V-pato ja volymetrinen mittaus Ryhmä 4

 V-pato ja volymetrinen mittaus

V-Pato mittaus 

Tänä tiistaina meillä oli tehtävänä V-Pato mittausharjoitus. Tarkoituksena oli määrittää pienen uoman virtaama Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomissa. Käytimme harjoituksessa mittaukseen soveltuvaa patoamispressua, jossa oli V:n muotoinen mitta-asteilla oleva aukko, joka soveltuu pinnankorkeuden mittaamiseen; sekä käytimme mitta-astioita virtaaman mittaamiseen sekunnissa. 

Aloitimme poistouomasta valitsemalla sopivan kohdan patoamispressulle. Totesimme kuitenkin, että uoman vesi karkasi osittain maan alle ja puun juurien alle. Shokista selvittyämme, siirsimme V-patoa hieman eri kohtaan uomassa, joka oli meidän tarkoitukseemme lähes täydellinen, kunnes vesi meinasi tulvia laitojen yli. Käytimme lapiota ja maa-ainesta apuvälineenä pressun tiivistämiseen ja muotoiluun. Kun V-pato oli saatu kunnolla asennettua, mittasimme siitä tulevaa virtaamaa yhden sekunnin ajan. Toistimme virtaamamittaukset viisi kertaa, jotta saisimme hieman tarkemmat tulokset ja pienentäisimme mittausvirheitä. 

Huomasimme, että taivaanrannassa alkoi kertyä tummia pilviä, joten pistimme töppöstä toisen eteen. Saimme tehtyä poistouoman mittaukset, purimme V-padon ja siirryimme Pieni-Valkeisen tulouomalle toistamaan saman proseduurin. Tulouomalle löysimme heti sopivan kohdan, jolle tehtiin myös hieman maan muokkausta, jotta V-pato asettuisi hyvin uomaan.

Yhteinen vesinäytteenottoharjoitus 

Päivän lopuksi kaikki harjoitusryhmät ottivat osaa yhteiseen vesinäyteottoon, joka otettiin veden eri syvyyksistä eli kerrosnäytteenotto. Koska syvyysnäytteitä ei pysty ottamaan rannalta käsin niin näytteenottoa varten tarvittiin vene sekä syvyysnäytteenottoon soveltuva näytteenottolaite.

Tulokset 

V-patojen virtaama Q saadaan selville kaavalla: 

Tulouoman virtaama 

Q= 0,0005886 m^3/s 

= 0,5886 l/s 

 

Poistouoman virtaama 

Q= 0,001476 m^3/s 

= 1,48 l/s 

 

Volymetrinen mittaus 

Uomista otettiin useampi yhden sekunnin kestävä mittaus, joista laskettiin sitten keskiarvo virtaamalle. 

Tulouoma virtaama 

Q= 0,84 l/s 

 

Poistouoma 

Q= 1,81 l/s 

Vertailu  

Volymetrisellä mittauksella saadut tulokset ovat suurempia verrattuina laskettuihin tuloksiin. Volymetrisessä mittauksessa on enemmän potentiaalia isommalle virheelle etenkin ajan suhteen, joka voi huomattavasti vääristää virtauksen tulosta. V-padosta saadaan hyvissä olosuhteissa paljon stabiilimpi ja luotettavampi tulos.  

 

Virtaamaa parhaiten kuvaava arvo saataisiin yhdistämällä molemmat virtauslaskenta tavat ja ottamalla niistä keskiarvo joka olisi: 

Tulouoma  

Q=0,714 l/s 

 

Poistouoma 

Q= 1,645 l/s

Virhetekijät 

Totesimme heti harjoituksen alkuvaiheilla, että V-padon asennus on suhteellisen tarkkaa ja haastavaa puuhaa, jotta vesi saataisiin virtaamaan täydellisesti pressun ja V-padon läpi. Myös padon sijainnin valitsemisella on vaikutusta virheiden ilmenemiseen. Esimerkkinä aiemmin mainittu poistouoman V-padon asennus. 

Toinen merkittävä virhetekijä harjoituksessa on itse virtaaman mittaaminen, sillä mittausaika oli meillä lyhyt - vain yhden sekunnin - ja siihen tarvittiin reaktionopeutta mittausastian kanssa. 

Poisto- ja tulouomat olivat melko pienet, joten V-padoista virtaaman mittaaminen mitta-astioilla oli hieman haastavaa. Mittausastioita jouduttiin pitämään kallellaan, kun niihin kerättiin vettä virtauksesta. On mahdollista, että kaikki oletettu virtaaman vesi ei välttämättä jäänyt mitta-astiaan. 

Viimeisenä virhetekijänä, ryhmällämme ei ollut kahvia ja pullaa harjoituspäivänä, joten on mahdollista, että keskittymiskyky oli rajoittunutta.