Jak se měří průtoky

Jedním z doplňujících úkolů hydrologů je představovat a přibližovat naši práci veřejnosti. Pravidelně k nám chodí na exkurze žáci a studenti ze škol, zajímají se ale i skupinky seniorů. Na jaře mě oslovili kamarádi ze studentského spolku EGEA při Masarykově univerzitě (GÚ PřF), jestli bychom jim na připravované vědecké konferenci mohli udělat ukázku měření průtoků pro skupinku studentů geografie z různých koutů Evropy. V angličtině pochopitelně. Taková výzva tu ještě nebyla. Tak jsem kývla.

Practic with experts, jak se odpolední program konference jmenoval, padl na sobotu 8. září. Podařilo se mi přemluvit k sobotní práci dva povrcháře – Standu a Jirku. Vybrali jsme čtyři přístroje, kterými u nás nejčastěji měříme průtoky – hydrometrickou vrtuli, FlowTracker, loď ADCP a loď ADCP s dálkovým ovládáním. Loďku na dálkové ovládání jsme vzali spíše na ukázku, protože ji při stavu 32 cm nebylo možné použít.

Skupinku osmi nadšených mladých budoucích odborníků jsme nejprve vzali do vodoměrné stanice Poříčí, Svratka. Poté jsme vybrali dvě genderově rozdělené polovičky – děvčata a chlapce. První skupina si pod vedením Jirky vyslechla vše o měření průtoků s loďkou ADCP v češtině. Jeho projev se maximálně přesně snažil překládat Peťa Boucník, organizátor celého odpoledne z EGEA Brno.

Jirka představil loď ADCP. Studenti si mohli vyzkoušet vodit loď při měření z mostu. Při třech přejezdech tam a zpět zajistili standardní kontrolní měření

Druhá skupina šla neohroženě rovnou do vody přímo u stanice. Standa jim vysvětlil, jak funguje hydrometrická vrtule, jak FlowTracker, a jaký je mezi nimi rozdíl a pak si to mohli vyzkoušet.

Standa klukům vysvětluje, jak se odečítá stav na soutyčí hydrometrické vrtule

Holčičí část zkouší, jak dlouho trvá proměřit jednu svislici vrtulí a FlowTrackerem

Krátce k použitým způsobům měření průtoků:
Loď ADCP – na plováku je umístěn přístroj fungující na principu dopplerova posunu zvukového signálu. Přístroj vysílá signál, který se odráží od částic rozptýlených ve vodě a vrací se zpět. Tímto zjistíme informace o rychlosti proudění v celém vodním sloupci. Souběžně je mapován profil dna stejně jako pohyb člunu napříč tokem.

ADCP od americké firmy SonTek. Vhodný pro měření na středních a větších tocích s hloubkou alespoň 30 cm a rychlostmi, které nejsou větší než hloubka pod člunem.

Hydrometrická vrtule – měří bodové rychlosti proudění v jednotlivých částech příčného profilu. Vrtule se otáčí kolem osy a připojené počitadlo registruje počet otáček za stanovený čas. Zapisovatel na břehu zaznamenává počet změřených otáček v jednotlivých svislicích v předem stanovených hloubkách (např. při hloubce do 50 cm se měří ve 20 a 80 % hloubky). Proměří se celý profil toku. Zapsané hodnoty se poté vyhodnotí v příslušném programu.

Hydrometrická vrtule od německé firmy OTT Hydromet se používá při měření průtoků při vodním stavu již od 4 cm

FlowTracker – funguje na stejném principu jako ADCP, využívá tedy dopplerova jevu. Měří se bodové rychlosti stejně jako u hydrometrické vrtule. Výsledný průtok vyhodnotí přístroj hned po doměření poslední svislice.