תוֹכֶן
זרימת הנחל היא המדד לכמה מים זורמים בנחל בכל זמן נתון. מדידת זרימת הזרימה היא תהליך מסובך שנעשה על ידי צוותים של מדעני מים בכל רחבי העולם.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
כדי לקבוע את זרימת הזרימה, מדעני מים מבצעים מדידות רצופות של גובה שלב הנחלים ומדידות פריקה תקופתיות. הקשר בין נתונים אלה, אותם הם מדמיינים באמצעות גרף ועקומה המתאימים ביותר, מייצג את זרימת הזרימה.
מדידת שלב זרם
מדעני מים מודדים את שלב הנחל, זהה לגובה הבמה או לגובה הגן, באמצעות אפס במה (גובה מוגדר בסמוך לאפיק הנחל) ובמרכז צוות המסומן ב- 1/100th ו- 1/10th מרווחי רגליים למדידת גובה פני המים. ביצוע מדידות רצופות מאפשר למומחים לפקח לצורך מטרות מחקר ופנאי וכן לקבל החלטות לגבי בנייה, תפעול סכרים והקצאת מים. הסקר הגיאולוגי של ארה"ב (USGS) החל למדידת דרך זו לראשונה בשנת 1889, מה שאומר שיש להם גוף גדול של נתונים שאספו ליעדים אלה.
כמובן שרבים מכלי המיגון של USGS מורכבים יותר מאשר מדור עובדים פשוט. אחת השיטות הנפוצות מסתמכת על באר מיגון. באר זו מאפשרת למים מהנחל להיכנס לבאר בה צף או חיישן מודדים את שלבם (לרוב כל 15 דקות) ומאחסנים נתונים אלה.
מדידת פריקה
בנוסף למדידת שלב הנחל, מדעני מים גם מדי פעם (בדרך כלל 6 עד 8 שבועות) מודדים את כמות המים הנעה במורד הנחל במקום ספציפי, הנקרא פריקה. מדידה זו מחייבת אותם להכפיל את שטח המים בחתך רוחב של הנחל במהירות הממוצעת של המים באותו חתך רוחב.
לשם כך, מדעני מים משתמשים בכבל או מוט שכשוף כדי לחקור קטע של נחל ולמדוד את עומקו ורוחבו ולחשב את שטחו (עומק x רוחב). מדידה זו מסובכת במיוחד באזורים עם מים הנעים במהירות או נחלים המכוסים קרח.
לאחר מכן הם משתמשים במד זרם, שנראה כמו מוט המחובר לגלגל, כדי למדוד באיזו מהירות המים נעים על ידי תיעוד כמה סיבובים שהגלגל מבצע לאורך זמן כשהם שקועים בנחל. עבור מים עמוקים מאוד, מדעני מים משתמשים לפעמים במד זרם דופלר אקוסטי, המשתמש בתדירות הקול כדי לבצע מדידות.
חישוב זרימת זרם
באמצעות שני פיסות מידע אלה, זרם שלב ופריקה, מדעני מים יכולים להשתמש בקשר בין שלב לפריקה כדי להעריך את זרימת הזרימה. לשם כך הם מתווים את מידות גובה הבמה ופריקה לאורך זמן ואז בונים עקומת המתאימה ביותר לנקודות הנתונים. המשוואה של עקומה זו היא הקשר בין שלב זרם לפריקה, או זרימת זרם. על מדעני מים לבצע התאמות מתמדות לחישוביהם, המביאים בחשבון את הדרכים בהן תעלת הנחל עצמה משתנה כתוצאה משחיקה, שקע, גידול צמחים, פסולת וקרח.
ה- USGS מבצע מדידות ומעביר נתונים אלה באמצעות לוויין ואז זורם את המידע לציבור באתר האינטרנט שלה. בזכות טכנולוגיה זו ניתן לראות בזמן אמת את גובה הגזים, הפריקה והזרם של כל אתר בארה"ב.