Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Sidor ...
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
136
TEKNISK TIDSKRIFT
27 sept. 1930
ökas under vintern genom fortsatt värmebortgång
men upphör, när den resulterande värmebortgången
från ytan blir lika stor som värmetillförseln.
I ett rinnande vattendrag uppkommer däremot, efter
det att vattnet på samma sätt som i en sjö antagit
temperaturen 4°, vid fortsatt avkylning en
temperatursänkning hos hela vattenmassan ned till
ungefärligen 0°. På grund av vattnets virvlande rörelse
blir skillnaden i temperaturen mellan botten och
ytvattnet ringa, även om strömningshastigheten är
ganska låg. Vid ytterligare avkylning genom vattnets
beröring med den kallare luften samt genom
avdunstning och värmeutstrålning övergår en del av
vattnet till is, men på grund av rörelsen kan icke till
en början helt istäcke bildas. En del av vattnet kan
bliva underkylt, utan att iskristaller uppstå. Vid
vattnets gång genom strida forsar blir avkylningen
mera intensiv genom effektivare blandning med kall
luft och kraftigare avdunstning.
Isbildning uppstår i ett rinnande vattendrag på
olika sätt, beroende på älvbäddens tvärsektion och
på vattendragets profil. Om kölden varar
tillräckligt länge, inträder emellertid liksom i en sjö
jämvikt mellan värmetillförseln och värmeavgången.
I en lugnt framrinnande älv komma förhållandena
då att i allmänhet bliva följande. Isbildningen
börjar invid stränderna, men det genom
värmebortgången underkylda vattnet kan ofta åstadkomma
bildandet av grundis på älvens botten, även vid ett
vattendjup av flera meter. Dylik isbildning på
bottnen börjar i allmänhet på uppstående föremål såsom
stenar, vattenväxter o. dyl. Sedan bottenisen nått
en viss tjocklek och samtidigt ytis börjat bildas utmed
vattendragets stränder, plägar bottenisen efter några
dagar lossna och flyta upp till ytan, varvid
isförhållandena på älvens yta snabbt förändra sig. Älvens
yta kan då på en enda dag bliva fullständigt uppfylld
med is. Om köld råder kan då fast istäcke hastigt
bildas. Härigenom minskas emellertid
värmeavgången från ytan i så hög grad, att temperaturen hos
älvvattnet snart stegras något över 0° genom den
värmetillförsel, som äger rum från älvens botten, och
den värmeinstrålning av direkt solljus eller från
atmosfären, som genom vattnet och till en del även
genom isen når ned till vattnet och till älvens botten.
Resultatet härav blir snart nog, att öppen ränna
uppstår i älvens mitt eller där annars vattenhastigheten
är störst. Den öppna rännans bredd är vid stabila
temperaturförhållanden beroende på lufttemperaturen
och av de övriga faktorer, vilka inverka på
värmehushållningen.
Man kan på detta sätt beräkna den medelbredd en
dylik öppen ränna bör hava för att jämvikt i
värmehushållningen skall erhållas. Enligt kalkyler, som
utförts av docenten O. Devik vid Norges tekniska
högskola i Trondhjem, kommer man till det resultatet, att
värmeförlusten från älvens yta under vintern vid
—10 °C vindstyrkan 1 Beaufort och klart väder är
omkring 5 000 kg cal/m2 och dygn; från klar is är
motsvarande tal ca 2 000 kg cal/m2 och från snötäckt
is ca 200 kg cal/m2. Då värmetillförseln från botten
åtminstone vid vinterns början spelar en viss roll och
värmeinstrålningen under dygnets ljusa timmar är av
samma storhetsordning som utstrålningen under
natten, kan man uppskatta, att exempelvis Göta älv, där
den framrinner lugn med 500 m bredd, 10 m djup och
en vattenhastighet av 0,1 m, skulle erhålla en
genomsnittlig bredd hos öppet vatten av 50 à 100 meter.
Senare på vintern, då den magasinerade värmen i
älvens botten är obetydlig, blir det öppna vattnet
mindre, vid dagsmeja på eftervintern blir rännans
bredd hastigt större.
Vid låg temperatur inträder isbildningen i en strid
forssträcka på så sätt, att det underkylda vattnet
virvlas ned mot bottnen, fäster sig på stenar och
klippspetsar, bildande ett ganska sammanhängande
men oregelbundet iskonglomerat. Då forssträckan
emellertid aldrig är fullt regelbunden, uppstår
hastigare kristallisation på ställen, där djupet är mindre,
varigenom en serie isdammar tvärs över forsen plägar
bildas, och vattendragets överyta blir på detta sätt
avtrappad. Vid fortsatt kyla kunna dessa dammar
nå en eller annan, ja, ibland flera meters höjd, varvid
vattenhastigheten mellan isdammarna blir ringa och
vattendraget belägges med fast istäcke. På grund av
den minskning i värmebortgången, som därav blir en
följd, kan älvens vatten skära sig ned under de
bildade isdammarna och bibehåller därefter under
återstoden av vintern ett smalt, öppet lopp mellan de
till en början bildade isdammarna. Även i en strid
fors uppstår på detta sätt stabilitet i isbildningen, när
avkylningsytan av det öppna vattnet blir ringa och
värme dessutom upptages från älvbottnen. Ett visst
värmetillskott erhålles också genom rörelseenergiens
övergång till värme. I en dylik forssträcka kunna ju
vissa partier vara helt tillfrusna och vattnet
fram-rinna under isen, men här och var uppträda öppna
stråk, från vilkas yta värme i sådan mängd avgår, att
jämvikt uppstår i forssträckans värmehushållning.
Vid starkare kyla minskas de öppna stråken, vid
mildväder ökas de i omfattning, vilket varje vinter
kan observeras.
I en dylik forssträcka bliva emellertid i allmänhet
förhållandena mycket oregelbundna på grund därav,
att lufttemperaturen icke sakta och kontinuerligt
sjunker ned under 0-punkten och sedan bibehåller ett
konstant värde. Vid hastig, stark kyla på
förvintern kunna därför förhållandena utveckla sig mycket
olika. Om forssträckan har mindre lutning än
2 :1 000, bruka inga speciella svårigheter uppstå,
utan isbildningen sker i stort sett på det sätt, som
ovan beskrivits. Är lutningen brantare och särskilt
om älvens bredd är betydande i förhållande till
vattendjupet, kunna de bildade isdammarna giva
upphov till isgång med ty åtföljande skadegörelse å
längre ned liggande partier i älven med mindre
lutning, där isbarriärer kunna bildas och vattnet
översvämma lågt liggande marker.
Hur komma ovan beskrivna förhållanden att
förändra sig, om man för att utnyttja vattenkraften
eller för kanalisering profüreglerar ett vattendrag?
Några erfarenheter från utförda anläggningar i
Sverige, nämligen i Göta älv och Ume älv skola här nedan
i korthet beskrivas.
Genom Göta älv avrinner vattnet från Vänern till
Kattegatt vid Göteborg. Höjdskillnaden är omkring
44 m, varav 32 m vid Trollhättan. Vid Vargön, 10 km
uppströms om Trollhättan vid utloppet ur Vänern,
är fallet 5 m. Vid Lilla Edet, 20 km nedströms om
Trollhättan, finnes 6 m fall och på de lugna
älvsträckorna med en total längd av 80 km utgör
fallförlusten ca 1 m.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
