Kaip apskaičiuoti srauto srautą

Srautas yra matas, kiek vandens teka srautu bet kuriuo metu. Srauto matavimas yra sudėtingas procesas, kurį vykdo viso pasaulio vandens mokslininkų komandos.

TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)

Norėdami nustatyti srautą, vandens mokslininkai nuolat matuoja upelio pakopos aukštį ir periodiškai matuoja išleidimą. Ryšys tarp šių duomenų, kuriuos jie vizualizuoja naudodami diagramą, ir geriausiai tinkanti kreivė atspindi srautą.

Vandens mokslininkai matuoja upelio pakopą, kuri yra tokia pati kaip scenos aukštis arba matuoklio aukštis, naudodami nulinę pakopą (nustatytą aukštį šalia upelio vagos) ir personalo matuoklį, pažymėtą 1/100^tūkst ir 1/10^tūkst pėdų intervalai vandens paviršiaus aukščiui matuoti. Nuolatiniai matavimai leidžia ekspertams stebėti tyrimus ir rekreacinius tikslus, taip pat priimti sprendimus dėl pastato, užtvankos eksploatavimo ir vandens paskirstymo. JAV geologijos tarnyba (USGS) pirmą kartą pradėjo tokį matavimą 1889 m., O tai reiškia, kad jie turi daug surinktų duomenų, kurie padės pasiekti šiuos tikslus.

Žinoma, daugelis USGS gaging įrankių yra sudėtingesni nei paprastas personalo gage. Vienas iš labiausiai paplitusių metodų remiasi nejudančiu šuliniu. Šis šulinys leidžia vandeniui iš upelio patekti į šulinį, kuriame plūdė ar jutiklis matuoja savo pakopą (paprastai kas 15 minučių) ir saugo tuos duomenis.

Be srauto stadijos matavimo, vandens mokslininkai taip pat periodiškai (paprastai nuo 6 iki 8 savaičių) matuoja vandens kiekį, judantį srove tam tikroje vietoje, vadinamą išleidimu. Šiam matavimui reikia, kad vandens plotas skerspjūvyje upelio padaugintų iš vidutinio vandens greičio tame pačiame skerspjūvyje.

Norėdami tai padaryti, vandens mokslininkai kabeliu ar briaunomis lazdele ištiria upelio atkarpą ir išmatuoja jos gylį bei plotį ir apskaičiuoja plotą (gylis x plotis). Šis matavimas ypač keblus tose vietose, kur greitai teka vanduo arba upeliai yra padengti ledu.

Tada jie naudoja srovės matuoklį, kuris atrodo kaip strypas, pritvirtintas prie rato, kad pamatuotų, kaip greitai vanduo juda registruodamas, kiek apsisukimų ratas per tam tikrą laiką atlieka panardindamas į srautas. Labai giliam vandeniui vandens mokslininkai kartais naudoja akustinį doplerio srovės matuoklį, kuris naudoja garso dažnį matavimams atlikti.

Naudodami šias dvi informacijos dalis, srauto stadiją ir išleidimą, vandens mokslininkai gali naudoti santykį tarp etapo ir išleidimo, kad įvertintų srautą. Norėdami tai padaryti, jie laiko atžvilgiu suprojektuoja scenos aukštį ir išmetimo matavimus, tada sukuria duomenų taškams geriausiai tinkančią kreivę. Tos kreivės lygtis yra santykis tarp srauto stadijos ir išleidimo arba srauto. Vandens mokslininkai turi nuolat koreguoti savo skaičiavimus, atsižvelgdami į būdus kad pats srauto kanalas kinta dėl erozijos, nusėdimo, augalų augimo, šiukšlių ir ledas.

USGS atlieka matavimus ir perduoda tuos duomenis per palydovą, tada srautiniu būdu perduoda informaciją visuomenei savo interneto svetainėje. Dėl šios technologijos realiuoju laiku galite pamatyti bet kurios JAV vietos matavimo aukštį, išleidimą ir srautą.