Jökull


Jökull - 01.12.1982, Blaðsíða 25

Jökull - 01.12.1982, Blaðsíða 25
mostly volcanic tufFs. According to seismic results of Palmason (1971), the total integrated thicknessofthe flood basalt formation varies from 3 to 9 kilometers. The basalt plateau is heavily eroded, faulted, in- truded by a number of central volcano structures and transsected by an enormous number of basaltic dikes. Dense swarms ofdikes radiatingout from the volcano cores are a frequent occurrence. Although the hydrological properties of the plat- eau are not well known, a few main features appear quite clear. There is concentrated horizontal per- meability or íluid conductivity along many contacts of lava beds and/or tuffs. The bulk of the individual lava beds is, on the other hand, apparently ofa very low conductivity. Concentrated vertical fluid con- ductivity is mainly up along the walls of dikes or possibly through dikes of a sufficiently open colum- nar structure. The role of faults is much less clear. I he open interbed contacts and the open dikes thus appear to be the major fluid conductors of the flood basalt series. Superimposed on the system of major conductors there may be a more dispersed fluid conductivity through smaller fractures and openings. Little is known about this type of conductivity, and it appears to be of less importance for the develop- ment ofgeothermal systems. To attempt at quantifying rock/water heat trans- fer in the above scenario, it is useful to introduce typical idealized fluid conducting elements that can provide simple models of the heat transfer processes m the real situations. In this respect pipe-like and sheet-like elements are of particular interest. The pipe elements carry concentrated currents ofwater with a small cross section over long distances. Many such elements can form pipe-grids. The sheets are fracture type elements having a large rock/water contact area but a very small aperture. Clearly, there can be systems of interconnected sheets form- tng one- or two-dimensional networks. Moreover, the orientation of sheets is important. Open forma- tion contacts generate horizontal flow-sheets while openings along the walls of dikes represent vertical flow sheets. Of particular interest is that the latter type of sheets can harbor convective íluid move- ments that transfer heat vertically up. The cooling of the formations at the lower end leads to thermo- elastic contraction that increases the local aperture and opens up new fracture space. The open vertical flow sheet can thus migrate downward by such a process that we shall refer to as convective down- ward migration (CDM). The process has been dis- cussed elsewhere by the present writer (Bodvarsson 1979, 1982a) and involves concepts that have been advanced earlier by Bodvarsson (1951), Palmason (1976), White (1968), Bodvarsson and Lowell (1972) and Lister (1972, 1974, 1976). The heat transfer in the above type of elements will now be discussed in little more detail. Thesinglepipe. The pipe-like conductors represent the simplest case. Although a variety of irregular cross section can be envisioned, rather elementary potential theoretical arguments indicate that on a sufficiently long time scale, apipe afany meaningful cross section can be approximated by a pipe of a circular cross section with a properly chosen equi- valent diameter d. Since a discussion of the argu- ments involved would not be too useful here, we will refrain from entering into details. Consider now a horizontal pipe of diameter d that is buried at a depth D below the surface ofa homo- genous/isotropic half-spaceofthermal conductivity k and dilfusivity a. Let the temperature of the half- space away from the pipe be T and the pipe surface have a temperature zero. An elementary potential theoretical argument shows that in a steady state situation, the rate of heat uptake by conduction per unit length of the pipe is (Bodvarsson 1949) H = 277kT/ln(4D/d) (1) Carslaw and Jaeger (1959) furnish the appropriate relations for a transient situation. Let the pipe be emplaced at time t = 0. For times t in the interval 250 d2/a <t < D2/4a, the rate of heat uptake is approximately H = 4xrkT/ln(1.2N) (2) whereN = 4at/d2 is theFouriernumberofthepipe. Grid ojpipes. The transient heat uptake by a grid of parallel pipesofspacing s that were embedded at time t = 0 in a homogeneous conducting space of initial temperatureThas been discussed by Bodvars- ronand Reislad (1982). In thesamesettingand using the same notation as above, the rate of heat uptake per unit length of each pipe is given by H = T/R ' (3) where R is the conduction resistance which for t > 250 d2/a is R = ((7rat)l/2/2ks) + (ln(1.2N)/47Tk). (4) The horizontal sheet in steady state. Let the sheet be buried at a depth D, and, íör convenience, be rec- tangular of dimensions B X L where B>>D, L>>D and have an aperture that is negligible as compared to D. There is a uniform/unidirectional flow of water along L and of magnitude m per unit JÖKULL 32. ÁR 23
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132
Blaðsíða 133
Blaðsíða 134

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.