اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه پنجم

اهداف:

رفتن به محل آزمایش (رودخانه) و انجام آزمایش ها

به دست آوردن اطلاعات مورد نیاز

وسایل مورد نیاز:

طناب و چوب مدرج شده

متر

جداول خام

کورنومتر

در جلسه قبل، جداولی برای ثبت نتایج آزمایش تهیه کردیم. در این جلسه می خواهیم به رودخانه محل آزمایش برویم و اندازه گیری هایمان را آغاز کنیم. در پایان این جلسه نیز کلیه اطلاعات مورد نظر را به دست آورده و در جداول یادداشت می‌کنیم.
محل رودخانه و محل انجام اندازه گیری ها را در جلسه دوم معین نمودیم. در این جلسه به محل مشخص شده رفته و اندازه گیری ها را به شرح زیر انجام می‌دهیم.

5-1 اندازه گیری سرعت جریان
برای به دست آوردن دبی آب عبوری از رودخانه، لازم است سرعت جریان آب را داشته باشیم تا با ضرب نمودن سرعت در مقطع عبور جریان، بتوانیم دبی آب را به دست آوریم.

همان گونه که در جلسه سوم آموختید، برای اندازه گیری سرعت آب، راه های زیادی وجود دارد. ساده ترین راه این است که سرعت جریان آب را در سطح رودخانه اندازه بگیریم و با توجه به روابط موجود بین سرعت آب در سطح رودخانه و سرعت متوسط آب در کل سطح مقطع آن (که سرعت متوسط برابر 0/8 سرعت در سطح رودخانه است) سرعت متوسط عبور جریان از کل سطح مقطع رودخانه را به دست آوریم.

برای به دست آوردن سرعت عبور جریان در سطح رودخانه، ساده ترین راه، قرار دادن یک جسم بر روی سطح آب می باشد. این جسم با سرعت آب در سطح رودخانه حرکت خواهد کرد و ما قادر خواهیم بود با اندازه گیری مسافت طی شده این جسم و زمان طی کردن این مسافت، سرعت آن را که برابر با سرعت آب در سطح رودخانه است را به دست آوریم.

اگر توپ در زمان t (یعنی t ثانیه)، x متر حرکت کند، سرعت آن x/t متر بر ثانیه خواهد بود و لذا سرعت متوسط جریان آب در مقطع عبور جریان برابر خواهد بود با .
هدف ما در این جلسه، اندازه گیری x و t می باشد.

از نکاتی که باید در این اندازه گیری رعایت کرد، این است که مسیر رودخانه در محل انجام آزمایش تا حد امکان صاف و بدون پیچ و خم باشد.
هم چنین باید مراقب بود که توپ در پشت سنگ ها و موانع موجود در رودخانه گیر نکند، زیرا در این صورت سرعت به دست آمده صحیح نخواهد بود.
چون ممکن است توپ با جریان آب برود و نتوانیم آن را پیدا کنیم، لازم است چندین توپ با خود به محل آزمایش ببریم.
حال با توجه به نکات فوق آزمایش را  آغاز می‌کنیم.

گام اول اندازه گیری x می باشد. پس از اینکه محل انجام آزمایش (که در آن مسیر رودخانه بدون پیچ و خم است) مشخص شد، دو نقطه مقصد و مبدأ در کنار رودخانه در نظر بگیرید تا اندازه گیری سرعت را بین این دو نقطه انجام دهید.
بهتر است فاصله این دو نقطه کم نباشد و در حقیقت هر چه فاصله بیش‌تر باشد، دقت اندازه گیری بالا تر می رود. اگر فاصله حدود 100 متر تا 50 متر باشد، دقت اندازه گیری مناسب خواهد بود. پس از مشخص نمودن نقاط مبدأ و مقصد، آنها را با علامت در کنار رودخانه و یا انداختن سنگ درون رودخانه مشخص نمایید.

حال باید فاصله بین دو نقطه ابتدایی و انتهایی اندازه گیری شود. این اندازه گیری باید توسط متر انجام شود. بهتر است اندازه گیری دو بار تکرار شود تا با میانگین گیری از اعداد به دست آمده بتوانیم عدد دقیق تری به دست آوریم.
پس از اینکه x اندازه گیری شد،  آن را یادداشت نمایید و به سراغ اندازه گیری زمان یا t بروید.
برای اندازه گیری t، توپ مورد نظر را از نقطه مبدأ رها نموده و زمان رسیدن آن به نقطه مقصد را به وسیله کورنومتر به دست آورید.
بهتر است در مسیر همراه توپ راه برود و مراقب باشد تا توپ در پشت موانع موجود در رودخانه گیر نکند.
برای بالا بردن دقت اندازه گیری باید این اندازه گیری چند بار تکرار شود.

حداقل اندازه گیری را 15 بار تکرار کنید و زمان های به دست آمده را در جداول خام مانند جدول زیر، یادداشت کنید. نمونه ی جدول زیر باید در این مرحله به دست آید:

جدول خام اندازه گیری زمان

پس از به دست آوردن جدولی مشابه جدول فوق، باید سطح مقطع عبور جریان را به دست آوریم.

5-2 اندازه گیری عمق رودخانه
برای به دست آوردن سطح مقطع عبور جریان، در فواصل مختلف و در عرض رودخانه عمق رودخانه را باید اندازه گیری کرد و در جدول یادداشت نمود.
با انجام اندازه گیری های فوق، در جلسات بعد ما قادر خواهیم بود با دانستن این اعداد، سطح مقطع عبور آب را در مقیاس کوچک‌تر رسم کنیم و سطح مقطع آن را اندازه گیری نماییم و با ضرب کردن در مقیاس رسم شده، اندازه سطح مقطع عبور جریان را به دست آوریم.
اگر فرض کنیم مقطع عبور جریان به صورت زیر باشد:

باید پس از نصب طناب مدرج شده در عرض رودخانه، با حرکت در طول این طناب، با استفاده از میله مدرج، با هر نیم متر حرکت، عمق آب را اندازه گیری نکرده و در جدول خام یادداشت نمایید.
در پایان این مرحله نیز لازم است جدولی مانند جدول زیر بدست آورده شود:

جدول خام اندازه گیری عمق

برای اندازه گیری عمق آب، بهتر است تا حد امکان چشم را به سطح آب نزدیک نمایید تا دقت خواندن عدد بالاتر رود. هم چنین در صورتی که سطح آب تغییرات زیادی داشت، میانگین ارتفاع را به صورت حدودی یادداشت نمایید.

برای بالا بردن دقت آزمایشات، اندازه گیری‌های فوق را نیز حداقل 3 بار تکرار نموده و نتایج به دست آمده را در جداول خام موجود، یادداشت نمایید تا در جلسات آینده این اعداد را تحلیل کنیم.

تکلیف: نتایج به دست آمده از اندازه گیری‌های جریان، عمق و زمان را در جداول خام یادداشت کرده و نتایج را برای ما ارسال نمایید.

محل بازدید/ اردو/ خرید: برای این جلسه به محل آزمایش ( کنار رودخانه ) که از قبل انتخاب کردید بروید و آزمایش را آغاز نمایید.

منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر در زمینه اندازه گیری مشخصه‌های رودخانه به منبع زیر مراجعه نمایید.

_ وبلاگ مهندسی آبخیزداری اطلاعات خوبی در زمینه رودخانه ها در اختارتان قرار می دهد.

http://www.abkhiz.blogfa.com/cat-2.aspx

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه اول
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه دوم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه سوم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه چهارم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه پنجم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه ششم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه هفتم
اندازه گیری مشخصه های یک رودخانه محلی – جلسه هشتم