Ryhmä 7: Pinnankorkeuksia ja padotusta

Myrskyn jälkeen on poutasää; niin tälläkin kertaa, kun sateisen yön jälkeen sää poutaantui juuri sopivasti ennen 3.10. tiistaiaamun kenttähommia. Poppoollamme oli ohjelmassa Pieni-Valkeisen ja Iso-Valkeisen pinnankorkeuksien mittaaminen sekä virtaamamittaukset Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomasta. 

Kun aamupäivän ohjelma oli tiedossa, kamat kasattu ja ilmakin suosi 7 lämpöasteellaan, oli aika lähteä mittauspuuhiin - vamos!

Pinnankorkeuden määrittäminen vaaitsemalla

Pieni-Valkeisen ja Iso-Valkeisen pintojen korkeudet määritettiin vaaitsemalla, johon tarvitaan vaaituskoje, kolmijalka ja latta. Kolmijalka pystytettiin sen jalkojen pituuksia säätämällä maanmuotojen mukaan tasaiseksi alustaksi vaaituskojeelle. Vaaituskoje kiinnitettiin kolmijalkaan ja se tasattiin kojeessa olevien säätimien avulla. Tasauksen jälkeen kojeella tähystettiin tunnetulle korkopisteelle, jolla pidettiin mittalattaa.

Pieni-Valkeisen tunnettu korkopiste (+99,064 m, N2000) sijaitsi läheisellä kaivonkannella, joten pystytimme kolmijalan järven ja kaivonkannen väliin. Silloin samasta pisteestä onnistui tehdä vaaditut tähystykset: ensin tunnettuun korkopisteeseen, seuraavaksi järven rantaan ja lopuksi tarkistustähystys tunnettuun pisteeseen. 

Ryhmämme sai tunnetulle pisteelle tähystettäessä latan lukemaksi 1,551 m ja järvenrannassa 3,332 m. Tarkistustähystys tunnetulle pisteelle tuotti saman tuloksen kuin ensimmäinen tähystys. 

Pieni-Valkeisen pinnankorkeudeksi ryhmämme sai: 99,064 m + 1,551 m - 3,332 m = 97,283 m

Pieni-Valkeisen pinnankoronmittauksen jälkeen oli aika siirtyä Iso-Valkeisen rantaan ja pystyttää kolmijalka ja vaaituskoje uudelle paikalle. Iso-Valkeisen tunnettu korkopiste (+91,781 m, N2000) oli sen rannalla olevassa kannossa. Sopivan paikan löydyttyä toistimme samat tähystykset kuin edeltävällä kerralla: ensin tunnetulla korkopisteellä pidettyyn lattaan, sitten rantaan siirrettyyn lattaan ja lopuksi uudelleen tunnettuun korkopisteeseen.

Iso-Valkeisella tunnetulla pisteellä latan lukemaksi tähystettiin 0,665 m ja vedenrajassa 2,765 m. Tarkistustähystyksen lukema oli 0,667 m. Iso-Valkeisen pinnankorkeudeksi määritimme: 91,781 m + 0,665 m - 2,765 m = 89,681 m

Kun mittaustuloksiamme vertaa muiden ryhmien saamiin tuloksiin, ovat ne hyvin samankaltaisia. Järviwikin mukaan Pieni-Valkeisen pinnankorko on 96,3 m ja Iso-Valkeisen 89,1 m. Sateinen kesä ja syksy selittävät, miksi järvien pinnat ovat tällä hetkellä laajemminkin tavallista korkeammalla.

Mahdollisia mittausvirheitä vaaitukseen aiheutti kolmijalan ja vaaituskojeen tasauksessa olleet epätarkkuudet. Iso-Valkeisen rannalla kolmijalka piti pystyttää pehmeään maahan, joka sateisen yön jälkeen oli tavallista pehmeämpi. Tämä saattoi hieman muuttaa kolmijalan sijaintia mittauksen aikana.

Virtaaman mittaaminen V-padon ja volymetrisen menetelmän avulla

Sateinen yö oli puolellamme virtaamamittausten tekemisessä: Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomassa riitti vettä! Valitsemamme mittauspisteet on esitetty alla olevassa kartassa.

Aloitimme virtaamamittaukset poistouomasta, johon asensimme ensin pressupohjaisen V-padon. Tiivistimme padon uoman pohjalle ja reunoille hiekalla ja irtokivillä, jotta ohivirtaaman osuus olisi mahdollisimman pieni.  Padon V-aukossa on mitta-asteikko, josta luetaan padottuneen veden pudotuskorkeus.

Padon asentamisen jälkeen arvioimme putoavan veden korkeudeksi 10 cm eli 0,1 m. Poistouomassa olleen padon ohivirtaamaksi ja mittavirheeksi arvioimme 10 %.

Poistouoman jälkeen V-pressupato siirrettiin tulouomaan. Padolle oli hankala löytää sopivaa paikkaa. V-pato toimii parhaiten, kun uomassa on tarpeeksi kallistusta, mutta Pieni-Valkeisen tulouoma on erittäin loiva. Asensimme padon parhaaksi katsomaamme paikkaan, ja tiivistimme sen samaan tapaan hiekalla ja irtokivillä kuin aiemminkin.

Tulouoman padon pudotuskorkeudeksi arvioimme 6 cm eli 0,06 m. Uoman mataluus ja tasaisuus aiheutti suuremman padon ohivirtaaman, minkä vuoksi arvioimme ohivirtaamaksi 30 %.

Virtaaman laskennan teimme alla olevalla kaavalla:

V-padon lisäksi mittasimme poistouomasta virtaaman volymetrisesti. Volymetrisessä mittauksessa vapaasti putoava vesi kerätään astiaan tietyn ajan, minkä jälkeen kerätty vesimäärä mitataan. Mittausta varten tarvitsimme (padon lisäksi) saavin, sekuntikellon ja mitta-astian.

Toistimme mittauksen viisi kertaa mittausepävarmuuden pienentämiseksi, ja mittaustuloksista laskimme niiden keskiarvon. Volymetrisen mittauksen perusteella poistouoman virtaamaksi saimme 3,58 l/s. 

Volymetrisessä mittauksessa virhemahdollisuuksia on ohivirtaamassa ja inhimillisissä tekijöissä (veden läikkymisessä tai ajanoton epätarkkuudessa). Erotus V-padosta saatuun tulokseen selittyy juuri suuremmilla inhimillisillä tekijöillä, joten volymetrinen mittaus soveltuu vain suuntaa antavaksi mittaustavaksi.