Kenttätyöt 19.9.2024, Ryhmä 2: V-pato ja volymetrinen mittaus

Ryhmä 2 aloitti kenttätyöt Pieni-Valkeisen lammen (kuva 1) ympäristössä 19.9 torstaina 2024. Ryhmään kuuluvat Elli-Noora, Milla, Reino ja Saara. Sääolosuhteet tuona päivänä olivat aurinkoista, kevyttä tuulta 3 m/s, missä puuskat maks. 6 m/s, lämpötila 14 °C. Päivän kenttätöinä oli Virtaaman mittaaminen V-padon ja volymetrisen menetelmän avulla ja Valuma-alueen maastokatselmus ja ympäristön havainnointi. 

Kuva 1. Pieni-Valkeinen

Tehtävä 5: Virtaaman mittaaminen V-padon ja volymetrisen menetelmän avulla 

Tehtävänä oli mitata Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouomien virtaukset Thompsonin V-padon ja volymetrisen menetelmän avulla. Tehtävä aloitettiin tutustumalla välineistöön, jonka jälkeen lähdettiin etsimään sopivaa paikkaa V-padolle poistouoman varrelta.

V-pato oli tarkoitus asentaa niin, että padon pohjana toimiva pressu ohjaisi kaiken uomassa virtaavan veden metallisen purkausaukon läpi (kuva 2). Pressu asetettiin uoman reunoille ja pohjalle tiiviisti käyttämällä hiekkaa ja kiviä (kuva 3). Padon purkausaukko oli kohtisuorassa veden virtaamaan nähden.

Kuva 2. V-pato

Kuva 3. V-padon asennus

Kun pato oli saatu asennettua, luettiin veden pinnankorkeus purkausaukon mitta-asteikolta. Poistouoman pinnankorkeudeksi saatiin 5 cm. Poistouoman kohdalla arviolta 5 % vedestä pääsi rakennetun padon ohi. V-padon asennus toistettiin tulouomalla. Tulouoman virtaus oli hyvin hidas, joten pinnankorkeudeksi saatiin vain 0,5 cm (kuva 5). Tulouoman ohivirtaamaksi arviointiin 20 %. Pinnankorkeuden avulla saadaan laskettua uoman virtaama alla olevaa kaavaa käyttäen (kuva 4).

Kuva 4. Virtaaman laskukaava

Poistouoman virtaamaksi saatiin laskettua 0,81 l/s ja tulouomalle 0,003 l/s. Tuloksissa on otettu huomioon ohivirtaamat. 

Kuva 5. Tulouoma

Volymetrinen mittaus:

Volymetrisellä mittausmenetelmällä virtaaman määrittäminen tapahtuu tunnetun tilavuuden ja täyttymisajan avulla. Välineinä käytettiin sekuntikelloa ja isoa mitta-astiaa (kuva 6). 

Kuva 6. Mitta-astia

Mittaus suoritettiin v-padosta asettamalla mitta-astia padosta purkautuvan veden alle ja käynnistämällä sekuntikello samaan aikaan. Kun astiaan saatiin tarpeeksi vettä, se poistettiin purkautuvan veden alta ja kello pysäytettiin. Astiaan kertynyt vesimäärä ja sekuntikellon lukema otettiin ylös. Mittaus toistettiin sekä tulo- että poistouomasta viisi kertaa. Molemmista uomista saatiin yksi epäedustava, muista tuloksista poikkeava tulos, joka jätettiin laskuissa huomiotta.

Mitatut tulokset taulukoitiin ja laskettiin virtaama Q yksikössä l/s. Lopullinen tulos laskettiin keskiarvona yksittäisistä mittaustuloksista. Tulouomasta saadut ja lasketut tulokset on esitetty taulukossa 1 ja poistouoman tulokset on esitetty taulukossa 2. 

V-padolla ja volymetrisellä mittauksella saatuja virtaamatietoja verratessa huomataan, että v-padolla saadut tulokset ovat molempien uomien osalta pienemmät, kuin volymetrisellä mittauksella saadut tulokset. Tulouoman osalta volymetrillä saatu tulos on jopa kymmenkertainen verrattuna v-padosta laskettuun virtaamaan.

Tehtävä 1: Valuma-alueen maastokatselmus ja ympäristön havainnointi  

Aloitettiin maastokatselmus kävelemällä lammen ympäri vastapäivään. Lammen eteläpuolelta havaittiin ainakin kaksi muuta tulouomaa, päätulouoman lisäksi (kuva 7).  Poistouoma on lammen itäpuolella. Lammen poistouoma johtaa Iso-Valkeiseen.

Kuva 7. Pieni-Valkeinen ja sen tulouomat

Lammen valuma-alueelle kuuluu luonnontilaista suojeltua kuusimetsää, sekametsää ja uusia haapaistutuksia (kuvat 8 ja 9). Metsissä pohja on kangasmaista sammaleista kangasmaastoa. Maastossa on myös ulkoilureittejä ja polkuja, jotka ovat aktiivisessa käytössä.

Kuva 8. Valuma-alueen metsää

Kuva 9. Luonnonsuojelualue

Lammen valuma-alue rajoittuu poistouomasta etelään rinteen päälle, josta se jatkuu pohjoisen kautta koulun ja asutuksen läpi kiertäen takaisin poistouomalle (kuva 10). Asutusalueella tiet ovat asfalttipäällysteisiä hulevesijärjestelmällä, kuitenkin teistä ja piha-alueilta valuu vettä myös lampeen.

Kuva 10. Pieni-Valkeisen valuma-alue