science >> Wetenschap >  >> Fysica

Stroomstroomsnelheid berekenen

Streamflow is de maat voor hoeveel water op een bepaald moment in een stroom stroomt. Het meten van de stroom is een ingewikkeld proces dat wordt uitgevoerd door teams van waterwetenschappers over de hele wereld.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Om waterstromen te bepalen, nemen waterwetenschappers continu metingen van de fasehoogte van een stroom en periodieke ontladingsmetingen. De relatie tussen deze gegevens, die ze visualiseren met behulp van een grafiek en de best passende curve, vertegenwoordigt de streamflow.
Stream Stage-meting

Waterwetenschappers meten het stream-stadium, wat hetzelfde is als de stage-hoogte of de gage-hoogte, met gebruik van fase nul (een ingestelde hoogte nabij het stroombed) en een personeelsmaat gemarkeerd in 1/100 en 1/10 de voetafstanden om de hoogte van het wateroppervlak te meten. Door continue metingen te doen, kunnen experts monitoren voor onderzoek en recreatie en beslissingen nemen over bouwen, damwerking en watertoewijzing. De US Geological Survey (USGS) begon voor het eerst op deze manier te meten in 1889, wat betekent dat ze een grote hoeveelheid gecompileerde gegevens hebben om te helpen met deze doelen.

Natuurlijk zijn veel van de USGS-pagingtools ingewikkelder dan "a simple staff gage.", 3, [[Een van de meest voorkomende methoden is gebaseerd op een stiltebron. Met deze bron kan water uit de stroom de bron binnentreden waar een vlotter of sensor zijn stadium meet (meestal elke 15 minuten) en die gegevens opslaat.
Afvoermeting

Waterwetenschappers meten niet alleen het stadium van de stroom meet ook periodiek (meestal ooit 6 tot 8 weken) de hoeveelheid water die langs de stroom naar beneden stroomt op een specifieke locatie, afvoer genoemd. Voor deze meting moeten ze het wateroppervlak in een dwarsdoorsnede van de stroom vermenigvuldigen met de gemiddelde snelheid van het water in diezelfde dwarsdoorsnede.

Om dit te doen, gebruiken waterwetenschappers een kabel of waadstaaf om een gedeelte van een stroom en meet de diepte en breedte en bereken het gebied (diepte x breedte). Deze meting is vooral lastig in gebieden met snel bewegend water of met ijs bedekte stromen.

Vervolgens gebruiken ze een stroommeter, die eruit ziet als een staaf bevestigd aan een wiel, om te meten hoe snel het water beweegt opnemen hoeveel omwentelingen het wiel in de loop van de tijd maakt wanneer het in de stroom wordt ondergedompeld. Voor zeer diep water gebruiken waterwetenschappers soms een akoestische doppler-stroommeter, die geluidsfrequentie gebruikt om metingen uit te voeren.
Streamflow berekenen

Met deze twee stukjes informatie, stream stage en ontlading, kunnen waterwetenschappers gebruiken de relatie tussen fase en ontlading om de stroom te schatten. Om dit te doen, plotten ze de podiumhoogte en ontladingsmetingen in de tijd en construeren vervolgens een best passende curve voor de gegevenspunten. De vergelijking van die curve is de relatie tussen stroomstadium en ontlading, of stroomstroom. Waterwetenschappers moeten hun berekeningen voortdurend aanpassen, waarbij rekening wordt gehouden met de manieren waarop het stroomkanaal zelf verandert als gevolg van erosie, afzetting, plantengroei, puin en ijs.

De USGS neemt metingen en verzendt die gegevens via satelliet streamt vervolgens de informatie voor het publiek op haar website. Dankzij deze technologie kunt u de meterhoogte, afvoer en stroom voor elke locatie in de VS in realtime zien.