Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.12.1964, Page 26

82
TlMARIT VPI 1964
AURBURÐUR OG LEKAHÆTTA
UPPISTÖÐULÓNUIVI
Eftir Hauk Tómassou, jarðfræðing.
1. Inngangur.
Margir virkjunarstaðir hérlendis eru á svæð-
um þar sem ár renna á hraunum eða öðrum
mjög ungum og lekum jarðlögum. Því er svo
varið um alla virkjunarstaði í Tungnaá og í
Þjórsá og Hvítá neðanverðum. Einnig rennur
Laxá í Suður-Þingeyjarsýslu á hraunum og Jök-
ulsá á Fjöllum er á ungu grágrýti, sem nýlega
hefur sprungið og missigið og er af þeim sök-
um mjög lekt. Við allar þessar ár er jarðvatns-
borð víða langt undir árbotni og ýmis önnur
atriði benda til þess að árnar renni í þéttum
stokk ofan á hraununum. Það sem þétt hefur
hraunin er aurburðurinn, sem þær flytja með
sér og á sumrin er verulega blandaður jökulleir
í öllum þessum ám nema Laxá í S-Þingeyjarsýslu,
en hún flytur með sér kisilgúr og aðrar lífrænar
leifar úr Mývatni, sem hefur svipuð áhrif og aur-
burður jökulánna.
Vegna virkjunaráætlana á þessum svæðum get-
ur verið mikilsvirði að fá hugmynd um, hversu
ört þessi þétting á sér stað. Gerð þéttitjalda, sem
ef til vill mætti komast af án, kostar háar upp-
hæðir, jafnvel í hlutfalli við heildarkostnað virkj-
ananna. Fyrir tilstilli Jakobs Gíslasonar, raforku-
málastjóra, var gerð tilraun í því skyni að afla
helzt einhverrar tölulegrar myndar af þéttunar-
eiginleikum jökulvatns, eins og það er í stórám
okkar á hugsanlegum virkjunarstöðum. Tilraun
þessi fór fram á sumrinu 1963.
Áður en tilrauninni verður lýst skal fyrst fjall-
að um vatnsleiðni hraunanna við Tungnaá og
Þjórsá, en einmitt þau hraun eru bezt rannsök-
uð allra hraunasvæða á landinu með yfir 60 bor-
holum boruðum í jarðtæknilegum tilgangi á
svæðinu, með lektarmælingum á flestum holum
og jarðvatnsmælingum við og við, síðan þær voru
boraðar. Sérstaklega er svæðið við Búrfell í
Þjórsárdal vel rannsakað, en þar eru á 6 km
löngu og 2 km breiðu svæði 49 holur í Tungna-
árhraununum.
2. Vatnsleiðni hraunanna.
Samkvæmt lögmáli Darcy’s fylgir jarðvatns-
rennsli eftirfarandi formúlu
v = ki (1)
þar sem i er jarðvatnshallinn; v straumhraðinn
og k vatnsleiðnistuðull. Hér á eftir fer tafla um
vatnsleiðnistuðul í ýmsum tegundum jarðvegs.
Er hún úr bókinni „Groundwater and Seepage“
eftir Milton E. Harr.
TAFLA i
Jarðvegstegund
Vatnsleiðnistuðull k, cm/sek
Hrein möl
Hreinn grófur sandur
Blandaður sandur
Finn sandur
Méla og sandur
Méla
Leir
10° og þar yfir
10°—-10-=
10-= — 5 X 10-3
5 X 10-= —10-3
2 X 10-3 — 10~4
5 X 10-4 — 10-5
10-" og þar undir
Darcy’s lögmál gildir um ,,laminert“ jarðvatns-
rennsli. Ekki er víst, og meira að segja ólík-
legt, að jarðvatnsrennsli í hraunum sé eingöngu
,,laminert“. Fyrir ,,turbulent“ jarðvatnsrennsli er
samband straumhraða og jarðvatnshalla á þessu
formi:
i = a v + b v" (2)
þar sem a og b eru stuðlar en n er veldisvísir,
sem liggur milli 1 og 2. Raunverulega fellur
Darcy’s iögmál undir formúlu (2) þegar n = 1
og þá k = ]/(a + b).
I reikningum þeim, sem hér fara á eftir, verð-
ur k gildi reiknað út eftir Darcy’s lögmáli án til-
lits til þess að það gildir sennilega ekki fyrir allt
jarðvatnsrennsli í hraunum. En upplýsingar eru
alls ekki fyrir hendi til þess að unnt sé að reikna
út samband jarðvatnshalla og straumhraða sam-
kvæmt formúlu (2). Hafa verður í huga að k
gildið er ekki stuðull, þegar jarðvatnsrennsli er
að einhverju leyti ,,turbulent“, heldur aðeins
hlutfallið milli straumhraða og jarðvatnshalla
við hinar gefnu aðstæður.