Hoe de stroomsnelheid van de stroom te berekenen

Stroomstroom is de maat voor hoeveel water er op een bepaald moment in een stroom stroomt. Het meten van stroomstroming is een ingewikkeld proces dat wordt uitgevoerd door teams van waterwetenschappers over de hele wereld.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Om de stroomstroom te bepalen, nemen waterwetenschappers continue metingen van de hoogte van een stroom en periodieke metingen van de afvoer. De relatie tussen deze gegevens, die ze visualiseren met behulp van een grafiek en de best passende curve, vertegenwoordigt de stroomstroom.

Waterwetenschappers meten stroomstadium, wat hetzelfde is als toneelhoogte of meterhoogte, met behulp van fase nul (een vaste hoogte nabij de stroombedding) en een personeelsmeter gemarkeerd in 1/100^dit en 1/10^dit voetintervallen om de hoogte van het wateroppervlak te meten. Door continue metingen te doen, kunnen experts toezicht houden voor onderzoeks- en recreatieve doeleinden en beslissingen nemen over de bouw, de werking van de dam en de watertoewijzing. De US Geological Survey (USGS) begon op deze manier te meten in 1889, wat betekent dat ze een grote hoeveelheid verzamelde gegevens hebben om bij deze doelen te helpen.

Natuurlijk zijn veel van de USGS-meetinstrumenten ingewikkelder dan een eenvoudige personeelsmeter. Een van de meest voorkomende methoden is gebaseerd op een stilling well. Deze put zorgt ervoor dat water uit de stroom de put binnenkomt waar een vlotter of sensor zijn niveau meet (meestal elke 15 minuten) en die gegevens opslaat.

Naast het meten van het stroomstadium, meten waterwetenschappers ook periodiek (meestal elke 6 tot 8 weken) de hoeveelheid water die stroomafwaarts stroomt op een specifieke locatie, de lozing genoemd. Deze meting vereist dat ze het wateroppervlak in een dwarsdoorsnede van de stroom vermenigvuldigen met de gemiddelde snelheid van het water in diezelfde dwarsdoorsnede.

Om dit te doen, gebruiken waterwetenschappers een kabel of een waadstaaf om een ​​deel van een stroom af te tasten en de diepte en breedte te meten en de oppervlakte te berekenen (diepte x breedte). Deze meting is vooral lastig in gebieden met snelstromend water of beken bedekt met ijs.

Vervolgens gebruiken ze een stroommeter, die eruitziet als een staaf die aan een wiel is bevestigd, om te meten hoe snel het water beweegt door te registreren hoeveel omwentelingen het wiel in de loop van de tijd maakt wanneer het wordt ondergedompeld in de stroom. Voor zeer diep water gebruiken waterwetenschappers soms een akoestische doppler-stroommeter, die geluidsfrequentie gebruikt om metingen te doen.

Met behulp van deze twee stukjes informatie, stroomstadium en afvoer, kunnen waterwetenschappers de relatie tussen stadium en afvoer gebruiken om stroomstroom te schatten. Om dit te doen, plotten ze de hoogte- en afvoermetingen in de tijd en construeren ze vervolgens een best passende curve voor de datapunten. De vergelijking van die curve is de relatie tussen stroomtrap en afvoer, of stroomstroom. Waterwetenschappers moeten hun berekeningen voortdurend aanpassen, rekening houdend met de manieren dat de stroomgeul zelf verandert als gevolg van erosie, depositie, plantengroei, puin en ijs.

De USGS voert metingen uit en verzendt die gegevens via satelliet en streamt de informatie vervolgens voor het publiek op haar website. Dankzij deze technologie kunt u de meethoogte, afvoer en stroomstroom voor elke locatie in de VS in realtime zien.