כדי למדוד את זרימת המים האנכית של צינור, תצטרך לדעת את גובה המים. ניתן למדוד זאת באינצ'ים על ידי מדידת הצינור מלמעלה שלו. בעצם, ניתן למדוד את זרימת המים בצינור מהחלק העליון של הצינור ולמדוד את המרחק מהקו הדמיוני שעובר מלמעלה למטה.
מדידה
קיימות שתי שיטות כלליות למדידת זרימת מים אנכית. השיטה הראשונה, הידועה כשיטת החתך הממוצע, משתמשת בתצפיות של מהירות אנכית שנלקחה בשני עומקים שונים. הממוצע של שני ערכים אלה משמש לגזירת המהירות האנכית הממוצעת. שיטה זו נמצאת בשימוש על ידי המכון הגיאולוגי של ארה"ב במשך שנים רבות והוכחה כמספקת תוצאות מדויקות. התוצאות שלו נמצאות בדרך כלל בטווח של 1 אחוז מהמהירות האנכית הממוצעת האמיתית.
השיטה השנייה נקראת שיטת שתי עשיריות עומק. שיטה זו מחייבת שימוש בשיטת שתי הנקודות לפחות שני מטרים מתחת לפני המים. שיטה זו בדרך כלל אינה מדויקת כמו שיטת שתי הנקודות ויש להשתמש בה בזהירות. עדיף להשתמש בו כאשר שלב הנחל ידוע. אחרת, זה יכול רק לתת תוצאות לא מדויקות.
שיטה נוספת היא שיטת גלגל העין, לפיה ניתן להעריך את הזרימה על ידי מדידת המהירות או שטח החתך. שיטה זו שימושית כאשר המדידה היא בגודל נמוך מאוד או כאשר מד זרימה אינו זמין. שיטה זו שימושית גם כאשר אתה צריך רק מדידה "סדר גודל".
מדידת זרימת מים אנכית כוללת מספר טכניקות שונות. שיטה אחת כוללת שימוש במד זרם, המודד את המהירות בעומק מסוים. ניתן להשוות את מדידות המהירות המתקבלות למהירות הממוצעת של חתך הנחל כדי לקבוע את ההזרמה. באמצעות מד הזרם, ניתן להשתמש במרחק של 0.3 רגל או 0.5 רגל מתחתית הנחל.
שיטה אחרת משתמשת באפקט הדופלר. ה–USGS משתמש בפרופיל זרם דופלר אקוסטי כדי לקבוע את מהירות המים. אפקט הדופלר מודד את מידת השינוי באנרגיית הקול בנוזל, התואמת את השינוי במהירות המים.
דיוקים
כדי להבטיח דיוק של מדידות זרימת מים אנכיות, יש למדוד את פריקת הצינור אופקית. צינור משופע ייצור פריקה לא מדויקת. יתרה מכך, קשה להשיג סילון עליון חלק ומוגדר היטב בפריקת צינור אנכית. כדי לטפל בבעיה זו, ה–NRCS פיתח טבלה 14-2 המציגה פריקה של צינור אופקי לצינורות בקוטר של שניים עד שישה אינצ'ים.
מודל גורם המכשיר המשמש למדידת מהירות שטחית של מים מבוסס על מד זרימה אלקטרומגנטי. הדגם משקף את עיכוב הגז ואת מהירות המים השטחית בדפוסי זרימה שונים. הדיוק של המכשור מבוסס אפוא על שילוב של המכשיר ומשוואה מתמטית.
מדידת זרימת המים מתבצעת באמצעות מספר נקודות לאורך רוחב הנחל. המדידה הממוצעת שווה למחצית המדידה העמוקה ביותר. המשמעות היא שעבור נחל ברוחב מטר אחד, הזרימה האנכית היא 0.255 מ"ק לשנייה. לעומת זאת, נחל ברוחב מטר נמדד בדרך כלל בעומק של 1.2 מטר.
סוגים
ישנם מספר סוגים של זרימת מים אנכית. שטח ביצה בנוי הוא סוג של שטח ביצה בנוי שזורמים בו מים אנכיים. אדמות ביצות אלו יכולות להיות מעל או מתחת לאדמה וניתן להשתמש בהן לטיפול בשפכים. אזורי ביצה מסוג זה דורשים ידע מיוחד והם זולים יחסית לבנייה ולתחזוקה. הם נבדלים משטחי ביצות אופקיים בנתיבי הזרימה שלהם ובתנאים האירוביים.
אדמות ביצות שנבנו בזרימה אנכית הן ערוגות סינון נטועות שיכולות לשמש לטיפול משני או שלישוני בשפכים. הם דורשים מערכת מינון מכנית ואנשי תחזוקה מיומנים. הם יכולים לטפל בשפכים עם תכולת אמוניה גבוהה, למרות שהם אינם יעילים באותה מידה באקלים קר. בנוסף, מערכות ביצות אלו דורשות אספקת חשמל קבועה וחלקי חילוף.
מספר Eotvos הוא היחס בין כוח מתח פני השטח וכוח הציפה. בזרימה מפוזרת מפותחת במלואה, ההבדל בין שני השלבים קטן מאוד. לכן, מספרים חסרי ממדים משמשים לתיאור קצב הזרימה של שלבי המים והשמן. מונח נוסף המשמש לתיאור קצב זרימת המים הוא ה"חתך" של המים המבואים. ככל שהחתך גבוה יותר, כך קצב זרימת המים בתערובת גדול יותר.
עיצוב
תכנון זרימת מים אנכית דורש התייחסות מדוקדקת של הפרטים הספציפיים של האקלים ומשאבי המים המקומיים. נוכחות של לחץ אוויר ביציאת צינור המים עלולה להשפיע על זרימת המים. ערימות אינסטלציה וצינורות מי סערה צריכים להיות בעלי פתחי אוורור או כניסות לשחרור לחץ אוויר. מים הזורמים במורד הצינור האנכי מתחילים לעתים קרובות בהיצמדות לצד הצינור. ככל שהזרימה גדלה, היא מתפתלת ומתנדנדת, ויוצרות פקקים. זה גורם לרעש ורעידות לא רצויים.
נקודת המעבר בחתכים אופקיים ואנכיים של צינור מוגדרת על ידי חתך בנפח המים המבוא ב-0.35 מעלות. חתך נמוך יותר משמש עבור הקטע האנכי מאשר עבור הקטע האופקי. ערכי חיתוך גבוהים יותר תואמים לטווח של דפוסי זרימת O/W. נקודת המעבר היא בנקודה שבה קצב זרימת המים הוא 0.2 מ'/שניה.
מודל אחר מדמה זרימה של נוזל בצפיפות משתנה בכיוון אנכי. מודל זה הוא ניסוי חד מימדי עם מודל מתמטי המבוסס על שיטת הבדל מרומז. זרימת הנוזל בצפיפות משתנה מעוצבת באמצעות קוד Fortran שפותח למטרה זו. ההדמיות המספריות שהתקבלו מראות את זרימת הנוזל בצפיפות משתנה בכיוונים שונים, כולל כיוון הכבידה.
בעוד שאדמות ביצות לבנייה בזרימה אנכית הן אופציה מצוינת, הן אינן מתאימות לכל המצבים. אלה מתאימים ביותר לקהילות עם טיפול ראשוני בגלל יכולתן להשיג שפכים איכותיים יותר משיטות טיפול קונבנציונליות. אדמות ביצות בזרימה אנכית דורשות מערכת מינון מכנית וצוות מיומן כדי לתחזק אותן. בנוסף, עליהם להיות מצוידים בחלקי חילוף ואספקת חשמל רציפה.
התקנה
אם אתה מחפש מד זרימת מים אמין, עליך לוודא שאתה מתקין אותו נכון. לא כדאי להתקין אותו אופקית, שכן קל לקבל ממנו קריאה הנמוכה בהרבה מהזרימה בפועל. על מנת להימנע מבעיה זו, יש לוודא תחילה כי הצינור מלא במלואו. אם הצינור לא מלא לרמה הנדרשת, תראה תנודות אדירות בקריאות.
