Ryhmä 2. Virtaaman määrittäminen (v-pato & volymetri) & tutustuminen alueeseen ja sen ympäristöön

14.10.2016 oli kolmas vierailumme Pieni-Valkeisella ympäristössä ja päivän tehtävänä oli lammen tulo- ja poistouoman virtaaman mittaaminen sekä tutustuminen alueeseen ja sen lähiympäristöön. Aamun lämpötila oli +4^oc ja sää oli pilvinen. Ryhmämme lähti täysilukuisena ja hyvällä hengellä suorittamaan päivän ensimmäistä tehtävää.

Virtaaman määrittäminen

Aloitimme virtaaman määrittämisen Pieni-Valkeisen poistouomasta ja suoritimme ensiksi volymetrimittauksen. Mittauspaikaksi valitsimme Lampitien alittavan rummun, joka sijaitsi noin 35 metrin päässä poistouoman alkupäästä (N/lat:6977827.250 E/lon:533665) Volymetrimittausta suorittaessa apuna käytimme 5 litran astiaa ja sekuntikelloa. Tarkoituksemme oli mitata vielä poistouoman virtaama käyttäen apuna v-patoa. Valitsimme mittauspaikan noin puolivälistä Pieni- ja Iso-Valkeisen välisestä uomasta, joka oli leveydeltään v-padolle sopiva (N/lat:6977798.250 E/lon:533718).

V-patoa käyttäessä tulee huomioida, että siihen kiinnitetty pressu on asetettu tiiviisti uoman pohjaa vasten. Pressun päälle on hyvä myös kerätä kiviä tai jotain muuta painavaa, jotta vesi ei pääse vahingossakaan pressun alapuolelle. Pressun reunojen tulee olla uoman yläpuolella, ettei vesi pääse karkaamaan sivuilta. Veden on tarkoitus liikkua pressua pitkin, jonka jälkeen sen on tarkoitus purkautua patomaisesti v-padon metallisesta ”v-aukosta”. Metallia on tarkoitus pitää pystysuorassa, jotta saadaan laskettua sentti määrä v-aukon pohjasta.

Kun saimme suoritettua poistouoman mittaukset, lähdimme suorittamaan samoja toimenpiteitä Pieni-Valkeisen tulouomalle. Kävellessämme tulouomaa pitkin sopivaa kohtaa ei tulouoman kuivuuden takia meinannut löytyä. Noin 150 metrin jälkeen tulouoman ylittää lenkkipolku, josta vesi pääsee rummun avulla virtaamaan. Suoritimme tulouoma mittauksen kummatkin kokeet samasta paikasta(N/lat:6977970.250 E/lon:53367.0).

Volymetrinen mittaus tulouomassa					Volymetrinen mittaus poistouomassa
	aika (s)	määrä (l)				aika (s)	määrä (l)
1	7,86	3,8			1	6,92	4
2	12,55	3			2	5,67	3,6
3	12,5	2,8			3	5,27	3,5
ka	10,97	3,2			ka	5,953333	3,7
tulos	0,2917	l/s			tulos	0,6551	l/s

kuva 2 mittaustulokset

Suoritimme mittauksen kolme kertaa sekä tulo- että poistouomassa. Mittauksia olisi voinut toistaa useampia kertoja mittavirheen pienentämiseksi, mutta koimme kolmen eri mittauksen keskiarvon riittävän. Mittaus itsessään tuntuu hieman epätarkalta, koska monia mittavirheitä voi sattua/sattuu helposti suorituksessa.

V-padolla avulla havaitsimme, että vesi nousi poistouoman kohdalla 6 cm ja tulouoman kohdalla 4 cm metallisen v-”kauluksen” yläpuolelle.  Näin voimme sijoittaa arvot yhtälöön:

                                                                   

   

                                                                 Q = virtaama (m³/s)

                                                                  c = 0,58 (vakio)

                                                                  h = veden pinnankorkeus purkautumisaukossa (m)

                                                                  g = putoamiskiihtyvyys

Näin ollen v-padon virtaama tulouomassa on :

 

Q = 4,38456 * 10^-4 m^3= 0,000438456 m^3/s = 0,438 l/s

V-padon poistouimassa virtaama oli

 Q =1,20824 * 10^-3 m^3/s = 0,00120824 m^3/s = 1,20824 l/s

Tutustuminen Pieni-Valkeisen ympäristöön

Aloitimme tutustumisen Pieni-Valkeisenlampeen jo kurssin ensimmäisellä tunnilla, jolloin ryhmän jokainen jäsen määritti lammelle valuma-alueen. Vertailimme tuloksia tämän jälkeen ja huomasimme osuvamme kaikki lähes samanlaisiin ratkaisuihin. Määritimme Pieni-Valkeisen valuma-alueeksi 0,52 km² Jatkoimme päivää vielä tutustumalla Pieni-Valkeisen karttoihin ja etsimällä siitä perustietoja googlen avulla.

Pinta-ala	2,16 ha
Syvyys	5,5 m
Keskisyvyys	3 m
Tilavuus	82 400 m3
Valuma-alue	0,62 km2

lähde: järviwiki

Pieni-Valkeisen alue on suurilta osin luonnontilaisen metsämaan peittämä. Aluetta halkoo vain virkistyskäyttöön tehdyt lenkkipolut, joita alueella riittää. Alueen mäkisyys selittyy Puijon välittömästä läheisyydestä, josta Lampeen laskee myös hulevesiä. Pieni-Valkeisen länsiranta on soistunutta suurimmaksi osaksi ja länsirannalla on myös pienempi uoma jossa vesi ei virtaa lainkaan. Alueella on myös uimaranta virkistys tarkoitukseen.

14.10 mennessä olimme käyneet kolme kertaa suorittamassa harjoituksia lammen alueella. Sää olot ovat olleet vaihtelevia. Joskus on aurinko paistanut ja joskus on tullut myös vettä. Tämän huomaa hyvin siitä, että alueella (varsinkin tulouomalla) on havaittavissa silmämääräistä vaihtelu veden virtauksessa. Tulouoman vesi oli myös paikoin pahan hajuista ja ruskean väristä. Tämä saattaa johtua läheiseltä asutusalueelta valuvista hulevesistä. Pieni-Valkeisen poistouomassa, mikä laskee Iso-Valkeiseen vedessä ei ollut havaittavissa samanlaisia vaikutuksia. Vesi lammessa kuitenkin vaikuttaa silmämääräisesti uima kelpoiselta, eikä lammesta lähde hajua. Varaudumme ryhmässä kuitenkin skeptisesti tämän kokoluokan lammissa uimiseen.