Ryhmä 4 Virtaama siivikoimalla ja veden laadun mittaus kenttämittalaitteilla. 21.09.21

 

Ryhmän esittely:

3. vuoden ympäristötekniikan opiskelijat 

Arttu Kinnunen, Jukka Hämäläinen, Mika Pitkänen ja Saku Heiskanen.  

 

Tehtävät ja välineet:

Ensimmäisenä tehtävänä ryhmämme tuli suorittaa veden laadun kenttämittauksia HACH Multi meter-mittalaitteella. Laitepakkaus sisälsi päätelaitteen, sekä kolme anturia (p
h, johtokyky ja happi). Mittaukset tapahtuivat Pieni-Valkeisen tulouomassa, Pieni-Valkeisen poistouomassa ja Iso-Valkeisen tulouoman edustalla.

Mittalaitteella mitattavat suureet olivat: 

• lämpötila (°c)
• pH
  
• johtokyky (µS/cm)
  
• happipitoisuus (mg/l)
  

Sekä aistinvaraiset havainnot mittauspaikalta.  

Toisena tehtävänä ryhmä suoritti virtaamaan määrityksen siivikoimalla. Siivikointi suoritettiin SEBA Mini Current Meter M1 - siivikkolaitteella. Uoman ja pohjan mittojen määritykseen käytettiin rullamittaa ja ajanottoon sekunttikelloa. Virtaaman määritys tehtiin Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomasta.

Työn toteutus:

Mittauspäivänä keli oli mitä parhain puolipilvinen syyssää, + 4°c. 

Siirryimme ensimmäiseksi Pieni-Valkeisen tulouomalle, joka oli kolmesta mittauspaikasta haastavin. Mittauspaikalla kasasimme laitteen ja muisteltiin laitteen käyttöä, kun edellisestä kerrasta oli jo vierähtänyt melkein puoli vuotta. Mittausten jälkeen Saku naarasi lammesta vesipedolta karanneen uimapatjan. Tämän jälkeen pakkasimme laitteiston ja siirryimme lammen toiselle puolella sijainneelle poistouomalle suorittamaan mittaukset. Sieltä siirryimme Iso-valkeisen tulouomalle, jonka jälkeen pidimme lyhyen kahvitauon ennen seuraavaa tehtävää.

Saku mittaamassa ensimmäisellä pisteellä (Kinnunen, 2021-9-21)

 

 Havainnekartta alueesta (Pitkänen, 2021-09-27)

Kahvitauon aikana saimme siivikointilaitteen käyttöön lyhyen perehdytyksen. Ensimmäinen siivikointi suoritettiin Pieni-Valkeisen poistouomalla. Paikaksi valikoitui siltarummun edusta, jossa oli riittävästi syvyyttä siivikoinnin toteuttamiseksi. Uomasta otettiin mitat (LxK), jaoimme siivikointi alueen kolmeen 15 cm levyiseen lohkoon. Uoman reunoille jätettiin 5 cm väli, jotta uoman reunat (roskat ja pinnan muodot) eivät vaikuttaisi virtaukseen. Määrityksen jälkeen pakkasimme siivikon laukkuun ja siirryimme tulouomalle.

• Uoman leveys 55 cm
• Lohko A 15x9 cm, B 15x10 cm ja C 15x7 cm
• Siiven kierrosmäärät: A 10 kier/min, B 13 kier/min ja C 9 kier/min

Poistouoman muistiinpanot suorituspaikalta.

 

Tulouomalla sopivan paikan valitseminen aiheutti ongelmia. Uoma oli liian matala tai liian leveä ja syvä. Löysimme ylävirrasta pienehkön syvänteen, josta otettiin mitat ja kierrosmäärät. Uoman reunoille jätettiin 5 cm väliä, kuten edelliselläkin paikalla ja mittauslohkoja valittiin kaksi. Paikka oli haastava, koska virtauksen voimakkuus jakaantui siivikointi kohdassa (silminnähden havaittavissa), sekä siivikon läpi virtaava vesi jäi painanteeseen ja aiheutti mahdollisen pyörteen, joka saattoi vaikuttaa tulokseen.

• Uoman leveys 50 cm
• Lohko A 20x20,5 cm, B20x23 cm
• Siiven kierrosmäärät: A 1/6 kier/min ja B 21/kier/min

Tulouoman muistiinpanot suorituspaikalta.

 

Muistiinpanoja tarkastaessa huomattiin Iso-Valkeisen tulouoman mittauspaikalla merkatut  sähkönjohtavuuden ja happipitoisuuksien tulokset olivat menneen väärinpäin. Sovittiin yhdessä tuumin, että vaihdamme tulosten paikkaa, koska meillä ei ollut enää aikaa tehdä koetta uudelleen. 

Päivän aikana kirjatuista muistiinpanoista tehtiin Excelissä taulukot kenttämittaustuloksista, sekä laskettiin siivikoinnissa saaduilla tiedoilla virtausnopeus ja virtaama.

Virtausnopeus (V, m/s) kaavalla;

V = k*n+D  

• k = siiven hydraulinen nousu (m/s), laitekohtainen
• n = siiven kierrosmäärä (krt/s)
• D = siivikkovakio, laitekohtainen

Virtaama (Q, m3/s) kaavalla;

Q = V * A

• V = virtausnopeus (m/s)
• A = pinta-ala (m2)
  
  
  

Tulokset:

 Kenttämittalaitteilla saadut tulokset, kolmesta mittauspaikasta.

 Virtaama määritys siivikoimalla.

 Virtausnopeus:                         

• Tulouoma 0,10 m/s
• Poistouoma 0,15 m/s
  

Virtaama

• Tulouoma 4,64 l/s
• Poistouoma 2,03 l/s

Johtopäätökset

Suomen vesistöissä tyypillinen pH arvo on 6,5-6,8, joten saadut tulokset ovat hyvin linjassa  vedenlaadun raja-arvoihin. Happipitoisuus on hieman alhainen lämpötilaan nähden Pieni-Valkeisen tulouomalla ja poistouomalla, mutta taas Iso-Valkeisen edustalla happipitoisuus oli hyvä. 

Näytepisteet edustavat vain kyseisellä ajanhetkellä kyseisen pisteen tilaa ja pidemmällä seurannalla saisi paremmat tulokset ja päätelmät.

Siivikoinnissa meillä oli haasteita löytää paikka, jossa pohja ei olisi liian syvällä, uoman leveys sopiva ja veden virtaus riittävä. Saimme kuitenkin molemmmat mittaukset suoritettua mallikkaasti. Tästä on hyvä jatkaa ensi viikon haasteisiin.