כיצד לחשב את קצב הזרימה של הזרם

זרם זרם הוא המדד כמה מים זורמים בנחל בכל זמן נתון. מדידת זרימת זרם היא תהליך מסובך שנערך על ידי צוותי מדעני מים בכל רחבי העולם.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

כדי לקבוע את זרימת הנחל, מדענים במים מבצעים מדידות רציפות של גובה הבמה של הנחל ומדידות פריקה תקופתיות. הקשר בין נתונים אלה, אותם הם מדמיינים באמצעות גרף ועקומה המתאימה ביותר, מייצג זרם זרם.

מדעני מים מודדים את שלב הנחלים, שהוא זהה לגובה הבמה או לגובה המידה, באמצעות שלב אפס (גובה מוגדר ליד ערוץ הנחל) ובמידת צוות המסומנת ב- 1/100^ה ו 1/10^ה מרווחי כף הרגל למדידת גובה פני המים. ביצוע מדידות רציפות מאפשר למומחים לעקוב אחר מטרות מחקר ופנאי וכן קבלת החלטות לגבי בנייה, הפעלת סכרים והקצאת מים. הסקר הגיאולוגי האמריקני (USGS) החל לראשונה למדוד את הדרך הזו בשנת 1889, מה שאומר שיש להם גוף גדול של נתונים מסודרים שיסייעו ביעדים אלה.

כמובן, רבים מכלי הגיגה של USGS מסובכים יותר מאשר סגל צוות פשוט. אחת השיטות הנפוצות ביותר מסתמכת על באר דוממת. באר זו מאפשרת למים מהזרם להיכנס לבאר שם צף או חיישן מודדים את שלבם (בדרך כלל כל רבע שעה) ומאחסנים את הנתונים הללו.

בנוסף למדידת שלב הנחלים, מדעני המים מודדים מדי פעם (בדרך כלל 6 עד 8 שבועות) את כמות המים הנעים במורד הנחל במקום ספציפי, הנקרא פריקה. מדידה זו מחייבת אותם להכפיל את שטח המים בחתך הנחל במהירות הממוצעת של המים באותו חתך רוחב.

לשם כך, מדעני המים משתמשים בכבל או מוט שכשוך כדי לחקור קטע של נחל ולמדוד את עומקו ורוחבו ולחשב שטח (עומק x רוחב). מדידה זו מסובכת במיוחד באזורים עם מים נעים במהירות או נחלים מכוסים קרח.

לאחר מכן, הם משתמשים במד זרם, שנראה כמו מוט המחובר לגלגל, כדי למדוד כמה מהר המים נעים על ידי רישום כמה סיבובים שהגלגל עושה לאורך זמן כשהוא שקוע בתוך זרם. עבור מים עמוקים מאוד, מדעני המים משתמשים לעתים במד זרם דופלר אקוסטי, המשתמש בתדר קול לצורך ביצוע מדידות.

באמצעות שתי פיסות המידע הללו, שלב הזרמה ופריקה, יכולים מדעני המים להשתמש בקשר בין שלב לפריקה כדי להעריך את זרימת הנחל. לשם כך הם מתווים את גובה הבמה ומדידות הפריקה לאורך זמן, ואז בונים עקומה המתאימה ביותר לנקודות הנתונים. המשוואה של עקומה זו היא הקשר בין שלב זרם לפריקה, או זרם זרם. מדעני המים חייבים לבצע התאמות מתמדות לחישובים שלהם שלוקחים בחשבון את הדרכים שתעלת הנחל עצמה משתנה כתוצאה משחיקה, שקיעה, צמיחת צמחים, פסולת ו קרח.

ה- USGS מבצע מדידות ומשדר נתונים באמצעות לווין ואז מעביר את המידע לציבור באתר האינטרנט שלו. הודות לטכנולוגיה זו, אתה יכול לראות את גובה המידה, הפריקה והזרמת הזרם של כל אתר בארה"ב בזמן אמת.