Vassføring, straum og erosjon

Veiledning

Valg for denne aktiviteten:

 Hovedside  Les veiledning  Legg inn data  Vis resultater

 Læreplanmål

Føremål

• Få kunnskapar om korleis vassføring, straum og erosjon påverkar plante- og dyrelivet og bruken vår av vassressursane
• Sjå på korleis straum og erosjon blir påverka av klimatiske og geografiske eller geologiske tilhøve og av korleis vi bruker området rundt vassdraget, mellom anna til jordbruk og vassdragsregulering

Samarbeidspartar

Distriktskontor av NVE, landbrukskontoret i kommunen

Utstyr

• Flottør (kongle, borkbit, flat trebit eller pinne, lite eple)(straumfart)
• Stoppeklokke eller klokke med sekundvisar (straumfart)
• Tau med metermerke (oppmåling av elvestrekning) (straumfart)
• Tommestokk eller linjal (oppmåling av elvestrekning) (straumfart)
• Solid målestav med desimetermerke (vasstand)
• 10 liters plastbytte til prøvetaking (massetransport)
• Kaffifilter og trekt (massetransport)
• Litermål (massetransport)
• Milligramvekt (massetransport)

Gjennomføring

Straumfart

Straumfarten har mykje å seie for plante- og dyrelivet i elva eller bekken og for transporten av både organisk og uorganisk materiale. Straumen gjev erosjon langs kantane av elva, fraktar næring til planter og dyr i elva og gjer at oksygen blir utskifta. Straumfarten i ein bekk eller i ei elv blir definert som farten på vatnet gjennom eit snitt på tvers av bekken eller elva. Vatnet renn fortast i overflata og midt i elva og seinast langs breidda og i grensesjiktet mot botnen.

Elvar og bekker som vanlegvis har ein straumfart på ca. 0,5 m/s, kan få mykje høgare fart under flaum (2-3 m/s). Vurder difor tryggleiken før de tek til å måle straumen. Den metoden som høver seg best for skular, blir kalla flottørmetoden (eller Ole Brum-leiken). Mål først opp ei strekning, til dømes på 5 m, langs bekken eller elva der de skal måle. Det er viktig at elvebreidda og vassdjupna ikkje varierer mykje på denne strekninga. Det er mest praktisk å starte denne strekninga frå ei bru eller ein annan stad der det er lett å få flottøren ut midt i elva. Slepp flottøren uti eit stykke ovanfor startstreken for den oppmålte strekninga, slik at han får same fart som vatnet når han passerer startstreken. Sjølve flottøren må vere av eit materiale som flyt litt tungt i vatnet, slik at han ikkje driv med vinden (flat trebit, kongle, lite eple). Den tida flottøren bruker på strekninga, blir målt i sekund med stoppeklokke, gjerne tre-fire gonger. Straumfarten i meter per sekund (m/s) blir då oppmålt strekning i meter (m) dividert med middelverdien av målt tid i sekund (s). Denne straumfarten blir maksimalfarten for elva. For å få eit tal for middelfarten bør ein multiplisere maksimalfarten med faktoren 0,75. Denne faktoren føreset at tverrsnittet er U-forma, og at elvebotnen og breiddene er relativt glatte. Dersom det stikk opp store steinar i elva, aukar friksjonen, og multipliseringsfaktoren må setjast noko ned, til dømes til 0,60.

Straumfart (m/s) = 0,75 x m/s (dersom det er glatte elvebreidder og botn)

Straumfart (m/s) = 0,60 x m/s (dersom det er svært ujamne elvebreidder og botn)

Vassføring

Det er heilt naudsynt at ein kjenner til vassføringa når ein skal planleggje kraftverk, drikkevassanlegg og reinseanlegg. Klimaendringar kan også gje endringar i vassføringa. Vassføringa har mykje å seie for plante- og dyrelivet i elvar og bekker. Hyppige og store endringar i vassføringa skaper problem for plante- og dyrelivet, mellom anna på grunn av stadig tørrlegging av delar av elvebotnen, medan lita og jamn vassføring kan føre til så gode veksttilhøve for vassplanter at bekken eller elva gror igjen.

For å rekne ut vassføringa må ein først rekne ut gjennomsnittsdjupna og gjennomsnittsbreidda i elva eller bekken. Gjer målingane langs den elvestrekninga der straumfarten er målt. Gjer breiddemålingane med metermerkt tau som blir strekt over elva eller bekken på minst tre stader, og rekn ut gjennomsnittsbreidda. Mål djupna med linjal eller tommestokk ved å vade på minst fem stader jamt fordelte på tvers av elva eller bekken (unngå djupe og svært stride elvar). I elvar som er over 10 m breie, bør ein måle djupna på minst ti stader. I djupe elvar der det er umogleg å vade, kan ein måle frå ei bru ved hjelp av eit metermerkt tau med lodd. Gjennomsnittsdjupna blir utrekna på grunnlag av alle einskildmålingane. Rekn ut vassføringa (Q) ved å multiplisere gjennomsnittsbreidda (b) med gjennomsnittsdjupna (d) og straumfarten (s). Målingane blir då i kubikkmeter per sekund (m³/s). Hugs at det er 1000 liter i ein kubikkmeter.

Vassføring: Q (m³/s) = b (m) x d (m) x s (m/s)

Ver merksam på at straumfarten ofte varierer mykje frå målestasjon til målestasjon avhengig av om terrenget er bratt eller flatt, medan vassføringa er den same (det er den same mengda vatn som renn forbi alle målestasjonane eller einingane). Dersom de får store variasjonar i vassføringa mellom to einingar som er målte omtrent på same tid, sjekk utrekningane. Reelle variasjonar i vassføringa kan ha samanheng med sidebekker eller avlaupsrør som kjem inn mellom einingane (vassføringa aukar nedover i vassdraget), eller uttak av vatn til jordbruksvatning eller vassforsyning (vassføringa minkar nedover i vassdraget).

Kor høg er vasstanden?

For å kunne rekne ut kor mykje vatn som finst i innsjøar og elvar, er vasstandsmålingar nødvendige. Slike målingar er heilt naudsynte når ein skal planleggje kraftverk, vassforsyning, drikkevassanlegg og reinseanlegg. I regulerte innsjøar (kraftmagasin) er vassstanden ofte svært låg om vinteren og tidleg på våren på grunn av tapping. Vasstanden i mindre elvar og bekker kan vere svært låg om sommaren dersom vatnet blir brukt til jordbruksvatning og det har regna lite. I samband med snøsmelting om våren og mykje nedbør om hausten stig vasstanden, og vi kan få vår- og haustflaumar.

Vasstanden blir vurdert etter skjønn (høg, låg eller normal) eller ved at ein bruker ein lang målestav der ein kan lese av vasstanden kvar gong bekken eller innsjøen blir undersøkt. Set nullpunktet på målestaven til normalvasstand og merk av centimeter oppover og nedover frå nullpunktet (eller fest ein meterstokk i metall til målestaven).

Flaumhøgd

Flaumhøgda kan definerast som den høgste vasstanden under ein flaum. Fleire har nytte av at det blir innsamla opplysningar om flaumhøgder. For NVE er desse opplysningane særleg nyttige som historisk materiale frå mindre elvar der det sjeldan er faste målestasjonar. For kommunane kan slike opplysningar vere nyttige for planlegging av industri, bustadfelt og liknande. Røynsler frå dei store flaumane vi har hatt dei siste åra, viser at «manns minne» om tidlegare flaumar kan vere svært kort dersom flaumhøgda ikkje blir dokumentert.

Dersom de ikkje har ein målestav, må de rekonstruere flaumhøgda ved å finne flaumspor på buskar, tre og bygningar nær elva eller innsjøen etter at flaumvatnet har trekt seg attende. Ein stor flaum set nesten alltid spor etter seg i form av grastustar og kvister som blir hengande igjen. Kjem flaumen tidleg på våren, kan det også liggje igjen isflak ved flaumhøgda. Gje opp flaumhøgda i meter over normalvasstand.

Snøhøgd

Snøhøgda kan gje ein peikepinn om flaumfaren i området under smeltesesongen og speglar endringar i temperatur og nedbør frå år til år. Det beste er å lese av snøhøgda på ein fastmontert stake med eit merke for kvar desimeter. Det er viktig at staken står på ein stad der snøhøgda ikkje blir påverka av tråkk eller av at vinden blæs bort snøen eller legg opp ei stor fonn. Dersom ein av elevane bur nær området og har ein verna hage med plen, kan målestaken kanskje setjast opp på denne plenen? Finn eit målepunkt der snøen ikkje blir merkande påverka av tre eller bygningar. Det er aldri godt å seie på førehand når på vinteren eller våren ein får den største snøhøgda. Ein bør difor føre ei mellombels liste med "rekordnoteringar«. Når vinteren er over, fører ein den største snøhøgda inn på skjemaet.

Erosjonssår

Erosjon er ein prosess som alltid er der, og som er med på å endre landskapet. Dei fleste stadene skjer dette svært seint, men til dømes under ein flaum kan det skje raskt og dramatisk. NVE har ansvaret for erosjonssikring og forbygging og er i samband med det interessert i å få kartlagt omfanget av erosjon i dei vassdraga som skulane undersøkjer. Erosjon er også eit stort problem for landbruket ved at matjord og næringsstoff forsvinn, og det gjer sitt til overgjødsling av innsjøar, elvar og bekker. Kraftig erosjon av pløygde jorde kan også gje sterk nedslamming av botnen i stilleflytande elvar og bekker og kan vere årsak til oksygenmangel ettersom slammet tettar igjen holromma i elve- eller bekkebotnen. Slike elvar og bekker blir ueigna som gyteplassar for laks og aure, og mange av botndyra forsvinn. Dei lausmassane som elvar og bekker fraktar vekk på grunn av erosjon, kan bli avsette som avleiringar i elvedelta.

Ein registrerer erosjonssår ved å gå langs breidda av elva eller bekken eller innsjøen og sjå etter ferske sår. Desse såra ser ein oftast som tydelege groper eller grøfter i elvebreidda, som regel i jord- og lausmasseskråningar, men dei kan også finnast i fjellskråningar som blir undergravne av elva. Dersom såra er yngre enn fem år, kallar vi dei ferske. Ferske erosjonssår er ofte kjenneteikna av at dei ikkje er gjengrodde av buskar og tre.

Massetransport

Dette er den mengda med jord, slam og lausmassar som elva eller bekken fraktar med seg gjennom til dømes eit døgn. Massetransporten er eit direkte mål på erosjonen i nedbørfeltet. Dersom vassprøva er tydeleg grumsete, kan ein måle mengda av jord- og lausmassepartiklar i elvevatnet ved å helle ei kjend mengd vatn, til dømes 1-2 liter, gjennom eit kaffifilter, som på førehand er vege på ei fin vekt. Eit kaffifilter veg ca. 1,5 g. Hell så mykje vatn gjennom filteret som mogleg, men ikkje så mykje at filteret tettar seg heilt. Tørk filteret til det er heilt tørt, til dømes i varmeskap ved 60 ^oC i 24 timar. Veg det på nytt på milligramvekta. Rekn ut mengda suspendert stoff ved å trekkje frå vekta av det ubrukte filteret og rekn ut konsentrasjonen ved å dividere med det vassvolumet som er filtrert. Konsentrasjonen blir registrert i mg/liter. Dei mest finkorna leirpartiklane går nok gjennom kaffifilteret, men dei utgjer sjeldan meir enn 10-20 % av den totale mengda suspendert stoff. Feilen blir difor ikkje så stor.

Døme på partikkelmengder i elvevatn i Noreg er: < 3 mg/l (klart vatn), > 100 mg/l (tydeleg grumsete vatn). Dersom vatnet er klart, er denne metoden lite eigna. Konsentrasjonen av partiklar er då så låg (< 3 mg/l) at ein må helle minst 10 liter vatn gjennom filteret for å få nok tørrstoff til å kunne måle vektskilnad på filteret før og etter filtreringa. Denne målinga er mest interessant når det er mykje erosjon, det vil seie når vatnet er tydeleg grumsete.

Utrekning av massetransporten:

• Mål vassføringa (sjå ovanfor).
• Rekn om vassføringa frå m³/sekund til m³/time (multipliser med 60 x 60 = 3 600).
• Rekn ut partikkelkonsentrasjonen i vatnet (sjå ovanfor) i mg/l eller g/m³.
• Multipliser vassføringa (i m³/time) med den målte partikkelkonsentrasjonen (i g/m³, som er lik mg/l). Massetransporten blir då målt i g/time.

Diskusjon

Internasjonalt perspektiv på flaum og erosjon: Ta utgangspunkt i eit land som til dømes Bangladesh og sjå på dei problema landet har med erosjon. Har det vore meldt om store flaumar i andre land i det siste? Kvar? Kva var årsaka til flaumen? Kva var resultatet av flaumen?

Skjema

Dette skjemaet kan du ta utskrift av og bruke når du jobber med aktiviteten.Når du er klar til å legge informasjonen inn i databasen, går du til registrer data.

Vis bare skjema