onderzoek-doorstroomdebiet-planktonnetten-maaswijdten-en

minisicric van verkeer en waterstaat
rijkswaterstaat
riza
rijksinstituut
voor integraal zoetwaterbcheer
en afvalwalcrbehandcling
tel. 03200-70411, fax. 03200-49218
doorkiesnummer 70654
Onderzoek doorstroomdebiet
planktonnetten
maaswijdten 25, 55 en 120 jzm
Werkdocument 92.051 X
auteur(s)
datum
IOS (N. Wijnstok)
januari 1992
riza
riza
INHOUD
1.
INLEIDING
4
2.
DOEL
5
3.
METHODE
3.1 Apparatuur en hulpmiddelen
5
5
3.2
5
Uitvoering testen
4.
RESULTATEN
8
5.
CONCLUSIE
9
6.
DISCUSSIE
10
Tabel 1. Debietmeting in m3/s
11
riza
Figuur 1. Meetopstelling
1. Planktonnet + conus
2. Debietmeter doorstroom
3. Debietmeter aanvoer
4. Toevoerpompen
riza
1.
INLEIDING
Voor de bemonstering van zooplankton en fytoplankton in de Rijkswateren
wordt o.a. gebruik gemaakt van standaard planktonnetten. Het veranderen
van de informatie-behoefte t.a.v. projecten en het realiseren van het biologisch
meetnet vereisen een grotere nauwkeurigheid m.b.t. het bepalen van de
soortensamenstelling en de aantallen per liter. Hierbij is het van belang
nauwkeurig de bemonsterde hoeveelheid water (doorstroomdebiet) te kennen.
Het doorstroomdebiet wordt berekend uit oppervlakte-instroom-opening en
lengte bemonsterde waterkolom. In verband met de doorlaatbaarheid van het
net en de daardoor ontstane weerstand zal het werkelijk debiet een factor
lager zijn dan het berekend debiet. Deze factor is in de praktijk variabel en is
o.a. afhankelijk van de doorstroomsnelheid en de in het water voorkomende
hoeveelheid zwevend materiaal. Door dit zwevende materiaal slibt het net
enigszins dicht waardoor het doorstroomdebiet zal afnemen.
2.
DOEL
Het doel van de uitgevoerde testen is, de invloed van hijssnelheid en de
maaswijdte van een planktonnet op het doorstroomdebiet vast te stellen om
zodoende de bemonsterde hoeveelheid water nauwkeuriger te kunnen bepalen.
3.
METHODE
3.1
Apparatuur en hulpmiddelen
De testen zijn uitgevoerd in de stroomgoot van de hoofdafdeling RIZA. De
meetopstelling is schematisch weergegeven in fig. 1.
De opstelling van de netopening is zodanig dat al het aangevoerde water,
indien geen net aanwezig is, door deze opening stroomt.
De debietmeting in de aanvoerleiding wordt uitgevoerd met een Endress en
Hauser debietmeter. Het doorstroomdebiet wordt met een Tokyo-Keiki meter
bepaald.
Het debiet van de stroomgoot is instelbaar tot een maximum van 19 m3/h.
Om de invloeden van verschillende maaswijdten te kunnen bepalen worden
testen uitgevoerd met planktonnetten met maaswijdten van 25, 55 en 120 nm.
Het toevoerdebiet is gerelateerd aan de stroomsnelheid in de goot. De
stroomsnelheid kan vergeleken worden met de hijssnelheid van het net bij in
situ-bemonstering.
3.2
Uitvoering testen
Bij de testen zijn de twee typen debietmeters ingeregeld. Alvorens de proeven
te starten zijn de meetwaarden bij gelijkblijvend debiet bepaald.
Uit deze metingen blijkt dat de instrumenten praktisch gelijke meetwaarden
geven (zie tabel 1, l e kolom).
II riza
De stroomgoot is uitgerust met een pomp, zodat het water met verschillende
debieten rondgepompt kan worden. Het water dat onder invloed van de
netweerstand niet door het net kan stromen bei'nvloedt de meting van het
doorstroomdebiet niet.
Door het verschil te bepalen tussen het toevoer- en doorstroomdebiet kan de
hoeveelheid water vastgesteld worden die door het planktonnet is gegaan. Per
doorvoerdebiet zijn een aantal metingen verricht. In tabel 1 zijn de gemiddelde meetwaarden per debiet van netten met maaswijdte 25, 55 en 120 /im vermeld.
riza
riza
Figuur 2
16
E
14
planktonnet 25 inn
12
G planktonnet 55 iim
fan1
$
n
o
TJ
10
o planktonnet 120 um
8
E
o
0
4-
CO
L.
0
0
Q
6
8
10
12
14
16
J
L
J—J
32
36
40
Aanvoerdebiet [m3/h]
4
J
I
I
L
8
12
16
20
24
28
Ophaalsnelheid [cm/s]
8
riza
4.
RESULTATEN
De meetwaarden in tabel 1 zijn grafisch weergegeven in figuur 2.
In de grafiek is op de vertikale as het doorstroomdebiet uitgezet (TokyoKeiki); en op de horizontale as de verschillende aanvoerdebieten met bijbehorende stroomsnelheid (Endress en Hauser).
Voor alle 3 maaswijdten geldt dat de netweerstand het doorstroomdebiet
bei'nvloedt. Bij een grote maaswijdte is het doorstroomdebiet groter dan
bij een kleine.
In het onderzochte meetbereik van 0-15 nvVh is de afname van het
debiet voor de maaswijdten rechtlijnig.
Indien het debiet door het netje uitgezet wordt tegen het aanvoerdebiet
kunnen door de 3 relaties (25, 55, 120 ^m) respectievelijk 3 rechte lijnen
worden getrokken. De richtingscoefficient van elke lijn is een directe
afname van het debiet door de netjes. Hieruit volgt voor elk nettype de
af name-factor:
planktonnet 25 /im
dw = 0,66306 x da
planktonnet 55 /xm
dw = 0,82105 x da
planktonnet 120 /xm
dw • 0,87778 x da
dw: debiet door het net
da: toevoer debiet
5.
CONCLUSIE
Het doorstroomdebiet is afhankelijk van de grootte van het toevoerdebiet.
Bij maaswijdte 25, 55 en 120 /jm verloopt, bij een toevoerdebiet van 0-15
m3/s, de afname in het doorstroomdebiet praktisch rechtlijnig.
Het doorstroombediet kan berekend worden uit het toevoerdebiet in het
geteste meetbereik (0-15 mVs / 0-40 cm/s)
riza
6.
DISCUSSIE
Wanneer de resultaten van de testen naar de bemonstering in de praktijk
worden vertaald, kan het toevoerdebiet gerelateerd worden aan bemonsterde
waterkolom en de hijssnelheid.
Tijdens bemonsteringen in het veld is de hijssnelheid veelal variabel. Oorzaken
hiervan kunnen zijn:
variabele opwindsnelheid van de lier;
variabele ophaalsnelheid (met handkracht) van de waarnemer;
bewegingen van het vaartuig (slingeren en stampen)
Het is niet goed mogelijk de bemonsterde lengte van de waterkolom te meten
omdat het vaartuig niet stil ligt tijdens de bemonstering. Door slingeren,
stampen en afdrijven van het vaartuig wordt de bemonsterde waterkolom
vergroot. In welke mate is niet te kwantificeren.
Een ander aspect is dat tijdens de bemonstering het net dichtslibt waardoor de
maaswijdte kleiner wordt.
In hoeverre genoemde factoren van invloed zijn op de nauwkeurigheid van het
berekende doorstroomdebiet is niet bekend. De factoren zijn niet constant en
dikwijls afhankelijk van de tijdens de bemonstering opgetreden omstandigheden.
De bepaling van het doorstroomdebiet blijft altijd een onzeker factor, tenzij in
de netopening het debiet gemeten wordt b.v. met een akoestische debietmeter.
10
riza
Tabel 1. Debietmeting in m'/s
debiet m3/s
zonder net
0,4
0,6
0,8
1,0
1.2
1.4
1,6
1.7
net 120 |im
0.3
0,8
0.3
0,6
0,6
1.2
1,3
1,2
1.0
1,1
2,1
2.2
2,4
2,5
2,7
2,1
IS
2,9
2,0
1,4
1,7
1,9
1.6
2,6
2,3
2,7
1.9
2.6
2,9
3,2
3,3
3C4
3.3
5
3,5
4,7
4.1
4.1
6,2
5,3
5.0
4.5
6,0
6,0
5,3
5.6
8,6
8,7
8,9
9,3
9.5
9.9
10.6
10.8
10,9
11,0
12,2
13,1
1.3,5
15,0
15,4
15,6
net 55 \nn
0,0
w
3,0
3.1
3.2
4,(1
4.2
4.6
4.S
5,0
5,2
5,5
5,6
5,9
6,2
(..4
6,9
7,6
7,8
8,0
net 25 \im
7,1
7.1
6,3
7.5
8,7
7,5
6,1
8.8
10.5
6,9
8.7
9.7
12,2
8,2
10.5
11,8
14,9
10.1
12,6
11
13.8
riza
12

Download Report