Hvernig reikna menn út rennsli í rúmmetrum í jökulhlaupum?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig reikna menn út rennsli í rúmmetrum í jökulhlaupum?
Spurningin í fullri lengd hljóðaði svona:

Hvernig er farið að því að finna út rennsli í rúmmetrum í hlaupum eins og Skaftárhlaupi?

Rennsli fallvatns er fundið með því að mæla rúmmál vatns sem berst í gegnum þversnið farvegarins á tímaeiningu. Venja er að nota mælieininguna rúmmetrar á sekúndu [m³/s].

$$Rennslið [m^3/s] = flatarmál [m^2] \cdot hraði vatnsins [m/s].$$

Auðvelt er að mæla þversnið vatnsfalls á tilteknum stað og reikna flatarmál þess við tiltekna vatnshæð. Rennslið í þversniðinu fæst með því að mæla straumhraðann þar. Straumhraðamælingin skannar allt þversniðið, en hraðinn í því er breytilegur eins og sést á mynd 1. Straumhraðamælingin gefur rennslið þá stund meðan hún fer fram, en rennsli fallvatna er breytilegt með tíma. Straumhraðamælingar sem ná yfir allt þversnið vatnsfallsins eru tímafrekar og ekki raunhæft að sírita vatnshraðann í öllu þversniðinu.

Til þess að fá samfelldan rennslisferil er vatnshæð árinnar mæld þar sem vitað er að samband er milli rennslis og vatnshæðar. Þegar rennsli í farvegi eykst hækkar vatnsborðið. Meðan engar breytingar verða á þversniðinu er fast samband milli vatnshæðar og rennslis. Þess vegna er mikilvægt að velja rennslismælistað sem er stöðugur. Auðvelt er að koma fyrir tækjum sem skrá vatnshæðina í sífellu. Með því að rennslismæla ána við mismunandi vatnshæð fæst rennslislykill, ferill sem nýtist við að yfirfæra vatnshæð í rennsli, sjá mynd 2.

Hægt er að framlengja þetta samband vatnshæðar og rennslis upp fyrir hæstu mælingar og ákvarða rennsli út frá breytingum í vatnshæð svo lengi sem sambandið helst. Verði svo mikið flóð að vatnið renni upp fyrir og framhjá þekktu ráðandi þversniði verður niðurstaðan ekki rétt. Vatnshæðin verður þá ekki rennslisgæf, það er ekki er hægt að segja til um heildarrennsli.

Í Skaftá við Sveinstind í október 2015 voru aðstæður þannig að hægt var að ákvarða hámarksrennsli í stærstu hlaupum á grundvelli þessa sambands allt þar til nú. Ráðandi þversnið var þar nokkuð stöðugt og hámarksrennsli og heildarmagn hlaupa því ákvarðað með töluverðri nákvæmni. Í hlaupinu í október 2015 varð rennsli langtum meira en mælst hafði áður og rann mikið vatn framhjá mælisniðinu og því þarf að ákvarða bæði hámarksrennsli og heildarmagn með stuðningi annarra mælinga.

Þegar hlaup falla niður auravötn þar sem ekki er hægt að reka rennslisgæfan vatnshæðarmæli er reynt að mæla þau með stökum rennslismælingum, til dæmis af brúm. Slegið er á rennslið með grófum mælingum einu sinni til tvisvar á dag meðan hlaupið stendur yfir. Mælt er dýptarsnið undir brúnni með því að lóða dýpið með stuttu millibili og skrá á lengdarkvarða. Yfirborðshraðinn er mældur með rekaldi á sömu stöðum. Flatarmál þversniðsins og hraði vatnsins gefur rúmmál sem streymir fram. Meðalhraði vatnsins frá botni í yfirborð er oftast ætlaður vera 80% yfirborðshraðans.

Nánari upplýsingar:

• Vatnafar á Íslandi | Veðurstofa Íslands. (Sótt 12.10.2015).
• Hvernig rennsli er mælt má m.a. finna hjá bandarísku jarðfræðistofnuninni: How streamflow is measured: USGS Water Science. (Sótt 12.10.2015).

...