Ryhmä 5 - 22.9.2020 V-pato ja siivikkomittaus

 

Ryhmä 5 – 22.9.2020 V-pato ja siivikkomittaus

22.9.2020 – Syyspäiväntasaus. Nimipäiväänsä viettää: Mauri
Ilma: Pilvinen ja kostea, ei kuitenkaan sateinen. Selkeni aamupäivästä.

Ryhmän 5 lyhyt esittely:
Ryhmäämme kuuluu Aino Koponen, Reetta Tuomainen, Joonas Holopainen ja Iina Korhonen. Olemme kolmannen vuosikurssin ympäristötekniikan opiskelijoita. Kaikki postauksessa esiintyvät kuvat ovat ryhmäläisten ottamia.

Ainon vahvuudet:
 - Positiivisen ilmapiirin ylläpitäminen
 - Asioiden tutkiskelu monelta kantilta
 
Reetan vahvuudet:
 - Työtä pelkäämätön
 - Tekninen tieto
 - Asioihin perehtyminen

Joonaksen vahvuudet:
 - Laitteiden käsittelytaito
 - Eränkävijän taidot
 
Iinan vahvuudet:
 - Rautaiset hermot
 - Dokumentointi
                                                      

Tehtävä 5: V-Pato ja volymetrinen mittaus

 Mitä tehtiin?  

Tehtävässä 5 määritettiin Pieni-Valkeisenlammen tulo- ja poistouoman virtaama V-padon ja volymetrisen mittauksen avulla. Virtaama Q määritettiin asentamalla pressu V-pato uomaan (kuvassa) . Tavoitteena siis on saada vesi padottumaan siten, että vesi purkautuu vapaasti ja tarpeeksi korkealta padotusaukosta. Padotusaukossa on mitta-asteikko, josta luetaan veden pinnankorkeus h.

Kaikki ryhmäläiset osallistuivat v-padon asentamiseen ja tiivistämiseen niin, että vesi ei pääse valumaan ohi pressusta. Iina Korhonen toimi tulosten kirjaajana ja valokuvia otettiin kaikkien toimesta. Alla kuva pressusta ja padotusaukosta.

 

Aluksi teimme volymetrisen mittauksen v-padon aukosta, joka oli siis lammen poistouomasta. Mittauksessa käytettävät tarvikkeet: sekuntikello, mitta-astia ja sanko. Vapaasti valuvaa vettä valutettiin isoon mustaan sankoon 5 sekunnin ajan. Mittasimme vesimäärän mittakannulla ja vettä oli 23,5 litraa. Tässä kohtaa ryhmä teki virheen ja mittauksia/otoksia olisi pitänyt tehdä viisi. Virhe tuli myös siinä, että mittaus olisi pitänyt tehdä niin että otetaan aikaa siitä, kun sanko on täynnä.

Seuraavaksi määritimme poistouoman virtaaman, pressulle löydettiin sopiva mittauspaikka. Koordinaatit N: 6977795.813, E: 533724.870. Havainnollistava karttakuva, jossa mittauspaikka merkattu ”poistouoma v-pato, volymetrinen mittaus” sijaintipisteellä.

 

Poistouoman v-pato mittauksen jälkeen ryhmä siirtyi lammen tulouomalle etsimään sopivaa kohtaa v-padolle. Mittauspaikan koordinaatit N: 6977952.702, E: 53388.648, karttakuvaan merkattu ”tulouoma v-pato”.  Lammen tulouoma oli huomattavasti matalampi ja loivempi, näin ollen mittauspaikka v-padolle oli vaikeampi löytää, kuvassa valitsemamme mittauspaikka.

 

 Tulokset v-padosta ja volymetrisesta mittauksesta

 V-pato mittauksessa tulokset lasketaan kaavalla:

Poistouomalta otetusta v-padotusaukon kuvasta selviää, että veden pinnankorkeus h=0,12m toinen tarvittava suure g=9,81 m/s². Lasketaan virtaaman sijoittamalla suureet kaavaan.

Virtaama Q on poistouomassa 0,0068349 m³/s eli 6,83 l/s                             

 Tulouomalta otetusta v-padotusaukon kuvasta selviää, että korkeus h=0,03m lasketaan virtaama Q tulouomassa. Q=0,0002136 m³/s eli 0,21 l/s 

                                       

Volymetrisesta mittauksesta saamamme tulokset. Tulokset ovat siis vain poistouomasta ja meillä on vain yksi otos viiden sijaan.

Mittausaika 5 sekuntia, vesimäärä 23,5 litraa.

Virtaama Q= 4,7 l/s

Volymetri mittauksella saatu virtaama tulos 4,7 l/s on pienempi kuin samasta kohdasta otettu v-pato virtaama 6,83 l/s. Ero johtuu varmaankin volymetrisessa mittauksessa tapahtuneista virheistä.

 Epävarmuustekijät ja virheet tehtävässä 5

Epävarmuustekijät tehtävässä 5 liittyivät pitkälti siihen, jos v-padon pressusta ei tullut tiivis. Meillä pressun välistä vettä ei päässyt virtaamaan ohi, mutta se voi aiheuttaa kuitenkin virhettä tuloksiin.

Suurimmat virheet ryhmällä tuli volymetrisessa mittauksessa, sillä mittaus suoritettiin hieman väärin ja toistoja oli vain 1, kun niitä piti olla viisi. Lisäksi emme ottaneet volymetrimittausta ollenkaan tulouomasta, sillä virtaama oli niin pieni.

Tästä oppineena jatkossa olisi hyvä olla esimerkiksi muistilista, jota kävisi vielä läpi, jotta kaikki asiat tulisi varmasti tehtyä.

Tehtävä 4: Siivikko

Mitä tehtiin?
 
Lähdimme selvittämään Pienen-Valkeisen lammen tulo- ja poistouoman virtaamaa siivikoimalla. Suoritimme mittaukset kahdesta eri pisteestä, toisen tulouomasta ja toisen poistouomasta. Olosuhteet siivikoinnille olivat oletettua haasteellisemmat, sillä sopivan kohdan löytäminen mittauspisteeksi ei ollutkaan niin yksinkertaista. Tulouomassa vesimäärä ja olematon syvyys aiheuttivat pieniä ”kaivuutöitä” ja poistouoman mittauspaikan valinta ei ollut paras mahdollinen siinä olleiden oksien takia, jotka kuitenkin poistimme purosta. Mittaus toteutettiin laskemalla, kuinka monesti siivikko pyörähti 30 sekunnin aikana sekä, mittaamalla uoman leveys ja syvyys.

Käytetyt työvälineet

Tehdessämme Pienen-Valkeisen tulo- ja poistouomien virtaaman määrittämisiä, käytimme työvälineinä rullamittaa, kännykän sekuntikelloa, SEBA Mini Current Meter M1 siivikkolaitetta ja muistiinpanovälineitä.

Aloitimme työn poistouomalta. Kun olimme saaneet siivilän kasaan, aloitimme uoman mittaustyöt. Joonas toimi uoman mittaajan roolissa. Joonaksen antamien tulosten avulla Aino ja Reetta säätivät siivilän korkeutta veden pinnan puoliväliin asti. Mittaukset toteutettiin yhdestä uomakohdasta ja pisteitä oli 25 cm välein kolme (3) kappaletta.

Tulo-uomalta mittauksen suorittaminen oli haastavampaa. Vedenpinnankorkeus ei ollut luonnollisessa tilassa kovin korkea, joten ruoppasimme saappaan avulla uomaa syvemmäksi. Ruoppaamisen vuoksi vesi muuttui sakeaksi ja odottelimme hetken, jotta näkyvyys parani. Tässä uomakohdassa saimme mittaukset vain yhdestä (1) pisteestä. Mittauspisteen tulokset eivät ole edustavia, koska saappaalla muokatun uoman sivuilla virtasi edelleen vettä, jonka mittaaminen siivikolla oli mahdotonta.

 

                                            

 Tulokset Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouoman siivikoinnista:

Pieni-Valkeinen poistouoma
	Lohko 1	Lohko 2	Lohko 3
V (m/s)	0,009	0,011	0,009
k (m)	0,2591	0,2591	0,2591
D	0,005	0,005	0,005
Q (m3/s)	0,00033	0,00042	0,00028
Q (l/s)	0,33	0,42	0,28
Syvyys d (m)	0,145	0,16	0,12
Leveys w (m)	0,25	0,25	0,25
Siivikon rps	0,16	0,22	0,17
Siivikon rp/30s	4,75	6,5	5
Yhteensä	l/s	1,03
	m3/s	0,00103

Kuvassa esitettynä Pieni-Valkeisen poistouoman siivikointipisteet ja lohkot.

Pieni-Valkeinen tulouoma
	Lohko 1
V (m/s)	0,022
k (m)	0,2591
D	0,005
kok Q (m3/s)	0,00022
kok Q (l/s)	0,22
Syvyys d (m)	0,070
Leveys w (m)	0,14
n (rps)	0,67
n (rp/30s)	20

 

 

 

 

 

 

 

  Kuvassa esitettynä Pieni-Valkeisen tulouoman siivikointipiste ja lohko.

 

 

 

 

 

 

 

 

Kuvassa siivikointipisteet ja niiden koodrdinaatit. Tulouoman koordinaatit N: 6977951 E: 533393 ja poistouoman koordinaatit N: 6977840 E: 533640.

 

Epävarmuustekijät ja virheet tehtävässä 4:

Oli haastavaa löytää kohta, missä pohja olisi symmetrinen, uoman leveys sopiva ja virtaama riittävä.

Tulosten yhteenveto:

Kaikki 22.9.2020 saadut tulokset alla olevassa kuvassa. Poistouoman siivikkomittaus otettu eri mittauskohdasta ja siksi tulos on erilainen. Muuten eri mittauksista saadut tulokset tukevat toisiaan.

                          Työskentelyn lomassa kerkesi pitämään myös lakisääteisen kahvitauon.

Terveisin
Aino, Joonas, Iina ja Reetta