Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Sådan beregnes Stream Flow Rate

Streamflow er målingerne for, hvor meget vand strømmer i en strøm på et givent tidspunkt. Måling af strømgennemstrømning er en kompliceret proces foretaget af hold af vandforskere over hele verden.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

For at bestemme strømmen bruger vandforskere løbende målinger af en strømmets scenehøjde og periodiske målinger af udledning. Forholdet mellem disse data, som de visualiserer ved hjælp af en graf og bedst tilpasset kurve, repræsenterer strømstrøm.

Strømsmålmåling

Vandforskere måler strømstrin, hvilket er det samme som scenens højde eller gagehøjde, med trin nul (en indstillet højde i nærheden af ​​streambed) og en stabsspor markeret med 1/100 th og 1/10 fodintervaller for at måle vandoverfladenes højde. Ved løbende målinger kan eksperter overvåge til forsknings- og rekreative formål samt træffe beslutninger om bygning, dæmning og vandfordeling. Den amerikanske Geologiske Undersøgelse (USGS) begyndte først at måle på denne måde i 1889, hvilket betyder, at de har en stor del af kompilerede data til at hjælpe med disse mål.

Selvfølgelig er mange af USGS gaging værktøjer mere komplicerede end en simpel personale gage. En af de mest almindelige metoder er afhængig af en stilling godt. Denne brønd gør det muligt for vand fra strømmen at komme ind i brønden, hvor en flyder eller sensor måler sit trin (normalt hvert 15. minut) og gemmer disse data.

Afladningsmåling

Udover måling af strømstrin , må vandforskere også regelmæssigt (sædvanligvis 6 til 8 uger) måle mængden af ​​vand, der bevæger sig ned i strømmen på et bestemt sted, kaldet udledning. Denne måling kræver, at de formidler vandområdet i et tværsnit af strømmen ved gennemsnitshastigheden af ​​vandet i samme tværsnit.

For at gøre dette bruger vandforskere et kabel eller en wadingstang til at sonde en sektion af en strøm og måle dens dybde og bredde og beregne område (dybde x bredde). Denne måling er specielt vanskelig i områder med hurtigt vand eller vandløb dækket af is.

Så bruger de en nuværende måler, der ligner en stang fastgjort til et hjul for at måle, hvor hurtigt vandet bevæger sig optage hvor mange omdrejninger hjulet laver over tid, når det nedsænkes i strømmen. For meget dybt vand bruger vandforskere nogle gange en akustisk dopplerstrømsmåler, der bruger lydfrekvens til at foretage målinger.

Beregning af strømstrøm

Brug disse to informationsstykker, strøm scenen og udladningen, vand Forskere kan bruge forholdet mellem scene og udledning for at vurdere strømstrømmen. For at gøre dette, tegner de scenens højde og udladningsmålinger over tid, og konstruerer derefter en bedst egnet kurve til datapunkterne. Ligningen af ​​denne kurve er forholdet mellem strømstadium og udladning eller strømstrøm. Vandforskere skal foretage konstante tilpasninger af deres beregninger, der tager højde for de måder, som strømkanalen selv ændrer sig som følge af erosion, deponering, plantevækst, affald og is.

USGS tager målinger og overfører disse data via satellit strømmer informationerne til offentligheden på sin hjemmeside. Takket være denne teknologi kan du se realitetshøjde, udladning og strømstyrke for ethvert sted i USA i realtid.