Ryhmä 7: Veden laadun mittaus & Virtaaman määrittäminen siivikoinnilla

 

Tällä kertaa ryhmämme harjoitustöinä oli veden laadun mittaukset kenttämittalaitteilla sekä virtaaman määrittäminen siivikoimalla. Päivä oli harmaa ja sateinen, eikä lämpötilaa ei muistettu kirjata ylös. Omat haasteensa päivälle aiheutti myös kahden ryhmän jäsenen sairastelu, jonka vuoksi töitä oli tekemässä vain yksi henkilö.

Päivä aloitettiin veden laadun mittauksilla, joka tehtiin HACH Multi Meter -mittalaitteella. Kyseisellä laitteella voidaan antureita vaihtamalla mitata vedestä useita eri ominaisuuksia, ja tässä harjoituksessa mitattiin pH, johtokyky, happipitoisuus sekä lämpötila.

HACH Multi Meter sekä anturit

Näytteiden ottopaikat. Kuva muokattu google mapsista.

Ensimmäinen kohde oli Pieni-Valkeisen poistouoma jonka mitatut arvot olivat:

 

pH: 8.16

Johtavuus: 91.1 µS/cm

Happipitoisuus: 6.64 mg/l

Lämpötila: 8.7 ℃

 

Seuraava mittauspaikka oli Iso-Valkeiseen johtavan uoman suu. Mittauksen tulokset olivat:

pH: 8.64

Johtavuus: 90.9 µS/cm

Happipitoisuus: 10.8 mg/l

Lämpötila: 7.9 ℃

 

Viimeiset mittaukset tehtiin Pieni-Valkeisen tulouomalla. Mittauksen tulokset olivat:

pH: 7.68

Johtavuus: 189.1 µS/cm

Happipitoisuus: 9.57 mg/l

Lämpötila: 6.5 ℃

 

Tuloksia vertailemalla voidaan päätellä, että Pieni-Valkeisen tulouomassa lampeen kulkeutuu johtavuutta nostavia aineita, jotka jäävät lampeen mahdollisiksi ravinteiksi kasveille. Lammen pohjoispuolella sijaitsevan asuinalueen hulevedet johdetaan tähän tulouomaan, joten muita mittauspisteitä korkeampi johtavuus on todennäköisesti peräisin näistä hulevesistä.

Iso-Valkeiseen johtavan uoman mittauksen pH-arvo on hieman korkea verrattuna yleisiin suomalaisiin luonnonvesiin normaalin pH:n ollessa 6,5–8. Mikäli mittaukset olisi tehty kesällä, uomien virtaukset olisivat voimakkaampia ja arvot voisivat olla aivan erilaisia, joten kovin tarkkoja johtopäätöksiä veden laadusta ei voi tehdä yhden mittauskerran perusteella.

 

SIIVIKOINTI

 

Seuraavaksi siirryttiin virtaaman määrittämiseen siivikoimalla. Tähän tarvitaan sekuntikello, rullamitta, muistiinpanovälineet sekä tietysti itse mittalaite: SEBA Mini Current Meter M1.

Mittalaitteessa on siivet joiden pyörimistä mittaamalla voidaan laskea kyseisen kohdan virtausnopeus. Sopivan mittauspaikan valinta ja mittalaitteen asettelu on tärkeää, jotta saatu tulos vastaa todellista virtausta. Siipien pyörimistä laskettiin puolen minuutin ajan ja tästä laskettiin, montako täyttä pyörähdystä sekunnissa tapahtuu. Laskun tulos sekä kaksi mittalaitekohtaista vakiota k & D sijoitetaan alla olevaan kaavaan, joka antaa tulokseksi virtaaman:

 

V = k * n + D

V = virtausnopeus, m/s

k = siiven hydraulinen nousu, m (0,2591)

n = siiven kierrosmäärä, krt/s

D = siivikkovakio (0,005)

 

Ensimmäinen siivikointipaikka oli Pieni- ja Iso-Valkeisen välinen puro, lähellä Iso-Valkeista. Hyvää mittauskohtaa oli hankala löytää, mutta lopulta löytyi noin 50 cm leveä kohta jossa oli riittävästi syvyyttä, mutta pohjan muodosta johtuen tästä sai tehtyä vain yhden mittauksen toisen reunan ollessa liian matala.

Hahmotelma ensimmäisestä siivikointipaikasta.

Siivet pyörivät ympäri 8 kertaa 30 sekunnin aikana. 8 / 30 = 0,2667.

0,2591 * 0,2667 + 0,005 = 0,0741

 

V = 0,074 m/s.

 

Ensimmäinen siivikointi.

 

Seuraavaksi siirryttiin Pieni-Valkeisen tulouomalle tekemään mittaus. Sielläkin oli hankaluuksia löytää sopiva mittauspaikka, mutta lopulta löytyi kohta mistä sai tehtyä 2 mittausta. Ensimmäinen tulos oli 17 pyörähdystä 30 sekunnissa, toinen 11.

 

17 / 30 = 0,5667

0,2591 * 0,5667 + 0,005 = 0,1518

V₁ = 0,152 m/s

 

11 / 30 = 0,3667

0,2591 * 0,3667 + 0,005 = 0,1000

V₂ = 0,1 m/s

 

Toinen siivikointi.

Mittauspaikkaa edelsi purossa pieni mutka ja toinen mittauskohta oli myös hieman matalampi kuin ensimmäinen, joista johtuen virtaama oli mahdollisesti hieman pienempää. Ensimmäisen mittauskohdan syvyys oli n. 12 cm, toisen n. 10 cm.

Hahmotelma toisesta mittauspaikasta.

Virheitä siivikoinnissa voi syntyä epäedustavan mittauspaikan valinnasta sekä siipien pyörinnän laskennassa. Yksin työskentely saattoi myös vaikuttaa mittauksen laatuun. Toivottavasti ensi kerralla on taas koko ryhmä paikalla, kun teemme viimeiset kenttäharjoitukset.