Ryhmä 3: Virtaaman mittaaminen V-padon avulla ja pohjaeläintutkimus

Ryhmän esittely

Ryhmään kuuluu Sanni, Camilla, Pinja ja Aino. Olemme kolmannen vuoden ympäristötekniikan opiskelijoita ja suuntautuneet opinnoissa ympäristömittauksiin.

Virtaaman mittaaminen V-padon avulla

Tavoitteenamme oli mitata Pieni-Valkeisen tulo- ja poistouoman virtaama sopivasta kohdasta V-padon avulla. Samalla teimme myös molemmissa kohteissa volymetrisen mittauksen. Sää oli aurinkoinen ja hieman tuulinen, lämpötila noin +12 astetta. Mittaukset suoritettiin 24.9.2025 iltapäivästä.

Aloitimme mittauksen poistouomasta. Sopivan paikan löytyminen tuotti alkuun hieman hankaluuksia, koska ensimmäisen mittauspaikkamme kohdalta uoma oli liian leveä käyttämällemme työvälineelle. Kapeampi kohta sopivalla kallistuksella V-patoa varten löytyi, kun kävelimme uomaa alaspäin kohti Iso-Valkeista. Saimme mitattua V-padolla pinnankorkeudeksi 5,5 cm, joka näkyy myös kuvassa 2. 

Kuva 1. V-pato poistouomassa

Kuva 2. V-padon pinnankorkeus poistouomassa

Tulouomasta löytyi nopeasti sopivan kapea mittauspaikka. Virtaus oli silminnähdenkin hitaampaa, ja vettä oli uomassa vähemmän kuin poistouomassa. Maa oli mittauskohdalta hyvin pehmeää, ja uoman reunat levisivät hieman puuhastellessamme. Jouduimme tämän takia siirtämään pressua, jotta ohivirtausta saatiin vähennettyä. Pinnankorkeudeksi saimme mitattua 3 cm, kuten kuvassa 3 näkyy.

Kuva 3. V-padon pinnankorkeus tulouomassa

Volymetrisen mittauksen tulokset taulukkona:

Mittaustulosten luotettavuudeen parantamiseksi mittaukset suoritettiin 5 kertaa uomaa kohti. Näin saatiin laskettua keskiarvo mittaustuloksille.

Poistouoman virtaamaksi saatiin laskettua keskimäärin 2,72 l / 1,77 s. 

Tulouomalle virtaamaaksi taas saaatiin 0,68 l / 3,78 s. 

Jotta volymetrisen mittauksen tuloksia voidaan vertailla alla ratkaistun yhtälön vastausten kanssa, voidaan suhteuttaa tulokset muotoon l/s verrannon ja ristiinkertomisen avulla. 

Poistouoma:        2,72 l / 1,77 s --> 1,54 l/s

Tulouoma:           0,68 l / 3,78 s --> 0,18 l/s

Virtaaman määritys yhtälön avulla

Kuva 4. Yhtälö virtaaman laskentaan

Q= virtaama (m3/s)

c= 0,58 (vakio)

g= putoamiskiihtyvyys (vakio)

h= veden pinnankorkeus (m)

Lasketaan virtaama poistouomassa:

Poistouomalle saadaan vastaukseksi 0,0009720 m3/s, joka on litroiksi muunnettuna ja pyöristettynä 0,97 l/s.

Lasketaan virtaama tulouomassa:

Tulouomalle tulos on 0,0002136 m3/s, joka on litroiksi muutettuna ja pyöristettynä 0,21 l/s.

Mittaustulosten vertailu

Volymetrisessä mittauksessa tulokseksi saatiin poistouomalle 1,54 l/s, ja tulouomalle 0,18 l/s. Tulokset saatiin laskemalla usean mittauskerran keskiarvo, ja suhteuttamalla aika vastaamaan litraa sekunnissa.

V-pato mittauksessa poistouomalle saatiin tulos 0,97 l/s, ja tulouomalle 0,21 l/s.

Tulokset ovat yllättävän lähellä toisiaan, etenkin tulouoman kohdalla. Poistouoman tuloksessa on merkittävämpi heitto, ja siihen voi olla useita syitä. Ajanottajan ja veden ottajan koordinaatio varmasti vaikuttaa tuloksiin. Poistouoman kohdalla yksi mittaustulos oli hieman poikkeava toisiin nähden. Poistouomassa virtaus oli voimakkaampaa, ja mittakannu täyttyi nopeasti, joten mittaustuloksissa on varmasti heittoja senkin takia. 

Pohjaeläintutkimus

Teimme pohjaeläintutkimuksen tulouomasta, koska lammen rannassa oli liian paljon kasvillisuutta mittauksen suorittamiseen.  

Kuva 5. Näyteolosuhteet

Näytteenotto suoritettiin potkimalla pohja-ainesta vuorojaloin haaviin. Samanaikaisesti haavia pyöritettiin kahdeksikon muodossa. Tätä toistettiin minuutin ajan, jonka jälkeen tyhjennettiin haavista vesi ja pääsimme tutkimaan sisältöä. Aluksi vaikutti siltä, että haavissa ei ollut ollenkaan pohjaeläimiä. Tarkemman tutkimisen jälkeen löysimme kuitenkin useita matoja ja kotilon. Ne olivat kuitenkin niin pieniä, että päätimme tutkia niitä vielä tarkemmin laboratoriossa. Näytteet laitettiin rasiaan, ja rasioihin lisättiin 70 % vahvuista etanolia. Näytteet tutkittiin seuraavan viikon maanantaina.

Kuva 6. Näytteen tutkimista

Laboratoriossa tutkimme tarkemmin pohjaeläinnäytteitä. Näytteitä käsiteltiin vetokaapissa, koska ne oli säilötty etanoliliuoksessa. Kentällä näytteitä oli vaikeaa käsitellä, mutta laboratoriossa löysimme kotilon, sekä useita erikokoisia ja värisiä matoja. Näytteestä 1 löytyi 16 matoa. Näytteestä 2 löytyi 8 matoa ja kotilo.

Kuva 7. Puhdistetut pohjaeläimet

Meiltä jäi varmasti joitain yksilöitä poimimatta, koska kuten kuvasta 6 voi nähdä, oli näytteiden käsittely haastavaa roskien ja mudan takia. Poimitut pohjaeläimet huuhdeltiin vedellä, jotta niiden tutkiminen helpottuisi. Matojen tutkiminen mikroskoopilla oli haastavaa, koska ne olivat liian isoja tutkimuksia varten. Madon rakenteista saatiin kuitenkin hyviä havaintoja mikroskoopin avulla.

Lajitunnistusta teimme parhaamme mukaan. Arvioimme, että näytteessä 1 suuri osa madoista oli harvasukasmatoja. Näytteessä 2 oikeanpuolimmaiset vaaleat madot taas muistuttivat ulkonäöltään jauhomatoa. Toisaalta ne muistuttivat myös isovaaksiaisen toukkaa, joka olisi elinympäristön kannalta todennäköisempi vaihtoehto, mutta meidän madoilla ei ollut vastaavaa peräpäätä.

Kuva 8. Mato mikroskoopissa

Pipetoimme myös näyteliuosta näytelasille ja tutkimme vedestä mikroskooppisen pieniä eliöitä, joita ei näe paljaalla silmällä. Oletimme kaikkien eliöiden kuolleen, koska näyte oli säilötty etanoliliuoksessa. Näytteessä kuitenkin havaittiin pieniä eliöitä, jotka liikkuivat nesteessä. Eliöitä ei tunnistettu, mutta arvioimme niiden olevan flagellojen kokoisia, eli noin 5-20 mikrometriä pitkiä. Mikroskoopilla ne näkyivät pieninä mustina pisteinä. Eliöiden liikehdintää näkyy lopun yhteenveto videolla. 

Epävarmuustekijät ja mahdolliset virheet

Mittaustyön teknisessä suorituksessa oli alkuun haasteita, koska emme olleet tehneet aikaisemmin samanlaisia mittauksia maastossa. V-padon asentaminen puroon oli tulouoman kohdalla hankalaa, koska maasto oli erittäin pehmeää ja ohivirtaamaa ei saatu kokonaan pois. Tämä vaikuttaa virtauksen volymetriseen mittauksen arvoihin. Virtaaman volymetrisessa mittauksessa mittausvirhettä on voinut tulla mittaajan ja ajanottajan samanaikaisessa toiminnassa. 

Ryhmällä ei ole ollut aikaisempaa kokemusta pohjaeläintutkimuksesta ja lajien tunnistaminen oli haastavaa. 

Tunnelmia kentältä ja laboratoriosta videon muodossa