How to measure stream flow rate/ro

Această pagină descrie metode low-tech pentru determinarea debitului pâraielor și râurilor mici, precum și alte instrumente care pot fi utilizate în acest scop.

Debitul este volumul total al unui fluid care curge pe lângă un punct fix într-un râu sau pârâu în timp. Este comparabil cu viteza cu care se deplasează un volum de fluid, așa cum se vede în Figura 1. Debitele volumetrice pot fi măsurate în diverse unități de volum/timp, cum ar fi:

• Litri pe secundă (L/s)
• Picioare cubice pe secundă (ft³/s)
• Galoane pe minut (gal/min)
• Metri cubi pe secundă (m³/s)

Instrumentele de uz casnic sau contoarele specializate pot fi folosite pentru a găsi debitele pentru țevi, sisteme de canalizare și electrocasnice. Oamenii folosesc date despre debit pentru sisteme microhidro , sisteme de ape uzate , captare a apelor pluviale , auditarea apei , rate de decantare, statistici privind pânza freatică și alte informații legate de apă . Pentru a găsi debitul corpurilor de apă mai mari, cum ar fi râurile majore sau barajele din spatele barajelor, se utilizează contoare. ^{[ 1 ]}

Metoda găleții este o modalitate simplă de a măsura debitul folosind obiecte de uz casnic. Necesită un cronometru, o găleată mare și, de preferință, două-trei persoane. Pentru a măsura debitul folosind metoda găleții:

1. Măsurați volumul găleții sau al recipientului. Rețineți că o găleată obișnuită de 5 galoane are adesea, de fapt, mai puțin de 5 galoane.
2. Găsiți o locație de-a lungul pârâului care are o cascadă. Dacă nu se găsește nicio cascadă, se poate construi o cascadă folosind un baraj (vezi Figura 4).
3. Cu un cronometru, cronometrați timpul necesar cascadei pentru a umple găleata cu apă. Porniți cronometrul simultan cu începerea umplerii găleții și opriți cronometrul când găleata se umple. Găleata nu trebuie umplută ținând-o sub suprafața pârâului, deoarece aceasta nu reprezintă debitul real.
4. Înregistrați timpul necesar pentru umplerea găleții.
5. Repetați pașii doi și trei de aproximativ șase sau șapte ori și calculați media. Este o idee bună să faceți câteva încercări înainte de a înregistra date, astfel încât să vă puteți face o idee despre momentul și măsurătorile necesare.
6. Eliminați datele doar dacă apar probleme majore, cum ar fi resturi din râu care interferează cu debitul.
7. Debitul este volumul găleții împărțit la timpul mediu necesar pentru umplerea găleții. ^{[ 2 ]}

Iată un exemplu care utilizează datele găsite pentru debitul pârâului Jolly Giant Creek pe terenul Cal Poly Humboldt : Folosind aceste date, debitul volumetric (Q) este egal cu volumul găleții (V) împărțit la timpul mediu (t).

Metoda de plutire (cunoscută și sub numele de metoda secțiunii transversale) este utilizată pentru a măsura debitul pentru pâraiele și râurile mai mari. Se calculează prin înmulțirea ariei secțiunii transversale a pârâului cu viteza apei. Pentru a măsura debitul folosind metoda de plutire:

1. Localizați un punct în pârâu care va acționa ca secțiune transversală a pârâului.
2. Folosind un metru sau alt mijloc de măsurare, măsurați adâncimea pârâului la intervale egale de-a lungul lățimii acestuia (vezi Figura 3). Această metodă este similară cu calcularea manuală a unei sume Riemann pentru lățimea râului.
3. După ce aceste date sunt colectate, înmulțiți fiecare adâncime cu intervalul în care a fost prelevată și adunați toate valorile. Acest calcul reprezintă aria unei secțiuni transversale a pârâului.
4. Alegeți o lungime a pârâului, de obicei mai mare decât lățimea râului, pentru a trimite în jos un obiect plutitor (portocalele sunt excelente). ^{[ 3 ]}
5. Folosind un cronometru, măsurați timpul necesar plutitorului pentru a se deplasa pe lungimea pârâului de la pasul 4.
6. Repetați pasul cinci de 5-10 ori și determinați timpul mediu necesar plutitorului pentru a parcurge cursul de apă. Aruncați plutitorul în apă la distanțe diferite de țărm pentru a obține o medie mai precisă.
7. Împărțiți lungimea pârâului găsită la pasul 4 la timpul mediu de la pasul 6 pentru a determina viteza medie a pârâului.
8. Viteza găsită la pasul 7 trebuie înmulțită cu un factor de corecție a frecării. Deoarece partea superioară a unui curs de apă curge mai repede decât fundul acesteia din cauza frecării cu albia pârâului, factorul de corecție a frecării uniformizează curgerea. Pentru funduri accidentate sau stâncoase, înmulțiți viteza cu 0,85. Pentru condiții de rocă de bază netedă, noroioasă, nisipoasă sau netedă, înmulțiți viteza cu un factor de corecție de 0,9.
9. Viteza corectată înmulțită cu aria secțiunii transversale dă debitul în volum/timp. (Asigurați-vă că păstrați unități de lungime/distanță consecvente atunci când măsurați secțiunea transversală și viteza, de exemplu metri, picioare)

Deversoarele sunt baraje mici care pot fi utilizate pentru măsurarea debitului pentru cursuri de apă de dimensiuni mici și medii (câțiva metri sau mai late). Acestea permit revărsării apei din cursul de apă să se reverse peste partea superioară a deversoarelor, creând o cascadă, așa cum se vede în Figura 4. Deversoarele măresc schimbarea de altitudine, făcând debitul mai consistent, ceea ce face ca măsurătorile debitului să fie mai precise. Cu toate acestea, este foarte important ca toată apa din cursul de apă să fie dirijată în deversoar pentru ca acesta să reprezinte cu exactitate debitul. De asemenea, este important să se împiedice acumularea de sedimente în spatele deversoarului. Deversoarele cu creastă ascuțită funcționează cel mai bine. Există multe tipuri diferite de deversoare, care includ deversoare cu creastă largă, deversoare cu creastă ascuțită, deversoare combinate, deversoare cu crestătură în V și deversoare cu pierderi minime de energie.

Contoarele sunt dispozitive care măsoară debitul apei prin măsurarea directă a curentului. Există multe tipuri diferite de contoare, dar cele mai comune sunt contorul Pygmy, contorul vortex, sonda de debit și contorul de curent, descrise mai jos:

• Wikipedia:Debit volumetric
• Măsurarea debitului volumetric