Vandets hastighed i jorden
Introduktion
Vand flyder med forskellig fart på overfladen og i undergrunden. Det går en del langsommere nede i jorden, fordi der er meget materiale som vandet skal passere. Nogle materialer er bedre til at bremse vandet end andre. I dette forsøg skal I undersøge hvor hurtigt vand bevæger sig gennem forskellige jordbundsmaterialer og bruge den på en case der sagtens kunne foregå i det virkelige liv. I denne forbindelse er det vigtigt at vide at vand både siver vandret og lodret igennem jordlagene under os.
Case
Der er blevet rapporteret om et forureningsudslip i en grusgrav, som ligger 5 km fra den nærmeste drikkevandsboring. En gammel olietank er blevet væltet og er revnet ved et uheld, da en lastbil bakkede ind i den. Der var stadig dieselolie tilbage i tanken og det er løbet ud på jorden og sevet ned i undergrunden. Man ved at vandstrømmene i jordlagene under grusgraven bevæger sig i den retning drikkevandboringen ligger.
Jordlagene i området består af det samme grus, som I har fået udleveret poserne.
Forureningsudslippet skete for 2 døgn siden.
Materialer
- 1 plastsprøjte 60 ml - uden pumpe (vedlagt i kittet)
- fint grus (vedlagt i kittet)
- vand
- stopur
Metode
- Fyld 2 cm grus i plastsprøjten.
- Fyld derefter vand i søjlen, så der er 10 cm vand oven på gruset. Hold en finger for bunden af søjlen, så vandet ikke løber ud mens I hælder i.
- Tag tid på hvor længe toppen af vandet er at løbe 10 cm i søjlen, det vil sige når vandet når toppen af gruset. Skriv tiden ned i tabellen.
- Gør forsøget 3 gange, og regn til sidst gennemsnittet ud. Det gøres ved at lægge de 3 tider sammen, og dividere med 3. Husk at tryk ENTER på lommeregneren inden I dividerer!
| Gennemløb nummer | Gennemløbstid fint grus (sekunder) |
| 1. | |
| 2. | |
| 3. | |
| Gennemsnit |
Databehandling og Modellering
Nu har I fundet ud af hvor lang tid vandet er om at bevæge sig 10 cm igennem gruset. Nu skal I bruge den viden til at vurdere om vandboringen 5 kilometer væk er i fare for at blive forurenet. Det kan I kan løse ved hjælp af resultatet fra vandgennemløbsforsøget og lidt matematik.
Hvilken hastighed har vandet?
Indsæt den afstand vandet har flyttet sig i meter (10 cm = 0,1 m), og den tid det i gennemsnit tog i sekunder.
Hastighed = afstand (meter) / tid (sekunder) = __________ meter/sekund
Det er altså vandets hastighed igennem denne type undergrund.
Hvor lang tid tager det for det forurenede vand at nå vandværket?
Indsæt den afstand vandet skal rejse (dvs. afstanden fra forureningsudslippet til vandværket) i meter. 1 km = 1000 m. Indsæt så den hastighed I har fundet i opgaven ovenover.
Tid = Afstand (meter) / Hastighed (meter/sekund) = __________ sekunder
Dette tal er enormt stort, men det er også målt i sekunder. Det kan vi lave om til dage ved at dividere med antallet af sekunder der går på et døgn; nemlig
1 døgn = 60 sekunder/minut * 60 minutter/time * 24 timer/døgn = 86.400 sekunder/døgn
tidsomregning fra sekunder til dage: antal sekunder/ 86.400 sekunder/døgn = _________ antal døgn
Arbejdsspørgsmål
- Forureningen skete for 2 døgn siden. Er det forurenede vand, efter jeres modelforsøg og beregning, nået til drikkevandsboringen endnu?
- Hvis man skal fjerne det forurenede vand inden det når drikkevandsboringen, hvordan vil I så gøre det?
- Og hvis I har fundet ud af hvordan I vil gøre det, så er det næste spørgsmål hvor I vil gøre det?
- Hvordan vil resultatet for casen se ud, hvis I laver det samme modelforsøg med strandsand, lerjord eller andre jordbundstyper, vil der gå kortere eller længere tid før forureningen når frem til drikkevandsboringen?
- Efterprøv jeres hypotese og test gennemløbshastigheden for nogle af de andre jordbundstyper