MÄÄTÄLOUSHÄLLITUKSEN HYDROLOGISET TUTKIMUKSET VUOSINA 1957..
.1964
HYDROLOGIC INVESTIGÄTIONS BY THE BOÄRD OF ÄGRICULTURE DURING THE YEÄRS 1957 TO 1964
SEPPO E. MUSTONEN
MAA- JA VESITEKNI LLISIÄ TUTKIMUKSIA JORD. OCH VATTENTEKNISKA FORSKNINGAR SOIL AND HYDROTECHNICAL INVESTIGATIONS
BODEN- UND WASSERTECHNISCHE UNTERSUCHUNGEN 11
____________________ -
MAA- JA VESITEKNILLISIÄ TUTKIMUKSIA JORD- OCH VATTENTEKNISKA FORSKNINGAR SOI L AND HYDROTECHNICAL INVESTIGATIONS
BODEN- UND WASSERTECHNISCHE UNTERSUCH UNGEN
MÄÄTÄLOUSHÄLLITUKSEN HYDROLOGISET TUTKIMUKSET VUOSINA 1957... 1964
HYDROLOGIC INVESTIGÄTIONS RY THE BOÄRD OF ÄGRICULTURE DURING THE YEÄRS 1957 TO 1964
SEPPO E. MUSTONEN
HELSINKI 1965
Helsinki 1965. Valtinneuvnstnn kirjapainn
Sisällys
Alkusanat Johdanto
1. Valumahavaintojen järjestely
1.1 Valuma-alueiden valinta ja havaintojen perustaminen
1.2 Mittapatojen rakentaminen 1.3 Vedenkorkeushavaintoj en suoritus 1.4 Purkautumiskäyrien määritys 1.5 Valumien laskeminen
2. Valuma-alueiden maastotutkimukset 2.1 Maastotutkimusten suoritus 2.2 Maastotutkimusten tulokset 3. Sadehavainnot
4. Lumi- ja routahavainnot 4.1 Havaintojen järjestely 4.2 Havaintojen suoritus Kirjallisuutta
Vuorokauden keskivalumat v. 195$
.1964 Valuma-alueiden kartat
Valuma-alueiden uomien pituusleikkaukset
Confents
Foreword Introduct’ion
1. Ärrangernent of runoff observations 1.1 Choice of drainage basins and ar
rangement of observations 1.2 Erection of measuring weirs 1.3 IVater stage recordings
1.4 Definition of stage-disoharge eurves 1.5 Runoff determinations
2. Surveying of drainage basins 2.1 Ferformanee of surveying 2.2 Surveying results
3. Frecipitation observations 4. Snow and frost observations
4.1 Ärrangement of observations 4.2 Ferforrnance of observations References
Daily runofi in the years 1958 to 1964 Maps of drainage basins
Longitudinal sections of drainage basin channels
Sivu Page 0
7
9
9
11
19
21
25
26
26
29
39
40
40
40
41
43
Älkusallat Foreword
Maataloushallituksen toimesta on suoritettu hydrologista perustutkimusta vuodesta 1929 lähtien. Maataloushallituksen insinööriosaston maa- ja vesiteknillisen tutkimustoimiston hyd rologisen havaintoverkon perusteellinen uusi minen aloitettiin vuonna 1957. Tässä julkai sussa selostetaan nykyinen havaintoj ärj estely, esitetään suoritettuj en maastotutkimusten tu lokset sekä alueilla vuosina 195$
.1964 mita tut vuorokausivalumat. Aikaisemmin on esi tetty ennakkotietoina tarkistamattomia valu mahavaintoj a eräiltä vuosilta monistettuina toimiston tiedotuksina.
Tärkeimpänä osana havaintoverkon järj es telyssä on ollut mittapatojen rakentaminen.
Rakennustyöt on suoritettu maanviljelysinsi nööripiirien toimesta. Eräät Pohjois-$uomessa sijaitsevat mittapadot ovat voimalaitosyhtiöi den rakentamia ja hoitamia.
Ilmatieteelliset havainnot on järjestetty hydrologisille havaintoalueille yhteistoimin nassa Ilmatieteellisen keskuslaitoksen kanssa.
Valuma-alueiden maastotutkimukset on suurimmaksi osaksi suorittanut kartoittaj a VEsA KAuPPILA. Rakennusmestari MATTI JAAK0NAH0 on suorittanut maastotutkimuksia yhden kesätyökauden ajan. Rouva
ILTA MÄKELÄon piirtänyt valuma-alueiden kartat ja muut tämän julkaisun piirrokset. Filosofian
maisteri MARJA WuoRENHEnio on suorittanut englanninkielisen osan käännöstyön. Valumat on laskettu suurimmaksi osaksi Suomen Kaa pelitehdas Oy:n elektroniikkaosastolla.Esitän kiitokseni edellä mainituille henki löille ja laitoksille, havaitsijoille ja toimiston henkilökunnalle osallistumisesta tämän julkai sun aikaansaamiseen. Erityisesti kiitän pro fessori MATTI WÄRETTÄ, joka toimiessaan esi
miehenäni havaintojen järjestelyn alkuaikana on merkittävästi tukenut työtäni.
Helsingissä, maaliskuussa 1965
Hydrologic investigations were first started by the Board of Ägriculture in 1929. The hydrologic observation network, conducted by the Soil and Hydrotechnical Research Bureau was completely reorganized in 1957. The present arrangement of runoff observations, survey results of drainage basins, and daily drainage basin runof/ figures from 1958 to 1964, are presented in this publi cation. Some unchecked runoff figures were for merly presented in the reports of the Soil and Hydrotechnioal Besearch Bureau.
The construction of measuring weirs was the most important part in the establishment of the present hydrologic observation network. The actual construction work was carried out by the local agricultural engineering districts. Some measuring weirs in North Finland were built and are managed by hydroelectric power com panies.
The meteorologio observations carried out in the hydrologie researoh basins were arranged in co -operation with the Finnish Meteorological 0/fiee.
The surveying of drainage basins was done mainly by Mr.
VESA KAUPPILA;he was assisted by Mr.
MATTI JAAK0NAH0for one summer. The maps of drainage basins and other figures appearing in this publication were drawn by Mrs.
ILTA MÄKELÄ.The translation into English was done by Mrs.
MARJA Wu0REN-HEIMO, M.
4.The runoff statistios were com puted by the Eleetronio Departrnent of Suomen Kaapelitehdas Oy.
1 wish to aeknowledge the help of all the above mentioned persons and institutions, as well as the observers and staff of the Soil and Hydro technical Research Bureau. In partioular,
1want to thank Professor
MATTI WÄREwho signifi eantly helped me and supervised my work in its beginning.
Helsinki, March 1965
Seppo E. MustonenJohdanto
Vesirakennustekniikan suunnitteluperustei den selvittely ja kehittäminen vaatii jatkuvien hydrologisten havaintojen suorittamista. Jär jestelmällistä hydrologista tutkimusta on Suo- messa suoritettu 1800-luvun puolivälistä läh tien. Vuonna 1908 perustettu Tie- ja vesiraken nushallituksen Hydrologinen toimisto suo
-rittaa hydrologisia tutkimuksia etupäässä sellaisissa vesistöissä, joiden valuma-alue on suurempi kuin 200 km2. Maataloudellisessa vesirakennustoiminnassa tarvitaan tietoja eri tyisesti edellä esitettyä pienempien alueiden hydrologiasta. Tästä syystä aloitettiin v. 1929 pienten alueiden hydrologiset tutkimukset maataloushallituksessa. Maataloushallituksen kulttuuriteknillisiä tutkimuksia johtaessaan prof. PEKKA KoKKoNEN järjesti 32 aluetta käsittävän vesistöhavaintoverkon. Alueet oli vat suuruudeltaan 12
. .700 km2. Valuma havainnot suoritettiin vesiasteikkoja käyttäen.
Tämä havaintoverkko järjestettiin uudelleen 1930-luvun alkupuolella prof.
PENTTI KÄITERÄN ryhdyttyä hoitamaan kulttuuriteknillisiä tutkimuksia. Uudelleen järjestetyssä havainto verkossa oli noin 50 aluetta, joiden ala oli 200 km2 (Kaitera 1936). Alueilla oli järviä 0 30 % valuma-alueen alasta. Valumahavainnot suoritettiin yleensä vesiasteikkojen avulla kuten aikaisemminkin. Yhdeksällä alueella oli mittapato. Eräillä mittapadoilla oli jonkin aikaa toiminnassa piirtävä vedenkorkeus mittari. Havaintoalueille järjestettiin myös sade-, lumi- ja routahavainnot (Kaitera 1939).
Vesistöhavaintoja suoritettiin näillä alueilla
vuoteen 1957 saakka, jolloin hydrologinen havaintoverkko uusittiin täydellisesti. Uudel leenjärjestely oli tullut ajankohtaiseksi vesirakennustekniikan voimakkaan kehittymisen
johdosta. Varsinkin alivaluman ja keskivalu man vaihteluiden tunteminen on vesihuolto-,vesiensuojelu- ja vesistönsäännöstelysuunni telmissa tärkeätä. Näiden valuntasuureiden tutkiminen vaatii huomattavasti tarkempia havaintoja, kuin tällä vanhalla havaintojärjes telyllä voitiin saada.
/Introduction
Continuous hydrologio observations are highly necessary for the development of hydraul’ic engineering. Organized hydrologic investigations have been carried out in Finland since the 1850’s.
The Hydrologic 0/fice of the Board of Road and Hydraulic Engineering established in 1908 is mainly responsible for hydrologie ‘investigations in lakes and watercourses with drainage basins of more than 200 km2, while information on the hydrology of smaller basins is necessary for agri eultural hydraulic actioities. For this reason hydrologic investigations of small drainage basins were started by the Board of Agriculture in 1929. When in eharge of the hydrotechnical investigations of the Board of Ägriculture Pro fessor
PEKKA KoKKoNENorganized a hydro logio network consisting of 32 basins the size of which varied from 12 to 700 square kilometres.
Runoff observations were made using staff gages.
The hydrologic network was reorganized by Professor
PENTTI KÄITERÄat the beginning of the 1930’s. The network then eonsisted of about 50 basins the size of which varied 4 to 200 square kilometres (Kaitera 1936). Lakes com prised 0 to 30 per cent of the drainage area.
Runoff observations were generally performed using staff gages. There was a measuring weir in nine basins, and recording gages were used at some measuring weirs for some time. Pre eipitation, snow and frost observations were carried out (Kaitera 1939).
Hydrologic investigations were carried out in
the basins until 1957 when the network was
entirely reorganized due to the accelerated devel
opment in hydraulic engineering. Variations of
low runoff and mean runoff in particular are of
special importanee in the projects concerning
water supply and sewage engineering, water
poUution control and river regulation. Far more
accurate observations are necessary for the inves
tigation of low runoff quantities than those
accomplished by the old system.
1. Valilinahavaintojen järj estely 1. Ärrangement oY runof observations
1
.1 T7aluma-alueiden valinta ja havaintojen perustaminen
Järjestettäessä rnaataloushallituksen insi nööriosaston maa- ja vesiteknillisen tutkimus- toimiston hydrologista havaintoverkkoa uudel leen v. 1957 on ollut käytettävissä aikaisem mista havaintojärjestelyistä saadut kokemuk set. Tärkeimpänä periaatteena on pidetty valumahavaintoj en suorittamista mittapatoj en avulla. On todettu, että muutamien neliökilo metrien suuruisilla alueilla ei pelkkiä vesiasteik koja käyttäen päästä riittävään tarkkuuteen.
Uoman ns. määräävän poikkileikkauksen muuttuminen kesällä eroosion, liettymisen, kasvillisuuden muodostumisen ja talvella jää tymisen takia aiheuttaa purkautumiskäyrän jatkuvaa muuttumista. Toisaalta pienillä jär vettömillä valuma-alueilla alivirtaamat ovat erittäin
pieniä, janiiden mittaaminen ilman mittapatoa on täysin mahdotonta. Koska on haluttu havainnot koko vuoden ajalta, on rakennettu jokaiselle havaintoalueelle mitta- pato ja kullekin mittapadolle asennettu piirtä vä vedenkorkeusmittari. Pienillä jäivettömillä valuma-alueilla on valuman vuorokautinen vaihtelu hyvin suuri. Esimerkiksi keväällä lumen sulamisen aikaan valuma saattaa olla illalla nelinkertainen aamuarvoon verrattuna.
Erityisesti sateiden aiheuttamat valumahuiput ovat hyvin lyhytaikaisia vielä usean kymme nen neliökilometrin suuruisella alueella. Näin ollen varsinkin kesäsateiden aiheuttaman yli valuman havaitseminen on ilman piirtävää vedenkorkeusmittaria ylivoimaisen vaikeata.
Havaintoalueiden valinnassa on noudatettu aikaisemmasta järjestelystä poikkeavaa peri aatetta järvisyyden suhteen. Kaikki uuden havaintoverkon alueet ovat j ärvettömiä, koska on haluttu tietoja suoranaisesta tulovirtauk sesta. Järvet vaikuttavat alueen valumasuh teisiin tasoitusaltaina ja lisäävät alueen haih duntaa. Tosin eräillä alueilla on pikku lampia noin prosentin verran ja alueilla 31 ja 32 jopa 3 % valurna-alueesta. Nämä lammet sijaitse vat alueiden yläosissa. Lampien vaikutus haih
1.1 Choice of drainage basins and arrangement of observations
Earlier experiences were avaiiable in reorgan izing the runoff observation network of the Soil and Hydrotechnieal Researeh Bureau of the Board of Ägriculture in 1957. The use of meas uring weirs for runofj observations was con sidered most important. It has become evident than sufficient accuraoy cannot be reached in basins
0/a /ew square kilometres i/ mere staf/
gages are useä. The changes in the control 0/the ehannet due to erosion, sitting and plant growth in summer and ice in winter cause continuous ohanges in stage-discharge eurves. On the other hand, in smatt laketess basins tow discharges are minute and it is impossibte to measure them without a measuring weir. Weirs were built in eaeh drainage basin to obtain observations throughout the year. Recording gages were instal ted at each weir. In smatt laketess drainage basins daity runo/f varies greatty, e.g., at snow metting in spring the runo // in the evening may be quadrupte that in the morning. Runo// peaks caused by rain in partioutar are of very brief duration even in an area of dozens oj square kilometres. Äoeordingty, it is absolutety impos sible to observe flood runo//s resulting /rom rain in summer without recording gages.
Äs far as takes were eoncerned, observation basins were ehosen according to principles dif /erent from those of previous investigations.
There are no takes in the basins of the new net work. It is true there are tittte ponds in certain basins, about 1 per cent of the drainage area, and in the basins 31 and 32 even 3 per cent of the drainage area, but the ponds are situated in the upper part o/ the basin. The e//ect o/ ponds on evaporation and accordingty, on mean runoff is stight. Likewise, their attenuating in/tuence on /tood runo// is insignificant. The ponds may a//eet tow runo/f, but their eflect is supposed to be stight compared to the e//ects of other oharac teristics o/ the basin.
The taketess drainage basins were ohosen as
in/ormation on actuat in/tow was needed. It is
2
2336—6510
Nimi Kunta Ala
Nome Communi/g Area (km2)
II Hovin alue Vihti 0,120 12 Ali-Knuutilan alue ii 0,246 13 YIi-Knuutilan alue ‘ 0,068 14 Teeressuonoja ‘ 0,68815 Kylmänoa “ 4,04
21 Löytäneenoja Kokemäki 5,64 31 Paunulanpuro Orivesi 3,01
32 Siukolanpuro 3)37
33 Katajaluoma Ikaalinen II ,2 41 Niittyjoki Valkeala 29,7 42 Ravijoki Virolahti 56,9 43 Latosuonoja Ruokolahti 5,34 44 Huhtisuonoja “ 5,33 51 Kesselinpuro Kuusjärvi 21,7 52 Kuokkalanoja “ 2,76 53 Mustapuro ‘ 1 1,2 61 Korpijoki Kiuruvesi 22 71 Ruunapuro Laukaa 5,39 72 Heinäjoki Korpilahti 9,40 81 Haapajyrä Ylistaro 6,09 82 Kainastonluoma 79,2 83 Kaidesluoma Alavus 45,5 84 Norrskogsdiket Ylimarkku 1 1 ,6 85 Sulvanjoki Sulva 26,8 91 Tuuraoja Kalajoki 23,5 92 Tujuoja Haapajärvi 20,6 93 Pahkaoja Lestijärvi 23,3 94 Kuikkisenaja Kälviö 8,05 lOI Huopakinoja Patti joki 1 9,7 102 Vääräjoki Kuusamo 1 9,3 103 Myllypuro Hyrynsalmi 9,86 II 1 KuusivaaranpuroSalla 27,6 II 2 Lismanoja Sodankylä 2,77 II 3 Korintteenoja Rovaniemenngk 6, 13 II 4 Vähä-Askanjoki Kemijärvi 1 6,4 115 Hourukoskenoja Kolari 9,59 116 Myllyoja Savukoski 28,5
Kuva 1. Maataloushallituksen insinööriosaston maa- ja vesiteknillisen tutkimustoimiston hydrologisten havaintoalueiden sijainti.
Fig. 1. Location of research drainage basins of Engineering Department, So’il and Hydro
technical Researeh Bureau of the Board of Agriculture.
11 duirtaan ja tätä kautta keskivalumiin on pieni,
ja niiden merkitys ylivalumia tasoittavana tekijänä on mitätön. Älivalumiin näinkin pie nella järvisyydellä saattaa olla vaikutusta, mikä kuitenkin lienee vähäistä alueen muiden ominaisuuksien vaikutukseen verrattuna. Jär vien vaikutus käytännön vesirakennustöissä on suhteellisen helppoa ottaa huomioon taval lisilla säännöstelylaskelmilla, jos on käytettä vissä tulovirtaustiedot järvettömältä alueelta.
Havaintoalueita on perustettu eri puolille maata, jotta saataisiin havaintoja maassamme tyypillisissä ilmasto- ja maaperäoloissa.
Havaintoalueet on valittu siten, että ne suuruudeltaan vastaavat maataloushallituksen insinööriosaston suorittamien töiden kohteena olevien uomien keskimääräisiä valuma-alueita.
Monessa tapauksessa uomissa on suoritettu tai niihin on suunniteltu perkaus. On pyritty valitsemaan mahdollisuuksien mukaan maan eri osille tyypillisiä valuma-alueita.
Hyvin tärkeänä näkökohtana alueita valit taessa on ollut myös sopivan havaitsijan löytä minen ja havaintojen jatkuvuuden turvaa minen. Mittapadon tulee sij aita lähellä autolla liikennöitävää tietä havaitsemisen ja havain tojen jatkuvan tarkkaihm helpottamiseksi.
Nämä havaitsemiseen liittyvät vaatimukset ovat asettaneet huomattavia rajoituksia aluei den valinnalle varsinkin Pohjois-Suomessa.
\Tanhoista havaintoalueista on voitu ottaa uuteen verkkoon ainoastaan neljä aluetta, nimittäin alueet 21, 43, 44 ja 51 (kuva 1).
Samoin alueilla 11, 12, 13, 92 ja 111 oli suori tettu havaintoja jo joidenkin vuosien ajan ennen vuotta 1957. Myös nämä entiset alueet on
varustettumittapadoilla tai niiden mitta padot on rakennettu uudestaan. Olisi luonnol lisesti ollut toivottavaa jatkaa havaintoja useammalla entisellä havaintoalueella, mutta mittapadon vaatima putous uomassa, järvettö myys tai muut uudet vaatimukset ovat teh neet tämän mahdottomaksi.
1.2 Mittapatojen rakentaminen
Kaikille valuma-alueille on rakennettu teräväsärmäinen ylisyöksypato mittapadoksi.
Ylisyöksypato vaatii 1
. . .2 metrin suuruisen putouksen uomassa lyhyellä matkalla, joten sopivan paikan löytäminen ei ole aina helppoa varsinkaan tsangoilla. Venturikouru vaatii tosin pienemmän putouksen, mutta pienien
well-known that lakes affect runoff conditions like flood control reservoirs and inerease evap oration in the ba$in. It is relatively easy to take the influence of lakes into account in practical work using ordinary regulating oalculation$ if the information on inflow in the lakeless basin is available.
Drainage basins were established ali over the country to gain information under climate and soil conditions typical of the country.
The drainage basins were chosen
80that their areas corresponded to the average drainage areas of the channels worked by the Engineering Department of the Board of Ägriculture. In many cases main ditching had been done in the channels or plans were made for doing
50.Typical features of different parts of the country were kept in mmd as much as possible in the choice of the drainage basins. Finding suitable observers and securing continuity of observation were also highly im portaut factors in the choise. To facilitate the activities of the observers weirs were to Se in the vicinity of motor-roads. These requirements greatly restricted the choice in the north of Finland.
Only four of the old drainage basins could Se included in the new network, viz., the basins 21, 43, 44 and 51 (Fig. 1). Some observations had already been made in the basins 11, 12, 13, 92 and 111 for a couple of years before 1957. These basins were also provided with weirs, or their weirs were reconstructed. It would have been desirable to go on with observations in a greater number of the old drainage basins, but it was impossible because of the fall in the channel required by the measuring weir, the lack of lakes or other new requirements.
1.2 Erection of measuring weirs
Each drainage basin was provided with a
sharp-crested overfall weir. Ä fall of 1 to 2
metres within a short range in the channel is
needed for an overfali weir, which makes it
particularly diff’icult to find a suitable place on
plains. Ä Venturi-flume does not need such a
deep fall, it is true, but it is not suitable for
- 70 -
II 1 IIItill III
te än
II Kopp 1 hd d 112
esim.I”loudasto
L L1
445
1
L
—
___
1
LLUTQQ ___LLL
LE±i
-—t?Q
200
1
r
Vedenkorkeusmiifarin uimuriputki T
D0mm 350
6”pulln
/
H 1
1’
Uimuriputken kiinnitysrauta2100 i I
60
t6
—
—- 1i1i1
L&kk.a-a
50 h/zreikä
— --- 1
40
-
Reunusraudan asennus
12
Piirturin suojuskoppi
iQäfltyyäuu.
E f
II ____ _____
50
ii
7I
iT jilL]
Aukon reunusrauta
Kuva 2. Myllyojan (116) mittapato.
Fig. 2. Measuring weir at Myllyoja (116).
13 virtaamien mittaukseen se ei sovellu. Koska on
haluttu mitata erityisesti alimmat valumat, ei ole valittu Venturikouruj a.
Ylisyöksypadolla on putousvaatimuksen lisäksi toinenkin varjopuoli. Padon yläpuolella veden nopeus tulee pieneksi (0,30
. . .0,50 m/s), mikä aiheuttaa veden mukana kulkeutu vien hiekka- ja hieta-aineksien sekä ojitetuilla suoalueilla turvehiukkasten laskeutumisen patoaltaaseen, j oka siten varsinkin alueella suoritettujen ojitusten jälkeen täyttyy nope asti ja vaatii säännöllisin väliajoin puhdistuk sen.
Kuvasta 2 ilmenee teräslevyllä reunustetun purkautumisaukon muoto. Näin monimutkai sen aukon valitseminen on johtunut siitä, että on haluttu mitata sekä ali- että ylivirtaamat riittävän tarkasti. Tällöin on edullista tehdä alivirtaamia varten pieni aukko padon ala reunaan. Pieni aukko on mitoitettu valumalle 10
.20 l/s km2. Näin ollen padot voidaan suojata jäätymistä vastaan syksyllä pikku aukon yläreunan tasolle tulevalla suojauksella.
$uojattava ja tarkkailtava kohta voidaan näin rajoittaa pieneksi. Äukon muoto on edullinen havaitsemisen kannalta, mutta purkautumis käyrä on luonnollisesti määritettävä kokeelli sesti. Muutamaa poikkeusta lukuunottamatta patojen aukot ovat yhdenmuotoisia (kuva 3).
Korkeus H2 patoaukoissa on alueen suuruu desta riippuen 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30, 0,40 tai 0,50 metriä. Aukon muut mitat ovat samoissa suhteissa. Tällaisen kaksiosaisen aukon purkautumiskäyrä on määritettävä vir taamamittauksilla. Jotta säästyttäisiin jokai sella yksityisellä padolla suoritettavilta täy dellisiltä mittauksilta, on pyritty rakentamaan padot yhdenmuotoisiksi, jolloin virtaamamit taustuloksia voidaan soveltaa jokaiseen patoon.
Ilman pääsy syöksyn alle (kuva 2) on tär keää, koska imun syntyminen padon harjan alapuolelle aiheuttaa huomattavan muutoksen purkautumiskäyrässä.
Uoman leveydellä padon yläpuolella on vai kutusta purkautumiskäyrään. Jos mittapadon seinä on kohtisuora virtausta vastaan ja uoma niin leveä, että veden tulonopeus padolla on
< 0,30 m/s, ei leveydellä ole enää suurta mer kitystä. Padot on pyritty rakentamaan riittä vän leveiksi.
Patojen rakennusaineena on yleensä käy tetty 2
. .2 34” paksuista lahosuojattua ura lankkua (kuvat
.11). Padot 21, 41, 42, 61, $2 ja $3 (kuvat 12
. .19) on rakennettu
measuring low flow. Äs measuring the lowest f lows was of special importance, Venturi-fiumes were not ehosen.
In addition to the need for a deep fali the overjali we& has another disadvantage. The speed of the water above the weir dirninishes to 0,30 to 0,50 m/s and the siit in the water as well as the peat particles on drained peatlands are carried into the stilhing basin, which is swiftly filled after ditehiny in the area is finished and thus needs emptying at regular intervais.
Fig. 2 shows the shape of the weir notch lined with a steel piate. Such a eomplicated notch was chosen to reach enough accuracy in meas uring both low and flood discharges. It has become advisable to make a small notch in the lower edge of the weir for low discharges. The small notoh was dimensioned
80as to Se suitable for the runoff of 10 to 20 l/s km2. Äccordingly, the weir can Se protected in autumn against freezing with a shelter reaching the upper edge of the smail notch. The point to Se observed and protected can thus Se highly restricted. The shape of the notch is favourable for observations whiie the stage-diseharge curve has to Se defined experimentally. With a few exoeptions, the weir notches are alike (Fig. 3). Height H2 in the weirs is 0,10 m, 0,15 m, 0,20 m, 0,25 m, 0,30 m, 0,40 m or 0,50 m depending on the size of the Sasin. The proportions of the other dimensions of the notch are similar. The stage discharge eurve of a two-part notch like this oan Se defined only Sy discharge measurements. To avoid detailed measurements on each weir and aecordingly, to enable the applieation of dis eharge measurements on ali weirs, an attempt was made to construct ali weirs as similar to each other as possiSle.
The entranee of air under the fall (Fig. 2) is important as the formation of suction under the crest of the weir causes a eonsideraSle ehange in the stage- discharge eurve.
The Sreadth of the ehannel aSove the weir affects the stage-diseharge eurve. If the wall of the weir is vertical to the fiow and if the ohannel is
80
Sroad that the speed of the water in the weir is < 0,30 m/s, the Sreadth is of no real signif icance. Än attempt was made to construet sufficiently Sroad weirs. The weirs were generally Suut from impregnated timSer sheet piles of mainly 2
.2
1/2”thick (Figs. 4..
.11).
The weirs 21, 41, 42, 61, 82 and 83 (Figs.
12
. . .19) were constructed of concrete as they
could Se Suut straight on rocks. Concrete weirs
14
4
Kuva 4. Kuokkalanojan
(52)mittapato.
Fig. 4. We& at Kuokkalanoja (52).
Kuvat 6 a 7. Haapajyrän (81) mittapato.
Fiys. 6 and 7. Weir at Haapajyrä (81)
Kuva 3. ]\Iittapadon aukon muoto.
Fig. 3. Shape oj notch of rneasuring weir.
Kuva 5. Heinäjoen
(72)mittapato.
Fig. 5. Weir at Heinäjoki (72).
6
15 7
Kuvat $ ja 9. Norrskogsdiketin (84) mittapato.
Figs. 8 and 9. Weir at Norrskogsdiket (81).
8
9
10
Kuva 10. Huopakinojan (101) mittapato.
Fig. 10. Weir at Huopakinoja (101).
16
Kuva 14. Niittyjoen (41) mittapato.
Fig. 14. Weir at Niittyjoki (41).
11
Kuva 11. Vähä-Äskanjoen (114) mittapato.
Fig. 11. Weir at Vähä-Äskanjoki (114).
12
Kuvat 12 ja 13. Löytäneenojan (21) mittapato.
Figs. 12 and 13. Weir at Löytäneenoja (21).
13
14
17 15
Kuva 15. Ravijoen (42) mittapato.
Fig. 15. Weir at Ravijoki (42).
Kuvat 16 ja 17. Kainastonluoman (82) mittapato.
Figs. 16 and 17. We& at Kainastonluoma (82).
Kuvat 1$ ja 19. Kaidesluoman (83) mittapato.
Figs. 18 and 19. Weir at Kaidesluoma (83).
16
17
1$
3
2336—651$
betonista, koska ne on voitu rakentaa yleensä suoraan kalliolle. Betonipadot ovat luonnolli sesti kestävämpiä, mutta niiden varjopuolena on betonin suhteellisen suuri lämmönj ohto
-kyky, joka aiheuttaa kovina pakkastalvina jäätymishaittoja.
Piirtävä vedenkorkeusmittari on sijoitettu padon reunaan noin metrin päähän aukosta, jotta vedenpinnan laskeutuminen aukossa ei pääse vaikuttamaan vedenkorkeuteen. Mitta rit toimivat uimurin avulla. Uimuri liikkuu teräsputkessa, jonka alapää on avoin (kuva 2).
Uimuriputken suojaksi liettymistä ja jääty mistä vastaan on useimpiin patoihin raken nettu komero (kuva 2). Jotta uimuri toimisi talvellakin, on uimurin kiinnijäätyminen ehkäisty noin metrin paksuisella muuntaj a öljykerroksella. Lisäksi teräsputken alapäähän on liitetty noin metrin pituinen rnuovijatke.
Näin uimuri kelluu öljyssä, ja veden ja öljyn rajapinta, joka on jäätymisen kannalta krii tillisin, on muoviputkessa, mikä on huonompi lämmönjohde kuin teräs. Tällä järjestelyllä voidaan uimurin liikkuminen turvata ko vimmillakin pakkasilla. Padoilla käytetty piirturi (kuva 20) on kotimaista valmistetta.
would, o/ course, be more durable, but the rela t’ively h’igh heat-conducting capacity of eoncrete causes freezing trouble in evere winters
A recording gage was installed on the edge of the we’ir at about
onemetre’s distanee
fromthe notch
50as to
preventthe drop of the s’urfaee of the water frorn affecting the head. The gages operate by Jloats. The float moves in ci steel pipe with an open lower edge (Fig. 2). Ä larger stilhing well to protect the float pipe against silting and /reezing was built in most weirs (Fig. 2). To ensure the operation of the float even in winter freezing was prevented by a layer of transformer oil of about one metre thick.
Besides, a piastio eontinuation of about one metre was connected with the lower edge of the steel pipe. Äccordingly, the float
isfloating in the oit, and the boundary surface between the water and the oil rnost critical when freezing is concerned is in the piastio pipe, the heat-con duoting capaeity of which is smalter than that of steel. This ensures the operation of the float in most severe winters. The recorder at the weirs (Fig. 20) is of Finnish design. The recorder has a chart wrapped around a drum which is rotated by a otoek at a speed of 2 mm/h. The Kuva 20. Piirtävä vedenkorkeusmittari. Suunnittelija L.F. Ahti.
Fig. 20. Recording gage designeä by L.E. Ahti.
19 Kellokoneiston pyörittämä rekisteripaperi liik
kuu 2 mm tunnissa ja paperi vaihdetaan vii- kottain. Vedenkorkeuden piirtosuhde on useimmilla padoilla 1:5, padoilla 14, 21, 31 ja 32 1:2 ja padoilla 11, 12 ja 13 1:1.
Padon reunaan on kiinnitetty tukevaan parruun vesiasteikko riittävän kauas aukosta.
Ästeikon 0-taso on aukon alimman pisteen korkeudella.
1.3 Vedenkorkeushavaintojen suoritus
Mittapadoille on palkattu havaitsijat, joiden tehtäviin kuuluu:
—
asteikon lukeminen ylivesiaikoina kerran päivässä, muulloin avoveden aikana kaksi ker taa viikossa ja talvella kerran viikossa,
—
piirturin paperin vaihtaminen maanan taisin,
—
padon yleinen tarkkailu kuten mahdollis ten roskien poisto aukosta,
—
padon suojaus syksyisin jäätymistä vas taan asettamalla patoaltaan jäädyttyä pikku aukon päälle lautoja, pahvia ja lopuksi 0,5 1,0 metrin vahvuudelta lunta,
—
suojauksen poistaminen talvella mahdol listen suoj asäiden nostettua vedenkorkeuden pikkuaukon yläpuolelle ja keväällä lumen sula misen alkaessa.
Toimiston puolesta on havaintojen suon tusta, asteikkojen korkeutta ja patojen kuntoa tarkkailtu ainakin kaksi kertaa vuodessa teh dyillä tarkastusmatkoilla. Tarkastukset on suoritettu tavallisesti maaliskuussa ja elo kuussa, joinakin vuosina myös kevätyliveden aikana. On todettu, että jatkuvat tarkastukset ovat luotettavien havaintojen saamiseksi ehdottoman välttämättömiä.
Suurimpia vaikeuksia havaintojen suonituk sessa ovat patoaukon jäätyminen, padon ala- puolisen uoman jäätyminen, joka aiheuttaa ala- veden kohoamisen kynnyksen yläpuolelle talvi- aikana, piirturin uimuriputken jäätyminen, lietteen keräytyminen patoaltaaseen ja vuodot padossa.
Patojen suojaaminen jäätymistä vastaan on ylivoimaisen vaikeata sellaisina syksyinä, jol loin kovat pakkaset tulevat ennen lumipeitteen syntymistä. Padon kunnollinen suojaus ilman lunta on osoittautunut käytännössä mahdotto maksi. Lumi on erinomainen lämmöneriste ja padon syöksyaukko säilyy sulana, jos se suo jataan huolellisesti lumella. Suoritetuissa mit
chart is changed once a week. The recording rato of the water level is 1 : 5 at most weirs, at the we&s 14, 21, 31 and 32 the eorresponding ratio is 1 : 2 and at the weirs 11, 12 and 13 it is 1 : 1.
Ä staff gage was instalted in a solid piece of timber on the edge of the weir far enough from the notch. The 0-level of the gage was at the height of the lowest point of the notch.
1.3 Water stage reeordings
The tasks of the observers employed at the weirs were as follows:
—
reading the staff gage once a day at high water periods, twiee a week at other times of open water and onee a week in winter,
—
ehanging the chart in the reoorder on Mondays,
—
general control of the u’eirs, like the possible eleaning of the notehes,
—
protection of the weir in autumn against freezing by placing planks, cardboard and snow of 0,5 1,0 metre on the small noteh after the freezing of the stilling basin,
—
removal of the proteetion
inwinter if the water stage rises above the small noteh in possible thaw weather and in spring when snow begins to melt.
Inspeotion visits were made at least twice a year, and the staff gages were ealibrated as well as the general eondition of the weirs were ohecked by the Bureau. This was usually done in March and August, in some years at spring floods as well. It beeame evident that to obtain reliable information repeated inspections were of utmost significance.
The greatest difficulties in making obsereations were caused by the freezing of the notch of the weir, the freezing of the ditch downstream from the weir, whieh affeeted submergence at flood times, the freezing of the float pipe of the recorder, the gathering of silt in the stilling basin and leakage in the weir.
Weir protection against freezing was impos
sible in the autumns when severe frost came
before snowfall. It became evident that snow is
absolutely neeessary for the proper proteetion of
the weir, as snow is excellent as a heat isolator
and the notch of the weir will not freeze if care
fully protected with snow. The temperature of
the flowing water in the weirs was 0,1 to 0,2°C
even in most unfavourable cases. The temperature
20
tauksissa on todettu uomissa virtaavan veden lämpötilan olevan epäedullisimmissakin tapa- uksissa 0, 1
. . .0,2°C. Hyvin monen alueen veden lämpötila on talvella 0,5
. ..1,0°C, mikä luonnollisesti j ohtuu veden virtaamisesta syvemmistä maakerroksista. IV[uutaman kym menesosa lämpöasteen lämpötila on riittävä pitämään aukon sulana, mikäli tämä on huo lellisesti suojattu. Äukon jäätyminen ei kui tenkaan sinänsä ole vaarallista, kunhan jää poistetaan ja vedenpinnan annetaan tasoittua ennen vedenkorkeuden mittausta. Valuman vaihtelut talvella ovat yleensä hyvin vähäisiä valuman pienetessä tasaisesti maalis -huhti- kuuhun saakka.
Eräillä padoilla Pohjois-Suomessa (101 ja 112) on padon alapuolisessa uomassa pieni kaltevuus. Kun uoma täyttyy jäällä ja lumella talven kuluessa, on keväällä ylivesikauden alkaessa uomaa puhdistettava, jotta pato säi lyisi koko ajan ylisyöksypatona. Vuonna 1963 padolla 101 ja vuonna 1958 padolla 112 ei tässä kuitenkaan ole onnistuttu, ja havaintoi hin on tullut katkeama ylivesikauden aikana.
Joillakin padoilla uimuriputken pitäminen sulana ei ole onnistunut joka talvi. Syynä on ollut tavallisesti se, että muovijatkeen liitos kohta ei ole ollut tiivis ja öljy on päässyt pois putkesta. Joskus kovina pakkastalvina jäätä on muodostunut patoaltaaseen niin paljon, että uomassa oleva vesi ei ole enää ollut yhtey dessä uimuriputken alapäähän. Kaikissa näissä tapauksissa uimuriputki on sulatettu keväällä ylivesikauden alkaessa tai asteikkoa on luettu niin usein, että vedenkorkeuden vaihtelut on saatu selville. Talvella piirturin toimiminen ei ole ehdottoman välttämätöntä pienten valu man vaihteluiden vuoksi.
Itse piirturin yksityiskohtia on valmistaja jatkuvasti kehittänyt saatujen kokemusten perusteella. Alkuaikoina aiheutuivat suurim mat vaikeudet sopivan piirtimen ja siihen soveltuvan tushin valitsemisesta. Nykyisin käytetty kapillaariputki-periaatteella toimiva Valmet Oy:n valmistama piirrin sekä piirturin valmistajan kehittämä muste toimivat moit teettomasti kovimmillakin pakkasilla. Sveitsi läistä valmistetta olevat kellot pysähtyivät alkuaikoina lämpötilan laskettua —20°C ala puolelle. Sittemmin valmistaja on kiinnittänyt huomiota pakkasenkestävyyteen, ja kellot toi mivat hyvin vielä lämpötilassa —40°.
Lietteen haitallinen vaikutus ilmenee piir turin toiminnan häiriöinä. Uimuriputken ala-
0f
the water in a great number of areas n winter s known to Se 0,5 to 7,0° C, which is due to the groundwater flow. The temperature of a few tenths of degrees above zero is sufficent to keep the noteh unfrozen provided that it is well pro- tected. The freezing of the notoh is not, however, dangerous as long as ‘ice s removed and the surface of the water is allowed to get steady before the measurements. The variations of runoff are minute ja w’inter, and runoff decreases steadily until March and April.
At some we&s in the north of F’inland (101 and 112) there ‘is a sl4jht stope in the ehannel downstream from the weir. Sinee the ehannel ‘is filled with ioe and snow in winter, it has to be cleaned at the beginning of floods in spring to preserve the we’ir as an over/ali weir ali the time.
Observations were interrupted at flood-time at weir 101 in 1963 and at weir 112 in 1958 because of failure in this respeet.
At some weirs the float pipe eould not be kept unfrozen every winter because of leakage in the joint of the piastio continuation, which again resuited in leakage of the oil from the pipe. In some severe winters ice formation in the stiliing basin was se strong that the water in the ehannel was no more in eonneetion with the lower part of the fioat pipe. In ali these cases the fioat pipe was meited at the beginning of flood in spring or the staff gage was read often enough to diseover the stage variations. Because of the siight varia tions in runoff the functioning of the recorder is not absoiuteiy necessary in winter.
On the basis of the experiences received the detaiis of the recorder were continuousiy improved by the manufacturer. At first there were diffi eulties in finding a suitabie pen and mk. The operation of the pen in present use manufactured by Valmet Oy aeoording to capiiiary principies and the mk produeed by the manufaeturer of the recorder is considered to be exceiient even in most severe winter. Ät initial stages eiocks stopped at temperature beiow —20°C, but owing to some improvements by the manufaoturer the ciocks now work well even at —40°C.
The operation of the reeorder is disturbed by
the siit gathering round the iower part of the
fioat pipe and retarding the stage variations in
the float pipe. Äecordingiy, the eurve drawn by
reoorder is not se steep as usuai. Äfter spring
fioods and floods caused by heavy rainfali in
summer the stiiiing basin has aiways to be
cieaned in the basins where ditching or cieaning
jobs of the ehannel have been carried out.
21 pään ympärille kertyvä liete hidastaa veden
korkeusvaihteluita uimuriputkessa, jolloin piir turi piirtää loivempaa käyrää kuin normaalisti.
Kevätylivesikauden ja kesäisten sadeylivesi kausien jälkeen on patoallas aina puhdis tettava niillä alueilla, joilla on suoritettu uoman perkauksia tai metsäojituksia.
Padossa ilmennyt vuoto on aiheuttanut kaI keamia havainnoissa alueilla 33, 51, 61, 92, 94, 102 ja 112. Vuodot ovat ilmenneet kai kissa tapauksissa kevätylivesikauden aikana.
Jatkuvan tarkkailun vuoksi ei ole aihetta epäillä padoissa olleen vuotoja, jotka eivät olisi tulleet ilmi, aluetta 112 mahdollisesti lukuunottamatta. Kaikkien patojen ylä- tai alapuolella on suoritettu myös virtaamamit tauksia, jotka paljastaisivat patoaukon ohi tapahtuvan virtauksen.
1.4 Purkautumi$käyrien määritys
Kuvassa 3 esitetyn muotoinen kaksiosainen purkautumisaukko on 26 mittapadolla ja aivan vähän tästä poikkeava aukko kahdella muulla padolla. Näillä mittapadoilla suoritettuja vir taamamittauksia on siis voitu käsitellä yhtenä aineistona, mikä luonnollisesti helpottaa pur kautumiskäyrien määritystä. Kuvan
3esittä mästä aukosta poikkeaville aukoille on määri tetty purkautumiskäyrät erikseen.
Kuvassa 3 esitetystä aukosta tapahtuva purkautuminen tapahtuu kaavan (1) mukai sesti.
Observations were temporarily interrupted by leakage in the weirs in the basins 33, 51, 61, 92, 94, 102 and 112. Ali leakages ocourred at the time of the spring floods. Because of the contin uous controi there was no reason to suspect any other leakages, except in basin 112. Diseharge measurements reveaiing the possibie flow past the weir notch were aiso performed upstream or downstream from each weir.
1.4 Definition of stage-diseharge eurves There is a weir notch with two parts presented in Fig. 3 on 26 measuring weirs, and the notch of two weirs is not very mueh different from that.
Äccordingiy, the disoharge measurements carried out on these weirs couid Se deait with as a unity, which of course facilitated the definition of the stage-disoharge eurves. If the notch was different from the one presented in Fig. 3, the diseharge eurve was defined separately.
The diseharge from the weir notch presented in Fig. 3 takes piace according to formula (1).
(1) Q
=[tan a
115/2(tan a
—tan ) (11— H)
5/2+ (tan y
—tan ) x
(11—111—112) 5/2
—
(tan y
—tan å)
(11—111—112—113) 5/2]Kaavassa (1) termit H—H, H—H—H3 ja H—H—H3—H3 otetaan huomioon vain silloin, kun ne ovat positiivisia.
Kunkin mittapadon aukko on mitattu, ja näin kaavassa (1) on purkautumiskerroin ainoa tuntematon. Virtaamamittausten avulla on määritetty /L:n vaihtelut vedenkorkeuden 11 ja pikkuaukon korkeuden H + 113 suhteen
11
Hr
=funktiona. Näin on eliminoitu
111+112
aukkojen koonvaihtelut.
Virtaamamittauksia on tehty siivikolla sekä muovisella säkillä tilavuusmittauksena. $ii vikkomittaukset on tehty vuosina 1958
The terms H—H, H—H—H3 and
11—111—112—113
are taken into consideration
only if they are positive.
The notch of eaoh measuring weir was meas ured, so the discharge ooefficient was the only unknown faotor in the formula (1). The varia tions of
/Las a funotion of the relative stage Hr were defined by discharge measurements. The
11
relative stage Hr is the ratio (see Fig.
111+112
3). Thus the size variations of the notehes were eiiminated.
The discharge measurements were performed
with the aid of eurrent meters and as volume
22
Taulukko 1. Siivikkomittausten perusteella lasketut purkautu
miskertoimen :n arvot ryhmitettynä suhteellisen vedenkor
keuden Hr mukaan.
Table 1. Values of d’isoharge coeff’kients
.tgrouped aceorcUng to the relative stage H
rbased on current meter measurements.
Mittausten luku
Number o/ measurements Purkautumiskerroin
Hr Diseharge coe/icient
yhteensä hylätty hyväksytty total failures approved
0,60
.0,99 26 10 16 0,607
1,00 1,39 39 12 27 0,610
1,40
.1,79 41 14 27 0,622
1,80
. . .2,19 28 8 20 0,628
2,20
.2,59 14 4 10 0,649
Yhteensä
—Total 148 48 100
1961 ja tilavuusmittaukset etupäässä vuonna 1961. Taulukosta 1 ilmenevät 26 mittapadolla suoritettujen siivikkomittausten tulokset.
Vaikka mittausten suorittajina ovat olleet tottuneet mittaajat, maanviljelysinsinööripii rien insinöörit ja rakennusmestarit, on virtaa mamittaustulosten hajonta hyvin suuri. Tulok
measurements using piastio bags. Current meters were used in the years 1958 to 1961, and piastio bag measurements mainly in 1961.
Table 1 reveals the results gained with current meters at 26 rneasuring weirs.
The deviations
inthe results of the diseharge measurements were great even if the measure
Kuva 21. $iivikko- ja tilavuusmittausten tulosten avulla lasketut purkautumisker toimen :n ryhmäkeskiarvot sekä näiden perusteella piirretty :n ja vedenkorkeuden vuorosuhdetta osoittava käyrä.
Fig. 21. Group means of discharge coeffic ient counted from results of current meter and container measurements. Gurve indicating dependency of on water stage is drawn on the basis of group
rneans.0,550 0,600 0,650
Purkautumiskerroin ,ut D/schcrge coefficient
23
Kuvat 22 24. Virtaamamittaus muovi sella säkillä.
Figs. 22
.24. Diseharge measurement using plastic bag.
sista on hylätty taulukon 1 mukaisesti kolmas osa siten, että suurimpia ja pienimpiä arvoja on hylätty yhtä monta. Siitä huolimatta hyväk syttyjen, 100 yksityisen siivikkomittauksen keskihajonta kuvan 21 mukaisesta -käyrästä laskettuna on 0,043 eli noin
7% :n keski
määräisestä arvosta. Tulokset osoittavat, että pienissä luonnon uomissa siivikkomittauksen suorittaminen on hyvin vaikeaa. Tästä syystä
ments were carried out by experieneed stafi of agricultural engineering districts. Äecording to Table 1, one third of the results was oonsidered to be failures, the amount of the biggest and smallest vatues being the same. Yet, the standard error of the 100 approved eurrent meter measure ments was 0,043 defined on the basis of the
icurve presented in Fig. 21, i.e., about 7 per oent of the average value of
t.The results reveal that
2$
24 7:
24
Taulukko
.Tilavuusmittausten perusteella lasketut purkautu
miskertoimen t:n arvot ryhmitettynä suhteellisen vedenkor k e u d e n m u k a a n.
Table 2. Values of discharge coefficients based on bag and container rneasurernents grouped according to relative stage.
II Mittausten luku Purkautumiskerroin
Number o/ measurements Diseharge coe//icient
-—— Ii
0
.0,19 0,20
.0,39
11 0,65$
0,40
.0,59 11 0,645
0,60
. .0,79 15 0,620
0,80
.0,99
7 0,610
1,00 1,19 5 0,596
1,20 1,39 1 0,599
1,40 1,59 4 0,612
1,60 1,79 1 0,621
1 Yhteensä Total
0,633 56
on osa siivikkomittauksista suoritettu mit tauksia varten uomaan rakennetussa lauta kourussa. Tämä menettely poistaa pahimmat epätarkkuuden syyt, kuten poikkileikkauksen mittauksessa syntyvät virheet ja suurten pyörteiden vaikutuksen.
Koska mi tauskouruj en rakentaminen jokaista mittapatoa varten olisi tullut suh teettoman kalliiksi, on kehitetty mittapatojen virtaamamittauksia varten tilavuuden mit taukseen perustuva menetelmä (kuvat 22
O 0 0
24). Noin 1 500 litran vetoiseen muovi säkkiin on laskettu padon kautta 10
..60 sekunnissa virrannut vesimäärä. Aika on mitattu sekuntikellolla 0,1 sekunnin tarkkuu della ja säkkiin virrannut vesimäärä noin litran tarkkuudella. On luonnollista, että tämä mene telmä on oleellisesti tarkempi kuin siivikko mittaus. Joitakin mittauksia on suoritettu samaa periaatetta noudattaen 200 litran vetoi sella metalliastialla.
Kaikkien tilavuusmittausten tulokset on esitetty taulukossa 2.
Kaikkien tilavuusmittausten keskihajonta kuvan 21 1-käyrästä laskettuna on 0,034 eli 5 % :n keskimääräisestä arvosta. Tätä on pidettävä suhteellisen hyvänä tarkkuutena, sillä pelkästään asteikon lukemisessa syntynyt 1 mm suuruinen virhe aiheuttaa pienillä veden korkeuksilla 5 % suuruisen virheen :n
arvossa. Suurilla vedenkorkeuksilla suoritetut tilavuusmittaukset ovat edellisestä johtuen tarkempia kuin pienillä vedenkorkeuksilla suoritetut. Näitä tilavuusmittauksia on suon-
it is extremely difficult to carry on
currentmeter measurements in small natural ehanneis. That is why part of the current meter measurements were performed in piank fiumes Suut for purpose in the ohanneis. This eliminated such dangerous inaccuracies as mistakes in the measurement of cross seetion and the effect of powerful whirl
p00l5Because of the excessive costs owing to the building of a current meter measurement fiume for eaeh measuring weir a speciai method based on voiurne measurement was deveioped for the diseharge rneasurements of the weirs (Figs. 22
O
24). The quantity of water fiowing through the weir was discharged into a piastic bag of about 1 500 litres. The time was measured with the aecuracy of 0,1 seeond using a ehronometer, and the water flowing into the bag was measured with the aoouraey of about one litre. It is natural that this method shouid be by far more accurate than current meter measurements. According to the same principle, a few measurements were carried out using a metallio container of 200 litres.
Tabie 2 presents the resuits of ali the bag and container measurements.
The standard error of ali plastie bag and metallio container measurements cou-nted on the basis of the -curve presented in Fig. 21 was 0,034, i.e., 5 per cent of the average raine of
i.The aceuraoy obtained has to Se considered
relatively good sinee an error of only 1
mmin
the reading of the gage causes an error of 5 per
eent in the raine of
iat low stage. Äcoordingly,
25
tettu yhdeksällä normaalityyppisellä mitta- padolla.
Sekä siivikko- että tilavuusmittausten ryh mäkeskiarvojen avulla on piirretty kuvassa 21 esitetty t-käyrä, jota on käytetty normaali tyyppisten mittapatojen purkautumiskäyrän laskemisessa. Sikäli kuin kullakin padolla erikseen suoritettuj en mittausten perusteella voidaan päätellä, riippuu
tsuhteellisesta vedenkorkeudesta Hr kaikilla tutkituilla padoilla kuvassa 21 esitetyn käyrän mukai sesti. Kaikilla padoilla suoritettuja mittauksia voidaan siis käsitellä yhtenä aineistona.
Normaalista poikkeavilla patoaukoilla on t:n vaihtelut määritetty kullakin erikseen siivikko- ja tilavuusmittauksilla. Patojen 11, 12, 13, 43 ja 44 purkautumiskäyrien määri tystä on selostettu aikaisemmissa julkaisuissa (Mustonen 1963, Mustonen ja Laikari 1961).
1.5 T7alum’ien laskeminen
Vuorokausivalumat on laskettu siten, että piirturipaperilta on luettu vedenkorkeus neljän tunnin välein, klo 2, 6, 10, 14, 18 ja 22. Veden- korkeus on luettu 0,5 cm tarkkuudella niillä padoilla, joiden piirtosuhde on 1 : 5, 0,2 cm tarkkuudella piirtosuhteen ollessa 1 : 2 ja 0,1 cm tarkkuudella padoilla 11, 12 ja 13, joilla piirtosuhde on 1: 1. Käyrän korkeus on ensin korjattu käyttäen hyväksi vesiasteikosta luet tuja todellisia vedenkorkeuksia. Vesiasteikon korkeus aukon alimpaan pisteeseen ( 0
—
taso) verrattuna on tarkistettu säännölli sesti.
Vedenkorkeudet on lävistetty reikäkorteille, samoin purkautumistaulukot, jotka on lasi kettu suoraan vedenkorkeuden ja valuman väliseksi vuorosuhteeksi. Valumat on laskettu Suomen Kaapelitehdas Oy:n elektroniikka- osastolla $iemens 2002 tietokoneella.
Vuorokauden keskivaluma havaintoalueilla vuosina 1958 1964 on esitetty sivuilla 43 144. Tässä julkaisussa esitetyt tarkistetut valuman arvot poikkeavat joissakin tapauk sissa huomattavasti aikaisemmin esitetystä monistettuina tiedotuksina julkaistuista ennakkotiedoista.
oontainer measurements performed at h4jh stage are more acourate than those carried out at low stage. These measurements were performed on nine ordinary measuring weirs.
The eurve of
ipresented in Fig. 21 used in defining the discharge eurves of the ordinary rneasuring weirs was drawn on the basis of the group means of the container and current meter rneasurements. The separate measurements on each weir seem to indicate that the vaiue of depends on the relative stage in ali weirs, as the curve ‘in Fig. 21 shows. Consequentiy, the meas urements per/ormed on ali weirs can be treated as a unity. On other measuring weirs the varia tions of u were separately defined with current meter and container measurements. The defini tion of the disoharge curves on weirs 11, 12, 13, 43 and 44 has been dealt with in earlier pubii cations (Mustonen 1963, Mustonen and Laikari 1961).
1.5 Runoff determinations
Daily runoff measurernents were performed by reading the stage on the recorder paper at intervais of four hours, i.e., at 2.00, 6.00, 10.00, 14.00, 18.00 and 22.00 hours. The stage was read with the acouracy of 0,5 cm at the weirs with the reoording ratio of 1 5, with the aocuracy of 0,2 cm at the weirs with the recording ratio of 1 2 and with the accuracy of 0,1 cm at weirs 11, 12 and 13, the recording ratio being 1 1.
The height of the curve was first corrected accord ing to the actuai stages. The height of the staff gage compared with the iowest point of the notch
(
=0-level) was ohecked reguiariy.
The stages and the discharge tabies were punched on cards. The runoff was determined using the eiectronic computer Siemens 2002 at the Eiectronic Department of Suomen Kaapeii tehdas Oy.
The daiiy mean runoff from the research basins are prosented on pages 43 to 144.
4
2336—652. Valuma-alueiden maastotutkimukset 2. Surveying of drainage basius
2
.1 Maastotutkimusten suoritus
Valuma-alueet on tutkittu vuosina 195$
. . .
