Grupp 2: Veden pinnankorkeuden määrittäminen vaaitsemalla ja lammen uomien virtaamien määrittämien V-padon ja volymetrisen mittauksen avulla

Kenttäharjoitukset tiistaina 2.10.2018

Saavuimme jälleen Pieni-Valkeiselle sateiselle kelillä tiistaina 2.10.2018. Ensimmäisenä tehtävänä oli määrittää Iso-Valkeisen pinnankorkeus, jonka jälkeen tutkimme Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouoman virtauksia V-padon ja laskennan avulla. Tässä blogissa käymme läpi sateisen päivän kulkua ja loppuun lukemalla selviää myös muuttuiko keli.

Task 6.  Veden pinnankorkeuden määrittäminen vaaitsemalla

Aloitimme päivän harjoitukset veden pinnankorkeuden määrittämisellä. Tehtävänämme oli määrittää Pieni-Valkeisen ja Iso-Valkeisen veden pinnankorkeus. Työvälineeksi meille jaettiin vaaituskone, kolmijalka ja pidennettävä mittalatta. Meille myös annettiin alkutiedoksi asfaltoidulla kääntöpaikalla sijaitseva kaivonkannen korko, joka oli + 98,965 m.  

Aloitimme mittaukset Pieni-Valkeisen lammen pinnankorkeuden määrittämisellä. Sijoitimme vaaituskoneen keskimatkalle kääntöpaikan kaivonkantta ja Pieni-Valkeisen rantaa. Tällä tavalla saimme eteen ja taaksepäin tähtäämällä suoraan määritettyä pinnankorkeuden, joka oli mittauksiemme perusteella + 97.015 m.

Mittalaitteiden ihmettelyä

Seuraavana lähdimme viemään korkoa Iso-Valkeisen lammen rannalle. Aloitimme mittaamisen tiedetyllä kaivonkannen korolla, jonka perusteella määritimme uuden koneaseman koron. Jatkoimme samantapaisesti pitkin Iso-Valkeiselle johtavaa polkua, määrittäen matkalle kolme uutta koneasemaa. Valitsimme matkalla tukevia paikkoja mittalatalle esimerkiksi kiven tai kannon, jotta mittaustulos olisi mahdollisimman oikeellinen. Päästyämme viimein lähelle Iso-Valkeisen rantaa, määritimme sen pinnankorkeudeksi + 89.280 m.

Lopuksi palasimme sulkemaan mittauksen aina tiedetylle kaivonkannen korolle asti, jonka saavutettuamme huomaisimme, että mittausvirheeksi oli muodostunut tasan 150 mm tuloksella + 98.815 m. 

Pohdimme tehtävän päätteeksi mahdollisia virhesyitä tulokselle ja tulimme siihen päätökseen, että koneenkäyttö ja mittaajien kokemus ovat selvästi puutteellisia ja näin ollen lähteenä tuloksen mittausvirheelle. Varsinkin vaaituskoneen tasaaminen tuotti ajoittain hankaluuksia koko ryhmälle. Myös yksi syy mittavirheelle voi olla, että palatessamme sulkupisteelle tähtäyksien väli piteni huomattavasti. Harjoitus saatiin kuitenkin päätökseen ja saimme hyvän kuvan pinnankorkeuden määrittämisen luonteesta sekä siihen liittyvistä käytännöistä.

Tähtäämistä. Taustalla Iso-Valkeinen

Task 5. Lammen uomien virtaamien määrittäminen V-padon ja volymetrisen laskennan avulla

Tällä kertaa ryhmän tehtävänä oli mitata virtaamaa Pieni-Valkeisen tulo- ja purku-uomista. Virtaamaa mitattiin v-patomittauksella ja volymetrisellä astiamittauksella. Sää mittaushetkellä oli muuttunut jo tässä vaiheessa varsin selkeäksi.

Valitsimme sopivan mittauspaikan molemmista uomista ja teimme padon valittuihin paikkoihin. Patojen asennus sujui molemmilla kerroilla ripeästi ja ongelmitta ja patoamisen apuna käytimme kiviä ja hiekkaa.  V-padon asentamisen jälkeen tarkkailimme ohjeiden mukaan mahdollisia ohivuotoja. Purku-uoman padossa esiintyi hyvin vähäistä ohivuotoa, tulouoman padosta puolestaan emme ohivuotoja silmämääräisesti havainneet. Odotimme hetken virtauksen tasaantumista ja aloitimme mittauksien suorittamisen.

Padon rakentelua

Ensiksi selvitimme virtaamaa padon mitta-asteikolla ja käytimme asianmukaista kaavaa saadaksemme tulokseksi virtaamaan suuruus kuutiometreinä sekunnissa. Poistouomalla katsoimme pinnankorkeudeksi 5,5cm, joka on siis 0,055m. Tämän luvun avulla sekä annetun kaavan perusteella saimme virtaamaksi laskettua 0,00097 m³/s joka on siis 0,97 l/s, joka vaikutti paikkaansa pitävältä. Tulouoman pinnankorkeus padossa 0,050m ja jälleen laskimme virtaaman samalla kaavalla, jolloin tulokseksi tuli lopulta 0,77 l/s, joka vaikutti mielestämme hieman pienemmältä kuin mitä aistein havaitsimme. Mahdollisia virheitä kyseisessä mittauksessa oli, että on mahdollista, ettei pato ole ollut juuri 90 asteen kulmassa, jolloin lukema vääristyy.

Seuraavaksi vuorossa oli volymetrinen mittaus, jossa v-padosta tuleva vesi laskettiin mitta-astiaan viisi kertaa toistaen. Saaduista tuloksista laskettiin keskiarvo jättäen pois suurin ja pienin arvo, jotta hajonta ei olisi niin suuri. Lopulta laskettujen keskiarvojen perusteella laskimme virtaaman. Poistouoman virtaamaksi saimme 1,09 l/s ja tulouoman virtaamaksi 1,08 l/s. Poistouoman kohdalla virtaamat olivat lähellä toisiaan, mutta tulouoman kohdalla V-padon tulos on yli 0,3 l/s pienempi kuin volymetrisella mittauksella. Volymetrisen mittauksen tulos on lähempänä totuutta tulouomassa, koska virtaus ei vaikuttanut noin hitaalta. Tuloksiin on mahdollisesti voinut vaikuttaa kellottajan ja näytteenottajan toiminnan eriaikaisuus, astiasta ohivuotanut vesi sekä mittausastian epätarkka-asteikko esimerkiksi vedenpinnan keikahtelu epätasaisessa ympäristössä, kun asteikkoa on luettu.

V-pato tulouomassa