Vannhastighet

[Ingwë]

Heisann!

Jeg har et lite spørsmål som kanskje noen her kan svare på!

Endres selve vannhastigheten i elvene nå om våren når det er mye snøsmelting i fjellet?

Det er selvsagt at vannstanden og mengden vann som kommer ned i elvene øker. Men hvis man måler tiden en kvist flyter 10meter, vil den da bruke mindre tid?

Min logiske sans sier at den vil flyte raskere, men det eneste argumentet jeg har for dette er at mer vann i elvene fører til at vanne "beholder" mer av hastigheten sin(forid det ikke bremses av steiner o.l)...

Men jeg skulle gjerne hatt noen gode begrunnelser for eller i mot at hastigheten blir større!

Noen som kan noe om dette??

Ingwë

[Mayhassen]

Dette kan man ikke svare på uten at men vet hvordan vannet vil gå i elven når vannmengden øker. Et kortfattet svar vil nok gi deg ja i hovedstrømmen av elva.

Generelt har vi at produktet av hastighet og areal ved et sted er likt hastighet*areal ved et annet sted når vi regner med samme fluid.

Da kan vi se at areal og hastighet er direkte koblet til hverandre, dvs si at hvis ikke arealet som vannstrømmen går gjennom øker med en viss faktor i forhold til vannmengdene som kommer av snøsmeltinga vil hastigheten gå opp.

Hvis arealet blir meget stort går hastigheten ned, dette kan jo fort skje ved stor snøsmelting, kalles flom. Men da vil det gå sakte i ytterkantene hvis vi snakker stort areal som en bred dal eller jorde etc. Uansett går det nok fortere enn normalt i hovedstrømmen av elva.

Kan helt sikkert analyseres mye mer dyptgående enn dette, men prøvde å holde det mest mulig på folkemunn

[Erling]

Heisann!

Jeg har et lite spørsmål som kanskje noen her kan svare på!

Endres selve vannhastigheten i elvene nå om våren når det er mye snøsmelting i fjellet?

Det er selvsagt at vannstanden og mengden vann som kommer ned i elvene øker. Men hvis man måler tiden en kvist flyter 10meter, vil den da bruke mindre tid?

Min logiske sans sier at den vil flyte raskere, men det eneste argumentet jeg har for dette er at mer vann i elvene fører til at vanne "beholder" mer av hastigheten sin(forid det ikke bremses av steiner o.l)...

Men jeg skulle gjerne hatt noen gode begrunnelser for eller i mot at hastigheten blir større!

Noen som kan noe om dette??

Ingwë

Jeg fisker jo i Drammenselva med en teknikk som går ut på å "pælme" ut tubeflue og søkke og la det det drive ned elva. På 300-400 m3/s vannføring går det bra og flua får sånn passe fart nedover. Med 100 m3/s i elva går det altfor sakte.

Begrunnelsen for at det er sånn klarer jeg ikke helt å formulere, bortsett fra at fallet nedover i elva blir jevnere ved større vannføring - kulpene og bakevjene vil utgjøre en mindre del av elva etter det jeg har sett. Akkurat der jeg fisket steg jo vannstanden over en meter ved flommen i fjor og når sjøen da ligger der den alltid har ligget blir jo farten større i elva.

[Bjarne Lindholdt]

Heisann!

Jeg har et lite spørsmål som kanskje noen her kan svare på!

Endres selve vannhastigheten i elvene nå om våren når det er mye snøsmelting i fjellet?

Det er selvsagt at vannstanden og mengden vann som kommer ned i elvene øker. Men hvis man måler tiden en kvist flyter 10meter, vil den da bruke mindre tid?

Min logiske sans sier at den vil flyte raskere, men det eneste argumentet jeg har for dette er at mer vann i elvene fører til at vanne "beholder" mer av hastigheten sin(forid det ikke bremses av steiner o.l)...

Men jeg skulle gjerne hatt noen gode begrunnelser for eller i mot at hastigheten blir større!

Noen som kan noe om dette??

Ingwë

Ja, der er riktig. På grunn av snøsmeltinga stiger vannstanden i tjern og vatn, derved økes vanntrykket og hastigheten blir større.

En annen årsak: Ved høyere vannstand i elven blir en mindre prosentdel av vannføringa bremset av stein på bunnen.

[+Mase]

Likningen til Mayhassen gjelder nok for et gitt volum av vann, under flom øker volumet enormt og min opplevelse er at hastigheten på vannet øker mye mens arealet av tverrsnittet av elva øker litt, slik at hastigheten er den dominerende komponenten som gjør at vannføringa øker.

Egen erfaring med økt vannføring: Brukte kano med påhengsmotor opp Lainio- og Tavvaetno i Sverige i aug 2003, med ekstremt lav vannføring ble det til at jeg måtte va nesten halvparten av elva oppover fordi propellen slo nedi. Hastigheten på strømmen var da ikke et problem. I et forsøk på å få en mer behagelig tur oppover, gjentok jeg eksperimentet i juni i 2006. Jeg havnet da i den mest ekstreme vårflommen, og mange steder der jeg hadde kjørt oppover 3 år tidligere uten problem, var strømmen nå så rask at kanoen sto stille eller så vidt seg framover. Resultatet var at jeg måtte va like mye dette året. Partier som tidligere framsto som stilleflytende, hadde nå ofte rask glattstrøm.

Hvorfor det er slik kan heller ikke jeg svare på, innbiller meg at det har noe med mindre friksjon å gjøre. Jeg har også en følelse av at når vannstanden i ei elv øker, øker den mest i stilleflytende partier, mens det i stryk ofte er mindre økning i høyde/areal, mens farten på strømmen øker mer her.

Harald

[Mayhassen]

Det var enklere måte å si det med faktoren til snøsmeltinga på ja. Uansett er svaret ja når man ser helt generelt.

en til:

Er hastigheten i bunn av Vettisfossen avhengig av vannmengden?

[Bjarne Lindholdt]

Det var enklere måte å si det med faktoren til snøsmeltinga på ja. Uansett er svaret ja når man ser helt generelt.

en til:

Er hastigheten i bunn av Vettisfossen avhengig av vannmengden?

Nei, for Vettisfossen er vann i fritt fald

[springsteen]

Dette kan jeg alt om!! (I hvert fall neste mandag, for da har jeg eksamen i bl.a. kanalstrømming...)

Formlene er : Q= M x A x R(opphøyd i 2/3) x S(opphøyd i 1/2) og Q= U x A

Q= vannføring

M= Mannings tall -varierer etter om elven er "bygget" av jord, sten, betong osv

A= areal

R= areal delt på kontaktflate mellom vann og bunn/sider (altså henoldsvis 8:10 og 16:12 i eksempelet nedenfor)

S= fall i promille (jeg regner med 1 meter fall på 250 meter)

U= hastighet

I en elv blir det mange parametre som som er vanskelig å regne med. (Elvebunnens topografi, stener, materialet (fjell/leire), trær osv.

Jeg regner derfor enkelt med en kanal med betongvegger. Den er 8 meter bred og 1 meter dyp. Når flommen kommer blir den 2 meter dyp.

Før flom : Q= 85 x 8 x 0,8*0,67 x 0,004*0,5 = 37 kubikkmeter/sekund

U= 37:8= 4,6 m/s

Etter flom: Q= 85 x 16 x 1,33*0,67 x 0,004*0,5 = 104 m*3/s

U= 104:16= 6,5 m/s

I dette eksempelet øker altså vannhastigheten fra 4,6 til 6,5 meter per sekund når flommen kommer.

[Per Traasdahl]

Springsteen feier all tvil og spekulasjon av banen med "eksamensoppgaven" sin.

Jeg tillater meg samtidig å spørre om du (springsteen) vet forholdet mellom hastighet og motstand på et legemes bevegelse i vann. I luft er motstanden den firedoble ved doblet hastighet. Hvordan det er i vann har jeg spekuleret på i lang tid. Dette vet "springeren" på strak arm er jeg sikker på.

Lykke til på eksamen.

Per

[Magnuss]

Springsteen: Den der forutsetter vel "steady flow"?

Per: Kan du presisere litt hva du mener? Om viskositeten forandres ved høyere hastighet? Stemmer at luftmotstanden er proposjonal med farten jau (opp til en viss grense).

Kan vel også nevnes at vannhastigheten ikke vil være uniform.

[Alek]

Høy nerdefaktor her

[Armadaaa!]

Nerd??? Ehh nei... kunnskap heter det.

[jankj]

Springsteen: Den der forutsetter vel "steady flow"?

Per: Kan du presisere litt hva du mener? Om viskositeten forandres ved høyere hastighet? Stemmer at luftmotstanden er proposjonal med farten jau (opp til en viss grense).

Kan vel også nevnes at vannhastigheten ikke vil være uniform.

Med "steady flow" - mener du ikke-turbulent strømning???

Tipper at Pers formler er basert på empiriske data. Anvendbare formler for vannføring er gjerne det... . Ingen formler for ikke-turbulent strømning vil være særlig anvendbare i vårflommen

[skaufant]

Melder meg inn i nerdediskusjonen.

Springsteen: Hvorfra får du at kanaldybden øker fra 1 til 2 meter? Om det er en antakelse gjør det hele regnestykket veldig usikkert, da dybden har mye å si for strømningshastigheten.

"Steady flow" er konstant vannføring, altså konstant volumstrøm per tid, uavhengig av hvordan væsken renner. Over en kort tidsperiode (for eksempel ved elvekryssing i vårsmeltinga) i en naturlig elv har vi "steady flow".

Som jankj sier blir det veldig teoretisk å regne ut nøyaktige verdier for en elv i vårflom, det er altfor mange usikre tall til å få et absolutt og realistisk svar.

Det er sikkert mange som har et svar på dette. Jeg kommer med mitt: Vannet som renner langs elvebunnen bremses av friksjonen og hindre på bunnen og i tverrsnittet av elva er det vannet langs bunnen som har lavest fart. Farten øker derfor med avstanden fra bunnen, og når det er mer vann i elva vil strømmens maksimalhastighet derfor øke.

Jeg synes det er morsomt å fundere på slike ting på tur. I påska gikk jeg og funderte på hva slags bindinger som var minst energikrevende i motbakker. Artig!

Edit: Steady flow har også linjær væskestrøm. Det er vanskelig å få til i en elv med grov elvebunn, men i tverrsnittområdet med høyest hastighet kan en likevel ha tilnærmet linjær strømning.

[springsteen]

Melder meg inn i nerdediskusjonen.

Springsteen: Hvorfra får du at kanaldybden øker fra 1 til 2 meter? Om det er en antakelse gjør det hele regnestykket veldig usikkert, da dybden har mye å si for strømningshastigheten.

Som jankj sier blir det veldig teoretisk å regne ut nøyaktige verdier for en elv i vårflom, det er altfor mange usikre tall til å få et absolutt og realistisk svar.

Jeg økte dybden fra 1 til 2 meter nettopp for å gjøre regnestykket sikkert! Hele regnestykket med en betongkanal er gjort for å forklare prinsippet, ikke for å forklare vannhastigheten i Gaula den 19. mai.

Den samme vannføringen i en elv som flommer 50 meter ut på et jorde på ene siden, og 50 meter inn i en bjørkeskog på den andre siden vil så klart føre til en helt annen vannhastighet. (Og da får vi snakke med en som skal ta doktorgrad, i stedet for en stakkars ingeniørstudent )

[Per Traasdahl]

Skal prøve på en litt annen innfallsvinkel. Fra min karriere som flyger så snakket vi alltid om at luftmotstanden øker med det firedobbelte hvis en dobler hastigheten. Det vil igjen si at løftet på vingene også firedobles ved doblet hastighet. Jeg lurer på hvordan dette forholder seg til et legeme i vann. Hvor mye øker strømningsmotstanden hvis en dobler hastigheten. Jeg ville nå tro at motstanden "minst" blir den firedoblede, eller hur? "nerd-guys".

Ja nå er vi skikkelig på vidda, langt utenfor forumets arbeidsområde. Men det bor da vel folk på vidda også da hvis det er noen trøst.

Per

[Per Traasdahl]

Skaufant! skriver:

Det er sikkert mange som har et svar på dette. Jeg kommer med mitt: Vannet som renner langs elvebunnen bremses av friksjonen og hindre på bunnen og i tverrsnittet av elva er det vannet langs bunnen som har lavest fart. Farten øker derfor med avstanden fra bunnen, og når det er mer vann i elva vil strømmens maksimalhastighet derfor øke.

På "luftspråk" kaller vi dette for vindgradienten. Dvs. luftas nedbremsningsfelt ned mot bakken. Hvis vi bruker det samme uttrykket i vann så kan vi vel si at når elva går "stor" så er gradientfeltet, eller nedbremsningsfeltet mot bunnen mindre i forhold til totale tverrsnitt av vannet. Videre kan en vel også si at vannet har større felt med laminær strøm ved høy vannstand. Laminær strøm gir mindre motstand, som igjen gir større hastighet. Høydeforskjellen, eller fallet på elva er vel stort sett for en konstant å regne i denne sammenhengen så det kan ikke være her årsaken til økt vannhastighet ligger.

E dåkk eni guta????

Per

[kryk]

Enig i den praktiske tolkningen du har i siste innlegg, Per.

Hastigheten øker med dybden. Og hastigheten er typisk størst nært vannoverflata.

Å beregne turbulent strøming er avansert strømningsteknikk, å se på det som laminær strømning er eneste tilnærming som er noe særlig å analysere.

Det du sammenligner med luftmotstand vs. hastighet, er har en sammenheng med 2. grad.

Ellers er endel effekter i vannstrømning fasinerende å studere, f.eks. der vannet renner utover i en foss, eller der det er hindringer på bunnen etc. Da får du spesielle effekter i strømingen. En essensiell faktor her er et dimensjonsløst tall; Froude-tallet, som beskriver kritiske strømningstilstander. Overkritiske strømninger gir hydraulisk sprang i strømningen, og det er effekt du ser mye av i litt "viltre" vannstrømmer.

[skaufant]

E dåkk eni guta????

Jeg har ingen doktorgrad i aerodynamikk, men dette høres ut som noe jeg kan være enig i. Kort oppsummert virker det som at alle er enige i at vannhastigheten øker, men at dette er kompliserte greier.

Det hadde vært interessant om noen kan sette opp et forhold mellom vannhastighet og vannmotstand, jfr. økt luftmotstand = økt lufthastighet^2. Det kan ikke jeg... -Springsteen?

[springsteen]

Det hadde vært interessant om noen kan sette opp et forhold mellom vannhastighet og vannmotstand, jfr. økt luftmotstand = økt lufthastighet^2. Det kan ikke jeg... -Springsteen?

Det jeg lærer nå er å dimensionere vann- og kloakk-ledninger. Der lærer vi bare at det ikke skal ligge stener i rørene.

Samtidig er kurset bare beregnet å ta 200 timer, så jeg blir nok ikke ekspert uansett...

[+PTG]

Har vært noen spørsmål her om vannmotstand mot legeme. Alt dette er utenfor mitt område, men i kajakkverden som jeg har bittelitt kjennskap til snakkes det om teoretisk fart "hull speed" som kan oppnås uten planing (seilbåter, kajakker m.m.). Denne er vistnok ikke helt korrekt, men for lavere hastigheter kan den kanskje være interessant. For mer avanserte beregninger snakker man om to krefter : vannfriksjon mot overflate og motstand skapt av den bølgestruktur som dannes rundt objektet, dvs front og hekkbølge og som er langt fra lineære i ved økende vannhastighet.

http://en.wikipedia.org/wiki/Hull_speed

http://www.kayakforum.com/cgi-sys/cgiwrap/guille/wiki.pl?Hull_Speed

[+Mase]

At beregning av vannmotstand er en ”omtrentlig” vitenskap har John Dowd i sin bok ”Sea-kayaking” et eksempel på. Under testing av en America’s Cup seilbåt i vanntank, viste det seg at den hadde minst motstand når den ble kjørt baklengs gjennom vannet, selv med ror og kjøl påmontert.

[Erling]

Nei, for Vettisfossen er vann i fritt fald

Har Mayhassen fått svar på denne For det Bjarne Lindholdt mener er jo feil

Hastigheten i bunn av Vettisfossen stiger når vannmangden øker pga at luftmotsatanden for vannet er mindre når det går mer vann. Det er bare å tenke seg forskjellen mellom å slippe en dråpe fra 2.etasje og en bøtte vann, så tenker jeg du vil se at bøtta med vann treffer bakken fortere. Det er bare i vakuum at Bjarne har rett og det har vi ikke ved Vettisfossen. Med samme begrunnelse er også vannhastigheten i bunnen av Vettisfossen større ved flom. Dessuten så drar Vettisfossen med seg mye luft nedover og dette øker ved økende vannføring slik at luftmotstanden også blir mindre av den grunn. Er det noen som har kjent fallvinden i bunn av Vettisfossen