Pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtausrakenteen sekä uoman morfologian alueellis‐ajallinen muutos nousevan kevättulvan aikana

Abstract

Virtaava vesi muokkaa uomansa muotoa ja rakennetta tehokkaasti, kun taas uoman morfologia muuttaa veden virtausrakennetta. Lumien sulamisesta aiheutuvat kevättulvat kasvattavat virtaavan veden määrää ja virtausnopeutta tehostaen veden voimaa. Tulvien aikana tapahtuvien veden virtausrakenteen ja uoman pohjan morfologian muutosten ymmärtäminen mahdollistaa ympäristön olosuhteiden muutoksia ennakoivan vesirakentamisen ja jokiympäristön käytön.

Tässä tutkimuksessa mitattiin ja analysoitiin jokikaarteen pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtausnopeuden ja ‐suunnan sekä uoman morfologian päivittäisiä muutoksia kevättulvan nousevassa vaiheessa. Virtausrakenne ja uoman morfologia mitattiin päivittäin akustisella virtausprofiilimittarilla (eng. acoustic doppler current profiler, ADCP). Virtausmittausten sijainti mitattiin VRS‐GNSS ‐satelliittipaikantimen avulla. Päivittäiset pohjanläheiset ja syvyyskeskiarvotetut virtausnopeudet ja ‐suunnat, pohjanläheinen kulutusvoima ja morfologian muutokset laskettiin alueellisesti tiheistä mittausaineistoista. Pohjanläheistä ja syvyyskeskiarvotettua virtausnopeutta ja ‐suuntaa sekä kulutusvoimaa ja morfologian muutosta vertailtiin. Näiden muuttujien lisäksi tarkasteltiin myös pohjan aineskuljetuksen määrän muutosta.

Virtausnopeudet muuttuivat ajallisesti seuraten virtaaman vaihteluita. Vedenpinnan noustessa nopean virtauksen ytimen kulkureitti suoristui ja se siirtyi kulkemaan jokikaarteen sisäreunan särkän reunan päälle. Pohjanläheisen ja syvyyskeskiarvotetun virtauksen nopeudet muuttuivat päivittäin samanlaisesti, mutta ne erosivat toisistaan alueellisesti. Pohjanläheinen virtausnopeus oli pienempi kuin syvyyskeskiarvotettu virtausnopeus tutkitun jokikaarteen ylävirran puolella ja suurempi alavirran puolella. Uoman morfologian suurimmat muutokset tapahtuivat virtaaman kasvavassa vaiheessa, jolloin myös pohjanläheiset kulutusvoimat olivat suurimmillaan.