Ryhmä 6: Siivikointi

Toiseksi viimeisen kenttämittauskerran viimeinen työ oli virtaamamittaus siivikoimalla. Aloitimme virtaamamittaukset poistouoman pohjan puhdistamisella, ja kyllähän sieltä tavaraa nousikin. Puhdistusprosessin ajatuksena oli helpottaa mittausprosessia poistamalla syvyysmittausta ja itse siivikkomittausta haittaavia häiriötekijöitä. Kivien, oksien ja lehtien lisäksi pohjasta nousi myös pieniä muovin palasia, jotka kerättiin roskapussiin.

Kuva 1. Poistouoman puhdistus meneillään

Kuva 2. Mittalaite 

Mittauksessa käytetyt välineet

Mittalaitteena käytimme SEBA Mini Current Meter M1, lisäksi tarvittiin mittanauha, sekunttikello ja muistiinpanovälineet. SEBA Mini Current Meter M1 avulla saatiin mitattua uoman virtaus roottorin 50/250 soveltuvuusalueella 2,5 m/s - 0,03 m/s.

Kuva 3. Poisto- ja tulouoman poikkileikkaus mittauspisteineen
(ei mittakaavassa)

Poisto- ja tulouomien siivikointi

Mittauspaikan valinta poistouomalla oli varsin helppoa, sillä aiemmin putsattu uomanpätkä oli pitkältä matkalta samanlevyinen ja pohjaltaan tasainen. Uoma jaettiin leveyssuunnassa kolmeen osioon, joiden keskeltä mitattiin syvyys ja suoritettiin siivikointi. Siivikkon etäisyys pohjasta oli 0,6 kertaa kokonaissyvyys eli siivikon syvyydet pohjasta poistouomassa olivat 6 cm, n.7 cm ja n.6 cm, kokonaissyvyyksillä 10, 11,5 ja 9,5 cm. Poistouoman mallinnettu poikkileikkaus näkyy kuvassa 3 otsikolla poistouoma.
Ongelmana poistouoman siivikoinnissa oli heikko virtaus uoman laidoilla, jonka takia virtaus saatiin määritettyä vain uoman keskeltä. Sama ongelma tuli esille myös tulouomalla, jossa mittauskohta täytyi hakea virtauksen perusteella, toinen ongelma tulouomalla oli vedensyvyys, joka edelleen hankaloitti siivikointia. Tulouoman poikkileikkaus on myös esitetty kuvassa 3.

Kuva 4. Poistouoman siivikointi

Kuva 5. Tulouoman siivikointi

Tulokset 

Siivikoinnin tuloksena uomista saatiin siivikon lapojen kierrosnopeus, jolla saatiin laskettua uoman virtaus kaavalla:

             V = k * n +D,

jossa V on virtausnopeus (m/s), k on siiven hydraalinen nousu (m), n on siiven kierrosmäärä (krt/s) ja D on siivikkovakio. k ja D ovat valmiiksi annettuja vakioita (k = 0,2591 m) ja (D = 0,005). Kierrosnopeus mitattiin kummastakin uomien mittauspisteistä kolmesti ja virtausnopeuslaskuissa käytettiin kolmen tuloksen keskiarvoa. Saadut virtaukset löytyvät taulukosta 1.

Taulukko 1. Siivikointitulokset ja uomien poikkileikkauspinta-alat

Virtaama saatiin kaavalla:

                Q = V * A,

jossa Q on  virtaama (m3 /s), V on virtausnopeus (m/s) ja A on  pinta-ala (”siivikointialueen pinta-ala”). Pinta-ala laskettiin syvyyksien ja leveyden avulla, jakamalla poikkileikkaus helposti laskettaviin osiin. Virtaamatulos muunnetaan (l/s) muotoon ja tulokset ovat esillä taulukossa 1.

Virheet ja ryhmän kommentit

Virheet virtaamassa tulevat parhaiten esiin virtaamalaskukaavassa, kun virtaustietoa on vain yhdestä kohtaa uomaa, sillä uoman virtausprofiili on kupera, jossa kovin virtaus on keskellä uomaa ja heikoin uoman laidoilla. Virtaustietoja olisi todennäköisesti saatu lisää, jos uomia oltaisiin jaettu vielä pienempiin siivikointialueisiin. Tässä virhe johtunee mittausryhmän kokemattomuudesta.
Yksi mahdollinen virhelähde on myös poistouoman siivikoinnissa esille tullut tuulen voimistuminen toista ja kolmatta mittausta suoritettaessa, joka näkyi selvänä kierrosnopeuden kasvuna.

On otettava huomioon ryhmien tuloksien vertailussa, ettei mittaushetkellä alueella ollut satanut muutamaan viikkoon, joten tulouoman syvyys ja virtaamat ovat selvästi muita alhaisempia.