Protok je mjera koliko vode teče u potoku u bilo kojem trenutku. Mjerenje protoka složen je postupak koji poduzimaju timovi znanstvenika za vodu iz cijelog svijeta.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Da bi odredili protok, znanstvenici za vodu vrše kontinuirana mjerenja visine stupnja potoka i povremena mjerenja protoka. Odnos između ovih podataka, koje oni vizualiziraju pomoću grafikona i najbolje prilagođene krivulje, predstavlja protok.
Mjerenje etape toka
Znanstvenici za vodu mjere stupanj potoka, koji je jednak visini stupnja ili visini gaze, koristeći nulu stupnja (postavljena visina u blizini korita potoka) i mjerač osoblja označen u 1/100th i 1/10th intervali stopala za mjerenje visine vodene površine. Kontinuirano mjerenje omogućuje stručnjacima nadzor u istraživačke i rekreacijske svrhe, kao i donošenje odluka o izgradnji, radu brane i dodjeli vode. Američki geološki zavod (USGS) prvi je put počeo mjeriti na ovaj način 1889. godine, što znači da imaju veliku količinu prikupljenih podataka koji pomažu u postizanju ovih ciljeva.
Naravno, mnogi su USGS-ovi alati za ocjenjivanje složeniji od jednostavnog mjerača osoblja. Jedna od najčešćih metoda oslanja se na mirni zdenac. Ovaj zdenac omogućuje vodi iz potoka da uđe u zdenac gdje plovak ili senzor mjeri svoj stupanj (obično svakih 15 minuta) i pohranjuje te podatke.
Mjerenje pražnjenja
Uz mjerenje stupnja potoka, znanstvenici za vodu također povremeno (obično 6 do 8 tjedana) mjere i količinu vode koja se kreće niz tok na određenom mjestu, koje se naziva ispuštanje. Ovo mjerenje zahtijeva da površinu vode u presjeku toka pomnože prosječnom brzinom vode u tom istom presjeku.
Da bi to učinili, znanstvenici za vodu koriste kabel ili šipku za kretanje kako bi sondirali dio potoka i izmjerili njegovu dubinu i širinu i izračunali površinu (dubina x širina). Ovo je mjerenje posebno nezgodno u područjima s brzom vodom ili potocima prekrivenim ledom.
Zatim koriste mjerač struje, koji izgleda poput šipke pričvršćene na kotač, kako bi izmjerili koliko brzo voda se kreće bilježeći koliko okretaja kotač s vremenom napravi kad je uronjen u potok. Za vrlo duboku vodu znanstvenici za vodu ponekad koriste akustični doppler mjerač struje koji koristi zvučnu frekvenciju za mjerenje.
Izračunavanje strujanja
Koristeći ove dvije informacije, stupanj strujanja i ispuštanje, znanstvenici za vodu mogu koristiti odnos između stupnja i ispuštanja kako bi procijenili protok. Da bi to učinili, vremenom crtaju visinu stupnja i pražnjenja, a zatim konstruiraju najprikladniju krivulju za podatkovne točke. Jednadžba te krivulje je odnos između stupnja struje i ispuštanja ili protoka. Znanstvenici za vodu moraju se neprestano prilagođavati u svojim izračunima koji uzimaju u obzir načine da se sam kanal potoka mijenja kao rezultat erozije, taloženja, rasta biljaka, ostataka i led.
USGS vrši mjerenja i prenosi te podatke putem satelita, a zatim ih prenosi na svoju web stranicu. Zahvaljujući ovoj tehnologiji, u stvarnom vremenu možete vidjeti visinu mjerača, pražnjenje i protok bilo kojeg mjesta u SAD-u.