SMHIs nya mätmetoder inom hydrologi Flödesmätningar med hydroakustik Stina Nyman & Mikael Lennermark
Kommentar från föredragshållarna : Utvalda illustrationer kommer från USGS, USA (specifikt gäller det bilderna 16-19 & 21)
Innehåll SMHIs hydrologiska stationsnät i korthet Varför behöver vi göra flödesmätningar? Indexteknik Flödesmätningar i korthet Djupdykning i hydroakustik 2
Hydrologi på SMHI ett axplock Hydrologiskt grundnät (ca 320 stationer) 220 egna stationer, varav 70 realtidsrapporterande 20 stationer som ägs av andra men SMHI äger data 80 stationer från externa ägare (oftast vattenkraftverk) VMT-nät (Vattenmyndigheternas Temporära nät) Ca 40 stationer åt gången Kort tidsserie (ca. 24 månader) Låga krav på instrumentering och avbördningssamband Främst för att förbättra modellerna i S-HYPE Genomför flödesmätningar i fält 3
Hydrologiska stationsnätet 4
Vad finns där inne? 5
Avbördningskurva - Samband mellan vattenstånd och vattenföring En BESTÄMMANDE SEKTION ger förutsättningen för avbördningskurvan 6
Ryttarbacken Heåkra Exempel på bestämmande sektioner Flötemarken 7
Indexteknik Om bestämmande sektion saknas eller om bestämmande sektion behöver tas bort Relaterar area och medelhastighet till flöde Vattenhastighetsmätning Nivå - Area mätning Endast två stationer än så länge 8
Indexsamband Sibro 65-2253, Båvens utlopp, Södermanland 5 flödesmätningar med ADCP - fler behövs kalibrerat samband som ger medelhastigheten Arean är uppmätt med ADCP + avvägda stränder indexstationen mäter nivån som ger arean flödet fås av produkten av dessa två samband 9
Flödesmätning med ADCP från gummibåt för större vattendrag eller på linbana i mindre vattendrag Linbanor med lösa tyglar 10
Instrument ADV Acoustic Doppler Velocimeter ISO 748 Mätmetod punktmetoden (1-, 2-, 3-, 5-, 7- ) Vadning nödvändigt Passar för små bäckar eller mycket grunda vattendrag Tumregel: Vada inte om djupet överstiger 1 m samt om vattenhastigheten överstiger 1 m/s! Tillverkare: OTT ADC av OTT, Tyskland FlowTracker av SonTek, USA??? 11
Punktmetoden enligt ISO 748 Djup Loc 0 Loc 1 Loc 2 Loc 3 Loc 4 Loc 5 Loc 6 Loc 7 Loc 8 Loc 9 Loc 10 Loc 11 Loc 12 W 1 W 2 W 3 W 4 W 5 W 6 W 7 W 8 W 9 W 10 W 11 Dep 1 Dep 2 Dep 3 Dep 4 Dep 5 Dep 6 Dep 7 Dep 8 Dep 9 Dep 10 Dep 11 Area 1 Area 11 Area 2 Area 3 Area 4 Area 5 Area 6 Area 7 Area 8 Area 9 Area 10 12
Instrument ADCP Acoustic Doppler Current Profiler Ingen ISO-standard pga. snabb utveckling Moving boat eller stationär mätmetod Lämpligt för små till stora vattendrag Finns med kompass och/eller GPS Tillverkare Teledyne RDInstruments, USA SonTek YSI, USA Rowe Technologies, USA OTT, Tyskland??? 13
Instrument 14
74-20002 Emsfors, Emån 15
Sound Reflects from Scatterers Transducer Component of velocity seen by ADCP Acoustic pulse θ Water velocity magnitude and direction Magnified view of scatterers 16
Doppler Principle The Doppler effect is the change in a sound's observed pitch (frequency) caused by the relative velocities of the sound source and receiver. Utskickad frekvens Tåget närmar sig högre frekvens Tåget försvinner bort lägre frekvens 17
Narrow Band, ADCP-mätmetod vid högre hastigheter Picture at time T1 Picture at time T2 S V=S/(T2-T1) 18
Broad band, ADCP-mätmetod vid låga hastigheter Längre tid mellan foton + längre avstånd mellan kameror = ökad noggrannhet S V=S/(T2-T1) 19
Olika ADCP-mätmetoder Narrow band Broad band Pulse coherent Automatisk mellan dessa tre metoder 20
Flow Homogeneity HOMOGENEOUS NONHOMOGENEOUS 21
Hur ser det ut? StreamPro ADCP på en linbana Den automatiska, M9 ADCP försiktigt dragen på fiskespö 22
Mariannelund, Brusaån (Silverån - Emån) juli 2012 Niemisel, Råneälven maj 2012 Nivå 2 Höga flöden 23
Tack för visat intresse! 24