Strömflöde är måttet på hur mycket vatten som strömmar i en ström vid en given tidpunkt. Att mäta strömflöde är en komplicerad process som genomförs av team av vattenforskare över hela världen.
TL; DR (för lång; Läste inte)
För att bestämma strömflödet, gör vattenforskare kontinuerliga mätningar av en ströms scenhöjd och periodiska mätningar av utsläpp. Förhållandet mellan dessa data, som de visualiserar med hjälp av en graf och bäst anpassad kurva, representerar strömflöde.
Stream Stage Measurement
Vattenforskare mäter strömstadiet, vilket är samma som scenhöjd eller mäthöjd, med hjälp av steg noll (en inställd höjd nära strömbädden) och en personalmätare markerad i 1/100th och 1/10th fotintervaller för att mäta vattenytans höjd. Genom att ta kontinuerliga mätningar kan experter övervaka för forsknings- och fritidsändamål samt fatta beslut om byggande, dammdrift och vattenallokering. US Geological Survey (USGS) började först mäta detta sätt 1889, vilket innebär att de har en stor mängd sammanställda data för att hjälpa till med dessa mål.
Naturligtvis är många av USGS gaging-verktyg mer komplicerade än en enkel personalmätare. En av de vanligaste metoderna förlitar sig på en stillingbrunn. Denna brunn tillåter vatten från strömmen att komma in i brunnen där en flottör eller sensor mäter sitt steg (vanligtvis var 15: e minut) och lagrar den informationen.
Mätning av urladdning
Förutom att mäta strömningsstadiet mäter vattenforskare också regelbundet (vanligtvis 6 till 8 veckor) mängden vatten som rör sig nerför strömmen på en viss plats, kallad utsläpp. Denna mätning kräver att de multiplicerar vattenytan i ett tvärsnitt av strömmen med medelhastigheten för vattnet i samma tvärsnitt.
För att göra detta använder vattenforskare en kabel eller vadstång för att sonda en sektion av en ström och mäta dess djup och bredd och beräkna yta (djup x bredd). Denna mätning är särskilt svår i områden med snabbt rörligt vatten eller strömmar täckta med is.
Sedan använder de en strömmätare, som ser ut som en stång fäst vid ett hjul, för att mäta hur snabbt vattnet rör sig genom att registrera hur många varv hjulet gör över tiden när det är nedsänkt i ström. För mycket djupt vatten använder vattenforskare ibland en akustisk dopplerströmmätare, som använder ljudfrekvens för att göra mätningar.
Beräknar Streamflow
Med hjälp av dessa två uppgifter, strömstadium och urladdning, kan vattenforskare använda förhållandet mellan scen och utsläpp för att uppskatta strömflödet. För att göra detta plottar de steghöjds- och urladdningsmätningarna över tiden och konstruerar sedan en bäst anpassad kurva för datapunkterna. Ekvationen för den kurvan är förhållandet mellan strömsteg och urladdning, eller strömflöde. Vattenforskare måste göra ständiga justeringar av sina beräkningar som tar hänsyn till sätten att själva strömmen ändras till följd av erosion, avsättning, växttillväxt, skräp och is.
USGS gör mätningar och överför data via satellit och strömmar sedan informationen för allmänheten på sin webbplats. Tack vare den här tekniken kan du se höjden, urladdningen och strömningsflödet för alla webbplatser i USA i realtid.