Ryhmä 2: Pinnankorkeuden määrittäminen vaaitsemalla ja virtaaman mittaaminen v-padon ja volymetrisen menetelmän avulla

Pinnankorkeuden määrittäminen vaaitsemalla

Puolikkaan ryhmämme aamu tiistaina 5.10.2021 alkoi pinnankorkeuden määrittämisellä vaaitsemalla lopun poppoosta harmillisesti sairastaessa kotona. Aloitimme vaaituksen pystyttämällä kolmijalan Lampitien päähän lähelle ensimmäistä korkopistettä, joka sijaitsi kaivonkannessa (+99,064 m). Hetken tutustuttuamme vaaituskoneen toimintaan saimme koneen vaakatasoon kolmijalan päälle ja katsottua koneen avulla mittalatasta kaivonkannen päällä lukemaksi 1,53 m. Tarkastimme tuloksen vaihtamalla henkilöä koneen takana ja tälläkin kertaa lukemaksi osottautui 1,53 m. Samalla havaitsimme vaaituskoneen haisevan vanhalta.

 Kuva 1.Vaaituskone kolmijalan päällä

Seuraavaksi siirsimme mittalatan Pieni-Valkeisen lammen vesirajaan ja käänsimme vaaituskoneen mittalatan suuntaan. Tulokseksi saimme 4,10 m, jonka tarkastimme jälleen vaihtamalla latan pitelijää sekä henkilöä koneen takana ja totesimme tuloksen olevan sama. Tarkistimme vielä kerran kaivonkannen korkopisteen avulla, oliko vaaituskone pysynyt paikallaan vaaituksen aikana. 

Pieni-Valkeisen pinnankorkeudeksi määritimme +96,494 m. 

Seuraavaksi siirryimme kohti Iso-Valkeisen lampea. Iso-Valkeisen tunnettu korkopiste sijaitsi kannossa (+91,781 m) lammen tuntumassa. Etsimme vaaituskoneelle sopivan paikan, pystytimme kolmijalan sekä asetimme koneen vaakatasoon. Tämän jälkeen paikansimme mittalatan kannon päältä ja katsoimme vaaituskoneella siitä lukeman, joka oli 0,85 m. Sitten siirsimme mittalatan Iso-Valkeisen vedenrajaan, käänsimme vaaituskoneen kohti lattaa ja tiirailimme koneella lukeman 3,03 m. 

Iso-Valkeisen pinnankorkeudeksi määritimme +89,601 m.

Virtaaman mittaaminen v-padon ja volymetrisen menetelmän avulla

Kuva 2. V-padon purkausaukko

Pinnankorkeudet määritettyämme siirryimme mittaamaan virtaamaa Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomista v-padolla (=Thompsonin pato) sekä volymetrisellä menetelmällä. V-pato tehtiin uomiin pressun avulla, johon oli kiinnitettynä metallinen purkausaukko. Asettelimme pressun uomiin niin, että ohivirtaama olisi mahdollisimman pieni. Tämä vaati myös lapion varteen tarttumista, jotta saimme siirrettyä hiekkaa ja kiviä pressun laidoille ja pohjalle painoiksi. Työn tohinassa toinen meistä oli kaatua selälleen uomaan. Purkausaukon mitta-asteikosta luimme poistouoman pinnankorkeudeksi 6,5 cm ja tulouoman 3,0 cm.

Kuva 4. V-pato poistouomassa

Kuva 3. V-pato tulouomassa

Uomien virtaamat laskimme seuraavalla kaavalla:

Poistouoman virtaama:

 Tulouoman virtaama:

Volymetrinen menetelmä

Kuva 5. Volymetrisen mittauksen suorittaminen meneillään

Volymetrisen mittauksen suoritimme molempien uomien osalta v-padon avulla, sillä kummassakaan uomassa ei ollut veden vähäisen määrän vuoksi paikkaa, jossa vesi olisi päässyt putoamaan vapaasti. Mittaukseen tarvittiin lisäksi mitta-astia ja sekuntikello. Mitta-astiaan kaapattiin vettä v-padon purkusaukosta ja sekuntikellolla otettiin aikaa astian täyttymisestä. Toistimme mittauksen viisi kertaa ja laskimme lopullisen tuloksen näiden mittausten keskiarvona. Alla olevissa taulukoissa on esitetty volymetrisellä menetelmällä saamamme tulokset.

 

 

Tulouoman osalta määrittämämme tulokset virtaamalle v-padolla 0,214 l/s ja volymetrisellä menetelmällä 0,28 l/s olivat melko lähellä toisiaan. Tulosten välillä eroa olikin vain 0,066 l/s ja koimme tulouoman mittaukset onnistuneiksi. Virtaamiksi määritimme poistouomassa v-padolla 1,46 l/s ja volymetrisellä menetelmällä keskimäärin 0,95 l/s. Poistouoman kohdalla voikin mittaustuloksissa havaita suurimman eron, jota määrittämissämme tuloksissa oli 0,51 l/s. Mittausten tuloksiin vaikuttaneita epävarmuustekijöitä ovat volymetrisen mittauksen aikana tapahtuneet ohivuodot astiasta sekä mahdollinen ohivirtaama v-padosta pressun tiiviistä asettelusta huolimatta. Emme kuitenkaan havainneet veden virtaavan v-padon ohi. Volymetrisen mittauksen aikana tapahtuneet ohivuodot astiasta johtuivat veden vähäisestä määrästä uomissa, uomien pohjien liian pienistä korkeuseroista ja turhan suuresta astiasta. Edellä luetellut asiat vaikuttivat siihen, että vesi ei päässyt putoamaan v-padon purkausaukosta vapaasti astiaan. Astiaa ei myöskään saanut v-padon purkausaukkoon tarpeeksi tiiviisti, jotta veden ohivuotoa ei olisi tapahtunut. Kummankaan epävarmuustekijän osalta tiedossamme ei ole ohi päässeen veden määrää, eikä siten tarkkaa vaikutusta tuloksiin.