Ryhmä 1: Virtaamamittauksia ja syyssadetta

Päivämäärä: 6.10.2020

Sää: harmaata ja sateista, lämpötila n. 11 astetta, tuuli n. 6 m/s

Ryhmä ykkösen edesottamukset ympäristömittausten parissa jatkuvat. Tänään vuorossa virtaamamittauksia kolmella tapaa tarjoiltuna. Mittaukset suorittivat Aleksi Väänänen, Tiina Matihaldi, Enni Peltola ja Milja Auranen.

V - pato ja volymetrinen mittaus

Päivä alkoi V-patomittauksella. Mittaukset suoritettuun sekä tulo-, että lähtöuomasta. Pienen opastuksen jälkeen ryhmämme suuntasi kohti Pieni-Valkeisen lähtöuomaa etsimään sopivaa paikkaa V-padolle. Tavoitteena oli löytää kohta, jossa uoma laskee selkeästi. Sopivan kohdan löydyttyä uomasta poistettiin roskaa (lähinnä lehtiä). Pressuosa aseteltiin huolellisesti uoman pohjalle niin, että koko uoman virtaus kulkisi padon läpi. Pressua aseteltiin paikoilleen tallomalla ja kivien avulla. Lieneekö ollut aloittelijan tuuria matkassa, tämähän sujui vallan mainiosti ja aukon kohdalle muodostui kaunis putous (Kuva 1.) 

Kuva 1. V-pato lähtöuomaan asennettuna (Väänänen 2020)

Veden pinnan lukema katsottiin aukon viereen merkittyjen viivojen avulla. Lukemaksi saatiin 5 cm. Saadun lukeman avulla laskettiin uoman virtaama. Uoman virtaamaksi saatiin 0,77 l/s.

Volymetrinen mittaus suoritettiin saavin, sekuntikellon ja mitta-astian avulla. Lähtöuomasta etsittiin kohta, josta mittaus olisi helppo suorittaa. Tässä tapauksessa mittaus suoritettiin Iso-Valkeisen rannan lähellä sijaitsevan putken luona. Mitta-astia asetettiin purkuaukon suulle ja samalla katsottiin kellosta aikaa (Kuva 2). 

Kuva 2. Lähtöuoman volymetrinen mittaus (Väänänen 2020)

Mittaus toistettiin 5 kertaa. Alla on esitetty saadut tulokset. Tilavuuksien ja aikojen perusteella laskettiin uoman virtaama keskiarvona. Virtaamaksi saatiin 1,21 l/s.

Lähtöuoman jälkeen siirryttiin tulouomalle, joka osoittautui astetta mutkikkaammaksi. Uoma oli valitulta kohdalta melko matala ja pressun asettelu tiiviisti uoman pohjalle oli haastavaa. Lapioinnin ja kivien avulla pato saatiin kuitenkin toimintakuntoon. Lukemaksi saatiin 1 cm (Kuva 3.)

Kuva 3. V-padon aukko (Peltola 2020)

Alla on esitetty lukeman avulla laskettu virtaama. Virtaamaksi saatiin 0,014 l/s.

Volymetrinen mittaus suoritettiin V-padon aukon avulla (Kuva 4.) 

Kuva 4. Tulouoman volymetrinen mittaus (Peltola 2020)

Tulouoman virtaamaksi saatiin tulosten keskiarvon perusteella 0,36 l/s

Epävarmuustekijöitä

Yksi suuri epävarmuustekijä V-padon kohdalla on mahdollisen ohivuodon suuruus. Lähtöuoman kohdalla ohivuotoa oli tuskin lainkaan. Tulouomassa ohivuodon suuruus oli n. 10 %.  Myös h - lukeman katsomisessa voi tapahtua virheitä.

 

Volymetrisessä mittauksessa mittauksessa virhettä voi aiheuttaa sekuntikellon käyttö (reaktioaika) ja se, kuinka hyvin uoman vesi saadaan kerättyä mitta-astiaan. 

Siivikointi

Siivikoinnin idea on selvittää uoman virtaama virtausnopeuden ja poikkileikkauspinta-alan avulla. Siivikko on pitkä metallinen sauva, jonka päässä on siipiosa. Uoman mitat selvitettiin rullamitan avulla (Kuva 5).

Kuva 5. Tulouoman mittojen selvittäminen käynnissä (Peltola 2020)

 

Mittaus aloitettiin selvittämällä lähtöuoman mitat. Karkea poikkileikkauskuva on esitetty kuvassa 6. Uoma jaettiin neljään lohkoon, jonka jokaisen keskeltä suoritettiin siivikointi. Siivikko asetettiin lohkon keskelle ja kääntelemällä etsittiin kohta, jossa siipiosa pyörisi parhaiten. Kierrokset laskettiin 30 sekunnin ajalta ja tämän perusteella määritetiin n (kierrosta/s) eri lohkoissa. 

Kuva 6. Lähtöuoman poikkileikkaus

 

Alla on esitetty lähtöuoman virtaama siivikoinnin tulosten perusteella. Virtaamaksi saatiin 0,6 l/s

Mittaus toistettiin tulouomassa samalla periaatteella. Tässä tapauksessa uoma jaettiin kahteen lohkoon, joiden keskeltä siivikointi suoritettiin. Kuvassa 7 on esitetty tulouoman poikkileikkaus. 

Kuva 7. Tulouoman poikkileikkaus

Alla on esitetty tulosten perusteella laskettu virtaama. Virtaamaksi saatiin 1,2 l/s

Epävarmuustekijät 

Siivikoinnissa epävarmuutta aiheuttaa uoman poikkipinta-alan määrittäminen. Uomat eivät olleet säännöllisen muotoisia ja yllä esitetyt kuvat ovat vain karkeita arvioita uoman poikkileikkauksesta. 

Lähtöuoman kohdalla haastetta aiheutti lehtien paljous. Lehtiä poistettiin, jotta uoma pääsisi virtaamaan mahdollisimman vapaasti. Tästä huolimatta siivikko ei tahtonut pyöriä ja kierrosluvut olivat todella pieniä. 

Vertailu

Alla on esitetty vertailu eri mittaustavoilla saaduista tuloksista. Tulouoman kohdalla lukemat poikkeavat toisistaan huomattavasti. V-padon avulla saatu virtaama on muihin lukemiin verrattuna todella pieni. Lähtöuoman kohdalla erot eivät ole yhtä radikaaleja. Volymetrisella mittauksella saatu lukema on kuitenkin kaksinkertainen siivikointiin verrattuna. 

Ihanteellisessa tilanteessa kaikilla mittauksilla saataisiin samansuuntaisia lukemia. On kuitenkin muistettava, että kyseessä on kolme täysin eri periaatteella toimivaa mittaustapaa, joiden epävarmuustekijät ovat erilaisia. Työn suorittajien kokemattomuudella on myös voinut olla näppinsä pelissä.