Man har hittills ansett att inverkan av vattnets temperatur är fullständigt utan betydelse då det gäller behandlingen av en vattenfåra, t ex vid anordnandet av strandskydd mot översvämmningar, vid flottning och annan vattentransport, vattenledningar, dammbyggnader och vattenbyggnader överhuvudtaget. Detta gäller även inom vattenkrafttekniken. De differenser man kommer fram till vid matematisk behandling av temperaturproblemet har man ansett vara allt för små för att de skulle ha någon nämnvärd inverkan.
Vi måste emellertid redan från början hålla fast vid att temperaturskillnader inuti vattnet självt är en följd av temperaturskillnader mellan vattnet och ett omgivande medium. Om man nu bortser från temperaturskillnaden inuti själva vattnet så negligerar man också betydelsen av temperaturskillnaden mellan vatten och luft - resp. yttertemperaturen - d v s orsaken till vattnets kretslopp.
Vi behöver väl ej spilla några ord på betydelsen av detta vattnets kretslopp för allt liv på jorden. Men lika betydelsefull - om än mindre iögonfallande är inverkan av temperaturdifferenser inom vattnet självt. Detta har dock, som nyss nämdes, helt försummats och bortkopplats vid alla hydrualiska beräkningar.
Många års iakttagelser, praktiska försök och rätt genomförda mätningar gav bevis för att hänsynstagandet till vattnets inre temperaturdifferanser inte bara är utslagsgivande utan en tvingande nödvändighet. Redan ett otillräckligt beaktande av dessa temperaturdifferanser (att helt utesluta dem vore otänkbart) gör varje användning och hantering av vattnet omöjlig.
Kundkapen om det viktiga inflytandet av temperaturdifferanserna i vattnet
tvingar, ensamt den, till en omvärdering av grundlagarna och hittills gällande
regler för vattenbyggnadstekniken i sin helhet.
Till de hittills vunna erfarenheterna kommer en ny, ända tills nu försummad,
mycket väsentlig komponent nämligen förändringen av vattnets inre
förhållanden genom den inre skiktining som beror på temperaturdifferanserna
i vattnet. Denna nya aspekt måste vi nu lägga till den invanda tankebild
vi har av vattnet, vilket för till helt nya slutsatser, så vi tvingas till
ett helt nytt tänkande, också ifråga om de grundläggande huvudsatserna.
En ytterligare lucka i vårt vetande visar sig inom teorin för uppkomsten av åtskilliga källor. Det finns nämligen vid sidan av de bekanta sipperkällorna (vars vatten - följande tyngdlagen - följer ogenomträngliga skikt och träder fram på jordytan) också andra slags källor vilka - högt över varje möjlig vattenanhopning (i marken, ö.a.) och tvärtemot varje bekant lag, uppträder som sk artesiska brunnar. (Ex. En källa på höga Priel som träder ut på en höjd av 2000 m, c:a 100 m under bergstoppen och som för vatten hela året om.)
Om det också inte är denna avhandlings ändamål att förklara uppkomsten av källor i allmänhet och den nämda särarten i synnerhet, så skall dock här flyktigt skisseras de tankar om dessa företeelser som framkommit under iakttagelser och mätningar varvid dock uttryckligen måste framhållas att dess försök på intet sätt ännu kan betraktas som avslutade.
Det genom nederbörden, i jordens inre, nedträngande vattnet antar naturligtvis temperaturen hos de markskikt det går fram egenom. Slutligen uppnår vattnet det skikt som har temperaturen + 4 grader C. Detta, i vårt fall, normgivande skiktet (som vi här kallar skikt 1) ligger naturligtvis inte i horisontell nivå utan anpassar sig till markytans konfiguration. Det vatten som anpassat sig till temperaturen + 4 grader C i detta skikt har tätheten 1. Över och under detta skikt befinner sig vatten som har en täthet som avtager gradvis med avståndet till detta skikt. Vattenskikt 1 är alltså både över och under sin nivå inneslutet av vattenskikt av avvikande täthet. Dessa över- resp. underskikt strävar efter att öka sin volym eftersom deras temperatur avviker från + 4 grader C. Detta leder till ett tryck på skikt 1 som ökar med dessa skikts avstånd till detta skikt.
Det vatten som befinner sig i skikt 1 flyter till den sida som ligger lägst i skiktet för att jämna ut fallhöjden. Därför kommer trycket hos vattnet i de omgivande skikten, (över och under skikt 1), som står under det högsta trycket, tränger in i skiktet 1 och utjämnas där genom att anta temperaturen + 4 grader. Allt efter markytans topografi kommer än det ena, än det andra av under och överskikten att få det högsta trycket, varför skikt 1 tillväxer, än nedifrån än uppifrån.
På detta sätt är det möjligt för vattnet att träda i dagen på stora höjder som en källa, vilket hittills ej kunnat förklaras. Källor som träder idagen på stora höjder har genomgående en temperatur av + 4 grader C, och man kan därför antaga att källvattnets rörelser tilldrar sig inom skiktet 1.
En viss roll kan här spelas av den omständigheten att vattnet vid + 4 grader C ej låter sig tryckas samman och därför antingen viker för trycket och går mot ytan eller så anpassar sin temperatur efter trycket. Det senare dker om vattnet i skikt 1 stöter på ett hinder som ej kan övervinnas. Det anpassar sig då till grannskikten och utbildar då inom det egna skiktet ett slags kretslopp på utjämningens väg.
Enorma vattenmassor lyftes varje timme till oerhörda höjder (genom avdunstingen) och likaså pressas vattnet i jordens inre ända upp till de högsta bergstoppar. I båda fallen är det de hittills så underskattade, ja, försummade, temperaturdifferenserna som på detta sätt stör jämvikten. Alltså, små orsaker som man ej kände till eftersom de var så alldagliga, har stora verkningar i följe.
För att nu övergå till vårt egentliga tema, nämligen temperaturdifferanserna inom vattnet självt och dessas inflytanden på rörelsen, måste i första hand visas på detta att genom dessa är ett jämviktstillstånd i vattnet överhuvudtaget helt uteslutet.
Ochså i skenbart stillastående vatten pågår ständigt ganska betydande rörelseförlopp. Dessa rörelser är, för att ta ett ex, i stånd att sätta stora timmermassor i rörelse (som flottas, ö.a.) Om ett skenbart stillastående vatten belyses ensidigt av solen så lyfter sig vattenytan på det bestrålade stället genom uppvärmningen och ett lutande plan uppkommer som orsakar en strömning i rikllltning mot kallare områden i vattnet. Därigenom uppstår i sin tur ett kretslopp. Vattnet kan alltså sätta sig i rörelse även om det ej finns någon nivåskillnad hos bottnen.
Om nu vatten, vars skikt har olika temperaturer, flyter i en bädd med nivåskillnader, så kan vattenskikt av olika temperaturer flyta länge sida vid sida i samma fåra utan att blanda sig med varandra. Vattensträngar av olika täthet blandas ej med varandra.
Varje enskild vattenmolekyl är i varje enskilt fall bunden till en alldeles bestämd hastighet som motsvarar dess specifika vikt. Ändrar sig den specifika vikten (större hastighet, större friktion, volymsökning) så anpassar sig vattnet utan övergångsfas genast till den nya hastigheten.
Det samma inträder om den specifika vikten ändras genom yttre inflytande (solbestrålning). Vattnet börjar då slå om eller blir "turbulent" som man kallar det. I detta ligger den utlösande faktorn i den underbart arbetande automatiska precisionsbromsen i flytande vatten som man hittills ej känt tioll men som normalt styrs av yttertemperaturen. Vid kyligt väder och under natten räcker det med den volyms- och viktändring som alstras av den då högre vattenhastigheten och den av denna orsakade höjningen av friktionen mellan vattenpartiklarna och mellan dessa och vattenfårans väggar och bottenl.
Samtliga "vattentrådar" närmar sig temperaturen + 4 grader och därmed tätheten 1, vilket har till följd att spec. vikten anpassar sig till hastighetsökningen. En ökning mot oändligheten av hastigheten bromsas dock av att den ökande hastigheten medför en ökad friktion mellan vattenpartiklarna som ökar temperaturen och därmed åter ökar volymen hos dessa.
Man får alltså följande bild:
Å ena sidan vatten som "rusar i förväg" - å andra sidan minskande
av den specifika vikten.
Vattentrådarna bryts av, vattnet blir turbulent.
Vattnets rörelsebildning i rikting framåt upplöses i en virvelrörelse.
Ju större hastigheten framåt är ju starkare blir virvelbildningen. Vid
en viss hastighet blir denna virvelbildning så häftig att vattnet liksom
förångas, det ser ut som om ett moln bildades i vattnet.
Som sammanfattning kan sägas:
Turbulens är den i strömningsaxeln (orten för den största hastighetsökningen)
lagbundet uppträdande avbrytandet av rörelsen frammåt i flytande vatten,
framkallat av den omständigheten att varje specifik vikt motsvarar en bestämd
hastighet.
Tubulensen är alltså en automatisk utlösning av en utjämningsrörelse,
den automatiska och dubbelsäkrade bromsen i varje flytande vatten. Med
kunskapen om källorna och deras uppkomst med den klara uppfattningen om
turbulensens funktion är det lagbundna - alltså oinskränkta praktiska utnyttjandet
i alla riktningar - av vatnet givet i människans hand.
Ur ovanstående kan man nu härleda följande lärosatser och riktlinjer och dessa en tvingande, nödvändig omställning inom vattenhushållningen, ty allt flyter och alla tilldragelser i atmosfären avspeglas i jordens inre.
Övers. från fotokopia av Schaubergers manuskript.
Översättare: Olof Alexandersson.