Hvordan beregne strømningshastighet

Strømmestrøm er målet for hvor mye vann som strømmer i en bekk til enhver tid. Måling av strømning er en komplisert prosess som utføres av team av vannforskere over hele verden.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

For å bestemme strømning, tar vannforskere kontinuerlige målinger av strømmenes trinnhøyde og periodiske målinger av utslipp. Forholdet mellom disse dataene, som de visualiserer ved hjelp av en graf og kurven som passer best, representerer strømning.

Stream Stage Measurement

Vannforskere måler strømningstrinn, som er det samme som trinnhøyde eller trinnhøyde, ved hjelp av trinn null (en innstilt høyde nær bekken) og en stabsmåler markert i 1/100th og 1/10th fotintervaller for å måle høyden på vannoverflaten. Å ta kontinuerlige målinger gjør det mulig for eksperter å overvåke forsknings- og rekreasjonsformål, samt ta beslutninger om bygging, damdrift og vannfordeling. US Geological Survey (USGS) begynte først å måle denne måten i 1889, noe som betyr at de har en stor mengde samlet data for å hjelpe til med disse målene.

instagram story viewer

Selvfølgelig er mange av USGS gaging-verktøy mer kompliserte enn en enkel stabsmåler. En av de vanligste metodene er avhengig av en stillebrønn. Denne brønnen gjør at vann fra strømmen kan komme inn i brønnen der en flottør eller sensor måler scenen (vanligvis hvert 15. minutt) og lagrer dataene.

Måling av utslipp

I tillegg til å måle strømningsstadiet, måler vannforskere også med jevne mellomrom (vanligvis 6 til 8 uker) mengden vann som beveger seg nedover strømmen på et bestemt sted, kalt utslipp. Denne målingen krever at de multipliserer vannområdet i et tverrsnitt av strømmen med gjennomsnittshastigheten til vannet i samme tverrsnitt.

For å gjøre dette bruker vannforskere en kabel eller en vadestang for å undersøke en del av en bekk og måle dybden og bredden og beregne arealet (dybde x bredde). Denne målingen er spesielt vanskelig i områder med raskt bevegelig vann eller bekker dekket med is.

Deretter bruker de en strømmåler, som ser ut som en stang festet til et hjul, for å måle hvor raskt vannet beveger seg ved å registrere hvor mange omdreininger hjulet gjør over tid når det er nedsenket i strøm. For veldig dypt vann bruker vannforskere noen ganger en akustisk dopplerstrømmåler, som bruker lydfrekvens til å foreta målinger.

Beregning av Streamflow

Ved å bruke disse to opplysningene, strømningstrinn og utslipp, kan vannforskere bruke forholdet mellom trinn og utslipp for å estimere strømning. For å gjøre dette plotter de trinnhøyden og utslippsmålingene over tid, og konstruerer deretter en kurven som passer best for datapunktene. Ligningen til den kurven er forholdet mellom strømningstrinn og utslipp, eller strømning. Vannforskere må foreta konstante justeringer av beregningene som tar hensyn til måtene at selve bekkekanalen endres som et resultat av erosjon, avsetning, plantevekst, rusk og is.

USGS tar målinger og overfører disse dataene via satellitt og strømmer deretter informasjonen for publikum på sin nettside. Takket være denne teknologien kan du se målehøyde, utslipp og strømning for ethvert nettsted i USA i sanntid.

Teachs.ru
  • Dele
instagram viewer