Ryhmä 2: Kenttämittaukset ja virtaaman määrittäminen siivikoimalla

Saavuimme 12.10.2021 viimeiselle kenttämittaus kerralle Pieni-Valkeiselle. Lämpötila oli 7 astetta, sää pilvinen ja lopulta sateinen. Tällä kertaa koko ryhmämme oli koossa ja pääsimme suorittamaan mittaukset sujuvasti.

Veden laadun mittaukset kenttämittalaitteilla

Kenttämittauksissa käytimme HACH Multi Meter- mittalaitetta. Mittaukset otettiin Pieni-Valkeisen tulouomasta ennen ja jälkeen biohiilipadon, Pieni-Valkeisen lähtöuomasta sekä Iso-Valkeisen tulouoman edustalta.

Kuva 1. Mittaus purku-uomasta

Kuva 2. Mittaus Iso-Valkeisen tulouoman edustalta

Mittaustulokset kokosimme taulukkoon 1.

Taulukko 1. Kenttämittaustulokset

EY19SP ryhmämme yksi projektiryhmistä on rakentanut biohiilipadon Pieni-Valkeisen tulouomaan. Teimme mittaukset ennen ja jälkeen biohiiliaptoa. Pato on rakennettu 11.10.2021, joten biohiilipadolla ei ollut vaikutusta tuloksissa.

Pieni-Valkeisen purku-uoma on sähkönjohtavuudeltaan alhaisempi kuin tulouoma. Happipitoisuus on purku-uomassa myös korkeampi. 

Iso-Valkeisen tulo-uoman sähkönjohtavuus oli myös alhaisempi kuin tulouoman. Happipitoisuus oli korkein tulouomassa. Pohdimme, voiko voimakkaimmalla virtauksella olla vaikutusta happipitoisuuden kohoamiselle.

Veden värin havaittiin olevan melko kirkasta lukuunottamatta Iso-Valkeisen tulouoman edustaa, jossa vesi oli väriltään rusehtavaa. Havaitsimme veden mukana jokaisessa pisteessä olevan paljon puista pudonneita lehtiä.


Kuvassa 3 on esitetty mittauspaikkojen sijainnit kartalla. Alla mittauspaikkojen koordinaatit (ETRS-TM35FIN):
  1. Pieni-Valkeisen tulouoma ennen biohiilipatoa (N: 6977966,488 & E: 533371,435)
  2. Pieni-valkeisen tulouoma biohiilipadon jälkeen (N: 6977962,238 & E: 533377,935)
  3. Pieni-Valkeisen purku-uoma (N: 6977838,238 & E: 533643,185)
  4. Iso-Valkeisen tulouoman edusta (N: 6977819,429 & E: 533797,201)
Kuva 3. Mittauspaikkojen sijainnit kartalla


Virtaaman määrittäminen siivikoimalla

Kuva 4. Siivikko

Viimeisimpänä tehtävänä meillä oli virtaaman määrittäminen siivikoimalla. Harjoitukseen käytimme SEBA Mini Current Meter M1 - laitetta, rullamittaa ja puhelimen sekuntikelloa. Virtaamat määritettiin Pieni-Valkeisen tulouomasta ja purku-uomasta. Haasteena mittausten aloittamisessa oli löytää tarpeeksi virtaava kohta uomista. Jouduimme poistamaan vedestä risuja, lehtiä ja maa-ainesta saadaksemme mittalaitteen tarpeeksi syvälle ja pyörimään. Lopulta saimme virtaamat mitattua halutuista paikoista. Mittausten lomassa tapasimme saman herrasmiehen kuin ensimmäisellä kenttämittauskerralla. Hän kommentoi puuhiamme samalla tavalla kuten viimeksi kohdatessamme.


Siivikointi toteutettiin mittaamalla ensin uoman (a,b,c) syvyys, leveys ja pohjan muoto. Virtausalue jaettiin sen mukaan (1,2,3,4) lohkoihin, joista mittasimme virtausnopeuden SEBA Mini Current Meter M1 - laitetetta ja sekuntikelloa käyttämällä. Laskimme siiven kierrosmäärät kymmenen sekunnin ajalta jokaisesta kohdasta. Näiden tietojen avulla saimme kokonaisvirtaaman määritettyä. 
 
Siivikoinnin koordinaatit (ETRS-TM35FIN):
  • tulouoma: N: 6977955,278 & E: 533385,976
  • postouoma: N: 6977830,613 & E: 533658,016
 
Kuva 5. Tulouoman havainnekuva
 
Kuva 6. Poistouoman havainnekuva


 

Virtausnopeus laskettiin seuraavalla kaavalla:
 

Virtauksen yhtälö on mittalaitekohtainen. Siivikon kalibrointikäyrän avulla on määritetty sen kertoimet k ja D

Virtaaman laskimme käyttämällä alla olevaa kaavaa:

 Tulokset sekä virtausnopeuden että virtaaman osalta on esitetty taulukossa 2.

Taulukko 2. Virtausnopeuden ja virtaaman tulokset

 

 

Siiven kierrosmäärä (krt/s)

Virtausnopeus (m/s)

Pinta-ala (m2)

Virtaama (l/s)

tulouoma

a

0,2

0,057

0,007

0,38

b

0,85

0,225

0,020

4,41

c

0,25

0,070

0,009

0,59

poistouoma

a

0,15

0,044

0,017

0,74

b

0,15

0,044

0,028

1,21

c

0,1

0,031

0,018

0,54


 Kokonaisvirtaama oli mittaustemme perusteella tulouomassa 5,38 l/s ja poistouomassa 2,49 l/s. Tulokset poikkesivat viime kerralla v-padon ja volymetrisen menetelmän avulla määrittämistämme virtaamista. Taulukossa 3 on esitetty eri menetelmien avulla määrittämämme virtaamat. Erot tuloksissa voivat johtua mittausten toteutusten eri ajankohdista ja sijainneista sekä mittausten tuloksiin vaikuttaneista epävarmuustekijöistä.

Taulukko 3. Virtaaman tulokset eri menetelmillä

 

siivikointi

v-pato

volymetrinen menetelmä

tulouoma

5,38 l/s

0,214 l/s

0,28 l/s

poistouoma

2,49 l/s

1,46 l/s

0,95 l/s




Comments