Harjoitus 3: Hydrauliikka + veden laatu

Samankaltaiset tiedostot
Harjoitus 1: Globaalit vesikysymykset

Harjoitus 6: Ympäristötekniikka

Harjoitus 2: Hydrologinen kierto

Harjoitus 5: Vesihuolto- ja ympäristötekniikka

LOHKO-hanke. Viljelijäaineisto

Viikkoharjoitus 2: Hydrologinen kierto

Luvun 12 laskuesimerkit

Hydrauliikka: kooste teoriasta ja käsitteistä

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Liika vesi pois pellolta - huuhtotuvatko ravinteet samalla pois?

Luonnonmukainen vesirakentaminen peruskuivatushankkeissa. Lasse Järvenpää, SYKE Salaojateknikoiden neuvottelupäivät, 1.2.

(c) Kuinka suuri suhteellinen virhe painehäviön laskennassa tehdään, jos virtaus oletetaan laminaariksi?

14. Putkivirtausten ratkaiseminen. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Maan rakenteeseen vaikuttavia tekijöitä. Pasi Hartikainen, ProAgria Pohjois-Karjala

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai klo 12:00-16:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Öljysäiliö maan alla

Hydrologia. Pohjaveden esiintyminen ja käyttö

Hydrologia. Maanpinnan alaisten vesien jako

Kipsi vähentää peltomaan

3. Bernoullin yhtälön käyttö. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet

Sarake 1 Sarake 2 Sarake 3 Sarake 4. Vahvistumisen jälkeen tavaran hinta on 70. Uusi tilavuus on

U P O N O R Y H D Y S K U N TA - J A Y M P Ä R I S T Ö T E K N I I K K A m i t o i t u s ta u l u k o t 04 I

Vantaanjoen vesistö. HAUSJÄRVI Erkylänjärvi Lallujärvi. RIIHIMÄKI Hirvijärvi. Ridasjärvi LOPPI HYVINKÄÄ MÄNTSÄLÄ. Kytäjärvi. Sääksjärvi JÄRVENPÄÄ

peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valuma

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Laskuharjoitus 1 Ratkaisut

Peltojen kipsikäsittelyn vaikutukset maahan ja veteen

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten mittaaminen vesistössä. Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Neuvonta uudistuu: kuormitustarkastelulla laajennetaan perspektiiviä. Henri Virkkunen LUVY ry

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä: tuloksia MTT Ruukista Raija Suomela MTT Ruukki

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, pe :00-17:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

Veikö syksyn sateet ravinteet mennessään?

y 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.

Automaattimittarit valuma-alueella tehtävien kunnostustoimien vaikutusten seurannassa

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Turvepeltojen ympäristöhaasteet

4 TOISEN ASTEEN YHTÄLÖ

Hydrologiset tarkastelut Satakunnassa

KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai :00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.

Ravinnehuuhtoumien mittaaminen. Kirsti Lahti ja Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Esim: Mikä on tarvittava sylinterin halkaisija, jolla voidaan kannattaa 10 KN kuorma (F), kun käytettävissä on 100 bar paine (p).

(b) Määritä pumpun todellinen nostokorkeus, jos pumpun hyötysuhde on 65 %. 160 mm. 100 mm. 650 rpm. Kuva 1: Tehtävän asettelu.

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

= 6, Nm 2 /kg kg 71kg (1, m) N. = 6, Nm 2 /kg 2 7, kg 71kg (3, m) N

Ravinteiden reitti pellolta vesistöön - tuloksia peltovaltaisten valuma-alueiden automaattimittauksista

MAA7 Kurssikoe Jussi Tyni Tee B-osion konseptiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! Laske huolellisesti!

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN VALINTAKOE

Alustava tulvakartta hulevesitulvariskien arviointiin. Mikko Huokuna SYKE

Ratkaisuja, Tehtävät

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

Differentiaali- ja integraalilaskenta

Miten maatalouden vesiensuojelutoimien tehoa voidaan mitata? Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Säätösalaojitus happamien sulfaattimaiden vesistövaikutusten vähentäjänä

Ojaväli ja ympärysaine

Ojitus hyvän sadon perusedellytyksenä

Salaojamenetelmien vertailu MTT Ruukki Rahkasuo syyskuu 2009

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)

Ravinnekuormitus arviointi ja alustavat tulokset

Jatkuvatoiminen vedenlaadunmittaus tiedonlähteenä. Pasi Valkama

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Maatalousmaasta huuhtoutuva liukoinen orgaaninen hiili

Havaintoja maatalousvaltaisten valuma-alueiden veden laadusta. - automaattiseurannan tuloksia

Fluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla

IGS-FIN allasseminaari Hulevesialtainen hydrologinen mitoitus Heli Jaakola

MATEMATIIKAN KOE, LYHYT OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Kuva 1. Virtauksen nopeus muuttuu poikkileikkauksen muuttuessa

Löytyykö salaojistasi nitraattia?

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

Ojitetuille suometsäalueille soveltuvan hydrologisen mallin kehitys ja sovellus käyttäen automaattista kalibrointia

Luku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste

Sovelletun fysiikan pääsykoe

Kokonaisvaltainen valuma-aluetason vesienhallinta. OK Ojat kuntoon

40% Suomenlahden tila paranee vaikkakin hitaasti. Suomenlahden. alueella tehdyt vesiensuojelutoimenpiteet ovat. Suomenlahteen tuleva fosforikuormitus

PRELIMINÄÄRIKOE. Lyhyt Matematiikka

Säätökastelu ja säätösalaojitus happaman vesikuorman ehkäisijöinä Siikajoen valuma-alueella

1 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

Alueellisella kohdentamisella hyötyä yhteiskunnalle

Miksi vesiensuojelua maatalouteen? Markku Ollikainen Helsingin yliopisto

MS-A0004/MS-A0006 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 6 / vko 42

Luonnonmukaisen vesirakentamisen edistäminen maankuivatuksessa Katsaus tulevaisuuteen Markku Puustinen , Hämeenlinna

Peltokuivatuksen tarve

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN VALINTAKOE

Luontoa huomioon ottavia ratkaisuja

Sievin Kiiskilän uusjako salaojahanke vaihe 2

Selkämeren taustakuormituksen mallintaminen VELHOn pilottihankkeena

Säkylän Pyhäjärven kosteikkotyön tuloksia - esimerkkejä

Ravinnehuuhtoumat peltoalueilta: salaojitetut savimaat

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

a) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.


MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

MAA03.3 Geometria Annu


C. Montako prosenttia pinta-ala kasvaa, jos mittakaava suurenee 5%? a) 5 % b) 7 % c) 9 % d) 10 % e) 15 %

Pienvesirakentamisella tulvat kuriin Esimerkkinä Ritobäcken, Sipoo. Pellon vesitalous kohdilleen, VILKKU-tilaisuus

Transkriptio:

Harjoitus 3: Hydrauliikka + veden laatu 14.10.015

Harjoitusten aikataulu Aika Paikka Teema Ke 16.9. klo 1-14 R00/R1 1) Globaalit vesikysymykset Ke 3.9 klo 1-14 R00/R1 1. harjoitus: laskutupa Ke 30.9 klo 1-14 R00/R1 ) Hydrologinen kierto (+ H1 DL klo 1) Ke 7.10. klo 1-14 R00/R1. harjoitus laskutupa Ke 14.10. klo 1-14 R00/R1 3) Hydrauliikka + veden laatu (+ H DL klo 1) Ke 1.10. klo 1-14 R00/R1 3. harjoitus laskutupa Ke 8.10. klo 1-14 R00/R1 4) Vesihuoltotekniikka (+ H3 DL klo 1) Ke 4.11. klo 1-14 R00/R1 4. harjoitus laskutupa Ke 11.11. klo 1-14 R00/R1 5) Vesihuoltotekniikka & ymp.tekniikka (+ H4 DL klo 1) Ke 18.11. klo 1-14 R00/R1 5. harjoituksen laskutupa Ke 5.11. klo 1-14 R00/R1 6) Ympäristötekniikka (+ H5 DL klo 1) Ke.1. klo 1-14 R00/R1 6. Harjoituksen laskutupa Ke 9.1. klo 1 R00/R1 H6 DL klo 1

1. Tehtävä Tuusulanjoen peratun osuuden pohjan leveys on 5 m ja luiskien kaltevuus 1:3. Pohjan kaltevuus on 1:000. Manningin kerroin n=0,04. Virtaus oletetaan tasaiseksi.

1. Tehtävä Manningin yhtälö: v = nopeus n = karkeuskerroin (uoman pohjassa tapahtuvat häviöt) I = uoman pituuskaltevuus R = hydraulinen säde P = märkäpiiri v = R 3 I 1 n R = A P P = c + b + c c A b c

1. Tehtävä a) Laske virtaama, kun vesisyvyys on 1,4 m. h = 1,4 m c = (1,4 m) +(3 1,4 m) = 4,4 m P = 4,4 m + 5 m = 13,8 m A = 5 m 1,4 m + 1 1,4 m 3 1,4 m = 1,9 m b = 5 m I = 0,0005 n = 0,04 R = 1,9 m 13,8 m = 0,93 m v = 0,93 3 0,0005 1 0,04 = 0,53 m s Q = v A = 0,53 m s 1,9 m = 6,8 m3 s h 1 c A 3 3 b c 1

1. Tehtävä b) Laske vesisyvyys, kun virtaama on 1 m 3 /s. Ilmoita tulos senttimetrin tarkkuudella. h esiintyy useassa kaavassa (A, p) tuntemattomana, eikä sitä saa ratkaistua helposti muuten kuin kokeilemalla. Ratkaistaan siis h arvaamalla, eli kokeillaan eri h:n arvoja kunnes virtaamaksi saadaan Q = 1 m 3 /s. Hoituu helpoiten Excelissä! h A p R v Q 1.4 1.88 13.85438 0.9967 0.53489 6.86 1.5 14.5 14.48683 0.98365 0.55908 7.88 1.6 15.68 15.1199 1.037086 0.57754 8.98 1.7 17.17 15.75174 1.090038 0.59088 10.17 1.8 18.7 16.384 1.14564 0.610959 11.44 1.9 0.33 17.01666 1.19471 0.6941 1.80 1.84 19.36 16.63718 1.163466 0.618388 11.97 1.85 19.5 16.70043 1.168683 0.6035 1.11 1.844 19.4 16.6648 1.165553 0.61917 1.0 1.84 19.39 16.64983 1.16451 0.618757 1.00

. Tehtävä Virtausnopeus pisteessä A on 5 m/s. Määritä paine pisteessä A sekä kuvaajassa esitetty korkeus c halkaisijaltaan 0 cm imu putkessa. Putkessa olevat häviöt voidaan olettaa merkityksettömiksi. b = 30 cm.

. Tehtävä Bernoullin yhtälö kertoo, että suljetussa putkessa vesimassan kokonaisenergia on vakio: v 1 g p1 y v = nopeus p = paine 1 v g p y = korkeus referenssitasoon nähden y γ = m g = 1000 kg m 3 9,81 m s

. Tehtävä i) Paine pisteessä A: Määritetään Bernoullin yhtälö altaan pinnan ja purkuaukon välille Altaan pinnassa paine on ilmanpaine, joten p1 = 0 Allas oletetaan hyvin suureksi, joten v1 = 0 Referenssitasoksi valitaan altaan pinta, joten y1 = 0 v = 5 m/s y = 0,3 m + 0,1 m m 5,0 / s p 0 0 0 A (0,3 0.10 m g 9,81m / s 1000kg/ m ) 3 5,0m / s 3 p A ( (0,3 0.10) m)*9,81m / s 1000kg / m 16, 4kPa g

. Tehtävä ii) Etäisyys c Määritetään Bernoullin yhtälö altaan pinnan ja purkuaukon välille Koska putken halkaisija on kaikkialla sama, v = 5m/s Altaan pinnassa ja purkuaukolla ilmanpaine: p1 = p = 0 Allas oletetaan hyvin suureksi, joten v1 = 0 Astetaan, että purkuaukon kohdalla y = 0 v 0 0 c = 0 0 g 5m / s c 1, 7m 9,81m / s

3. Tehtävä a) Maaperään on joutunut ainetta A. Aine liukenee herkästi veteen, mutta ei reagoi eli se on nk. konservatiivinen aine. Mitkä ilmiöt pääasiallisesti vaikuttavat aineen kulkeutumiseen maaperässä? Perustele. Painovoima, paine ja osmoosi, eli samat, jotka aiheuttavat pohjaveden liikkeen, koska reaktioita ei tapahdu. Lisäksi konsentraatioerojen tasoittuminen, jos maaperään tulee konsentraatioltaan erilaista vettä.

3. Tehtävä b) Avo ojitettu pelto muutetaan salaojitetuksi. Kuinka muutos vaikuttaa pellolta pääseviin typpi ja fosforihuuhtoumiin? Perustele. Tavanomainen salaojitus lisää nitraattitypen huuhtoutumista avo-ojitukseen verrattuna. Kun veden ja maa-aineksen kontaktiaika pohjamaassa kasvaa, maaveteen liuennutta fosforia ehtii pidättyä maahiukkasiin. Fosfori on kiinnittyneenä maapartikkeleihin. Pintavalunta saa maa-aineksen liikkeelle ja siihen sitoutunut fosfori kulkeutuu vesistöihin Salaojitus kuivattaa peltoa ja parantaa sen happitilannetta. Kun veden kulkeutumista ohjataan maaprofiilin kautta, se huuhtoo mukanaan nitraattia salaojiin.

3. Tehtävä c) Itämeren tilaa pidetään yleisesti huolestuttavana. Selvitä, mistä Itämeren ravinnekuormitus johtuu (suurimmat kuormittajat) ja kuinka kuormitusta pyritään tällä hetkellä vähentämään? Itämeren suurin kuormittaja on maatalous Suurin kuormittajavaltio on Puola Kuormitusta pyritty vähentämään esimerkiksi suojavyöhykkeillä sekä edistämällä ravinteiden kierrätystä

4. Tehtävä Aineistosta on määritetty keskimäärin kerran 10 vuodessa toistuvan tulvan suuruus (HQ 1/10 ). Mikä on todennäköisyys, että tällaista tulvaa ei tapahdu seuraavan 10 vuoden aikana? P( tapahtuu vuonna x ) = 1/10 P( ei tapahdu vuonna x ) = 1 1/10 = 9/10 P( ei tapahdu 10 vuodessa ) = (9/10)^10 = 0,35

Vihjeitä palautettaviin harjoituksiin Laskutehtävissä on käytävä ilmi, miten laskut on tehty 5. Katso demotehtävä 1 6. Katso demotehtävä Huomaa kuitenkin, että nyt on huomioitava myös häviöt! 8. a)-kohtaa varten, katso demotehtävä 4 b) kohdassa lue ohjeet kunnolla Huom! laskeva suuruusjärjestys tarkoittaa suurimmasta pienimpään Helpointa ratkaista Excelissä?

Kotitehtävien palautus Tehtävät palautetaan erillisille papereille Palautuslaatikko löytyy Rakennus- ja ympäristötekniikan laitoksen (Rakentajanaukio 4) kolmannesta kerroksesta liikennetekniikan käytävältä huoneen 355 oikealta puolelta; 3. harjoituksen DL on 8.10. Tehtävät voi palauttaa myös harjoituksiin Myöhässä tai sähköisesti palautettujen harjoitusten pistemäärä puolitetaan

Viikkoharjoituksen palautuslaatikko? Rakennus- ja ympäristötekniikan laitos (Rakentajanaukio 4) 3. krs liikennetekniikan käytävällä huoneen 355 oikealla puolella