grein sinni,
„Þurrðin i Hvítá“, hvernig mikil snjókoma getur valdið
þurrðum í ám. Þegar snjó kingir niður í kaldar ár,
geta þær ekki brætt hann og fyllast þá árnar af krapi.
Getur þetta orðið svo mikið, að áin sígur áfram sem
þykkur grautur og neðan við það svæði, sem snjó hefur
kingt i hana, dregur verulega úr rennsli. Telur Guð-
mundur það vera aðalskýringuna á þurrðunum frægu
í Hvítá.
Istruflanir.
Istruflanir, sem minnzt er á í hinum erlendu greinum,
stafa hér um bil allar af virkri ísmyndun. Hér á landi
eru slíkar ístruflanir einnig algengar, en þó engan veg-
inn algengasta form istruflana. Grimsárvirkjun og báð-
ar Laxárvirkjanirnar eru þekktastar fyrir þess konar
ístruflanir. Annars er algengasta form ístruflana hér,
að ísrek og krapaför séu svo mikil í inntakslónið, að
það hreinlega fylli og ekkert vatn náist í gegn. Allar
virkjanir hér á landi, sem á annað borð truflast af ís,
gera það á þennan hátt, nema ef til vill Grimsá, sem
ég held að einungis hafi truflazt af virkri ísmyndun.
Aðrar ístruflanir, sem nefndar eru í hinum erlendu
greinum, eru, að krapastíflur myndast neðan við raf-
stöðvar og bakvatn stíflunnar lóni inn í rafstöðina og
dragi úr falli. Slík ístruflun varð við Laxá II í vetur.
Að lokum virðist algengt erlendis, að frost valdi erfið-
leikum við að hreyfa lokur, en undan slíku er ekki
kvartað hér.
Einni ístruflun, sem hvergi er minnzt á í greinum,
hefur Guðjón Guðmundsson, deildarstjóri hjá rafmagns-
veitum ríkisins, lýst á fundum um ísamál. Verður þessi
ístruflun við lítil inntakslón þannig, að lagnarísinn leggst
á botninn, þegar lágt er í lóninu, og frýs þar fastur. Við
endurtekna* dægursveiflu vatnsborðsins í lóninu leggst
lag á lag ofan af ís á botninn og fyllir þannig lónið
smám saman. Rjúkandivirkjun er þekkt fyrir slíkar
truflanir.