Innehåll
Strömningsflöde är måttet på hur mycket vatten som rinner i en ström vid en viss tidpunkt. Mätning av strömning är en komplicerad process som genomförs av team av vattenforskare över hela världen.
TL; DR (för lång; läste inte)
För att bestämma flödet, tar vattenforskare kontinuerliga mätningar av strömmarnas höjd och periodiska mätningar av urladdningen. Förhållandet mellan dessa data, som de visualiserar med hjälp av en graf och en bäst passande kurva, representerar strömning.
Strömningsmätning
Vattenforskare mäter strömningsstadiet, vilket är samma som scenhöjd eller gagehöjd, med hjälp av scen noll (en fast höjd nära bäcken) och en personavstånd markerad i 1/100th och 1/10th fotintervall för att mäta vattenytans höjd. Genom att göra kontinuerliga mätningar kan experter övervaka för forskning och rekreationsändamål samt fatta beslut om byggnad, dammdrift och vattenfördelning. US Geological Survey (USGS) började först mäta detta sätt 1889, vilket innebär att de har en stor mängd sammanställda data för att hjälpa till med dessa mål.
Naturligtvis är många av USGS-verktygsgivare mer komplicerade än en enkel personalmätare. En av de vanligaste metoderna förlitar sig på en stillbrunn. Denna brunn tillåter vatten från strömmen att komma in i brunnen där en flottör eller sensor mäter sitt stadium (vanligtvis var 15: e minut) och lagrar dessa data.
Mätning av urladdning
Förutom att mäta strömningsstadiet, mäter vattenforskare också regelbundet (vanligtvis 6 till 8 veckor) mängden vatten som rör sig nedför bäcken på en specifik plats, kallad utsläpp. Denna mätning kräver att de multiplicerar vattenområdet i ett tvärsnitt av strömmen med medelhastigheten för vattnet i samma tvärsnitt.
För att göra detta använder vattenforskare en kabel eller vadningsstav för att undersöka en del av en bäck och mäta dess djup och bredd och beräkna area (djup x bredd). Denna mätning är särskilt svår i områden med snabbt rörande vatten eller strömmar med is.
Sedan använder de en strömmätare, som ser ut som en stång fäst vid ett hjul, för att mäta hur snabbt vattnet rör sig genom att spela in hur många varv hjulet gör med tiden när det nedsänks i bäcken. För mycket djupt vatten använder vattenforskare ibland en akustisk dopplerströmmätare, som använder ljudfrekvens för att göra mätningar.
Beräknar strömning
Med hjälp av dessa två informationsdelar, strömningssteg och utsläpp kan vattenforskare använda förhållandet mellan scen och urladdning för att uppskatta strömningen. För att göra detta planerar de scenhöjden och urladdningsmätningarna över tid och konstruerar sedan en kurva som passar bäst för datapunkterna. Ekvationen för den kurvan är förhållandet mellan strömstadium och urladdning eller strömning. Vattenforskare måste göra ständiga justeringar av sina beräkningar som tar hänsyn till hur strömkanalen i sig förändras till följd av erosion, avsättning, växttillväxt, skräp och is.
USGS gör mätningar och överför data via satellit och strömmar sedan informationen för allmänheten på sin webbplats. Tack vare denna teknik kan du se mätningshöjden, urladdningen och strömningen för alla platser i USA i realtid.