Stroming

De stroming achter zowel de AirFlow 110F als de Flow 75F is tot 20 meter afstand redelijk sterk.

De stroming lijkt hier turbulent te zijn. Onder turbulentie worden de min of meer cirkelvormige bewegingen (wervels) in het water, die op allerlei schalen en in alle (ruimtelijke) richtingen optreden verstaan (Nortier & Koning, 1996). In turbulente stroming is de menging als gevolg van de wervelingen die ontstaan groter. Het effect van turbulentie is dat er menging c.q. verdunning van deeltjes optreedt en wordt ook wel dispersie of dispersief transport genoemd

(Hoogenboom, 2014). Tussen 8 en 10 meter achter de AirFlow wordt de stroming laminair en zijn er vrij constante stroomsnelheden gemeten. Mogelijk kan het effect van deze stroming en dispersie een positieve uitwerking hebben op de toevoer en verdeling van de uit de atmosfeer verkregen zuurstof. Ook de zuurstof verkregen door primaire productie wordt hierdoor mogelijk in een groter deel van de waterkolom verdeeld. Daarnaast kan het effect van de turbulentie mogelijk de ophoping van schadelijke gassen in de waterkolom voorkomen of verminderen. Na 20 meter is het effect op de stroomsnelheid achter beide pompen zeer laag.

Het verloop van de stroomsnelheid ten opzichte van de diepte is te verklaren aan de hand van de snelheidsverdeling in een verticaal (zie figuur 6.1). De stroomsnelheid is het hoogst aan de oppervlakte en neemt af naarmate het dieper wordt, omdat het water bij de bodem wordt

afgeremd. Op de bodem is de stroomsnelheid nul (Nortier & Koning, 1996). Windwerking kan de stroomsnelheid beïnvloeden, voornamelijk aan de oppervlakte (zie figuur 6.1).

Figuur 6.1: Stroomsnelheidsverdeling in een verticaal (Hartong & Termes, 2009).

Het verloop van de stroomsnelheid in horintale richting kan op dezelfde manier worden

benaderd als de snelheidsverdeling in een verticaal vlak. De stroomsnelheid is het hoogst langs de oever en neemt af naarmate de afstand vanaf de oever toeneemt (zie figuur 6.2).

37

Figuur 6.2: Stroomsnelheidsverdeling in een horizontaal (Hartong & Termes, 2009).

Daarom is de stroomsnelheid langs de oever hoger wanneer de pomp op de oever is gericht en reikt de stroming verder. Deze oever dient als het ware als een geleiding voor het door de pomp weg gestuwde water (Hartong & Termes, 2009). Indien de pomp niet op een oever gericht staat, gaat een deel van het weg gestuwde water direct terug naar de pomp. Dit komt omdat de pomp het water als het ware verplaatst in een waaiervorm, waarbij een brede waterverplaatsing naar buiten optreedt (zie figuur 6.3).Naast de turbulente stroming is dit een mogelijke verklaring voor de zowel positieve als negatieve stroomsnelheden die kort achter de AirFlow en Flow werden gemeten. Indien er een oever aanwezig is belemmert deze de brede uitspreiding en wordt het water als het ware langs de oever opgestuwd en vervolgens hierlangs verder geleid. Wel dient te worden opgemerkt dat het direct uitspreiden van het water in de breedte zich minder voor lijkt te doen bij de Flow 75F. Mogelijk wordt dit veroorzaakt door het hogere debiet van deze pomp en het verschil in propeller. De veronderstelling berust op visuele waarnemingen en enkele korte metingen in de breedterichting achter de Flow 75F. Om met zekerheid hier een uitspraak over te kunnen doen dienen nieuwe metingen te worden uitgevoerd. In de vijver in

Hoogblokland is namelijk alleen in de lengterichting achter de AirFlow en Flow gemeten en niet in de breedterichting.

Figuur 6.3: Bovenaanzicht verplaatsing van het water in een waaiervorm, waarbij een deel gelijk terug gaat naar de pomp.

Het verschil tussen de AirFlow 110F en de Flow 75F is vooral zichtbaar in de stroomsnelheid kort achter de pomp. Deze ligt aan de oppervlakte op 0,8 m/s bij de Flow en bij de AirFlow op

oever

oever oppervlakte

bodem

AirFlow

110F

38

0,55 m/s. De oorzaak hiervoor is waarschijnlijk het debiet van de Flow 75F dat twee keer zo hoog is als het debiet van de AirFlow 110F. Het temporele effect van de pompen op de waterbeweging is in dit onderzoek niet goed gemonitord en is gebaseerd op visuele

waarnemingen. De tijdsduur om het maximale bereik en de maximale stroming in de pilotvijvers te bereiken is onbekend. Ook de tijdsduur waarop het effect op de waterbeweging is verdwenen is onbekend.

Er is bij dit onderzoek gebruik gemaakt van een elektromagnetische snelheidsmeter.

Elektromagnetische snelheidsmeters werken met elektromagnetische velden, waarvan de variatie in veldsterkte een maat is voor de stroomsnelheid. Fouten ten gevolge van de

meetmethode en fouten ten gevolge van het meetinstrument beïnvloeden de onnauwkeurigheid van een meting. Er ontstaat altijd een toevallige fout aangezien de meting van het instrument door elektromagnetische verstoringen wordt beïnvloed. Meestal is hiervoor een fysische oorzaak zoals; turbulente stroming, (lucht)drukvariaties en wind (Hartong & Termes, 2009).

Aangezien de stroming kort achter de pomp behoorlijke turbulent is, kan hier nauwelijks een nauwkeurige meting worden uitgevoerd. Ook luchtbellen kunnen het signaal van een elektromagnetisch instrument belemmeren of verstoren. Er zijn verschillende soorten meetinstrumenten waarmee stroomsnelheden kunnen worden gemeten, waarbij de

storingsgevoeligheid onderling sterk verschillend is. Elektromagnetische snelheidsmeters blijken door veel verschillende factoren te kunnen worden beïnvloed (zie tabel 6.1).

Tabel 6.1: Verschillende storingseffecten op verschillende typen meetinstrumenten (Hartong & Termes, 2009).

Daarnaast hebben elektromagnetische snelheidsmeetinstrumenten een relatieve fout van minimaal 1%. Bij lage stroomsnelheden loopt de relatieve fout op. Zo kan bij stroomsnelheden van 0,02 m/s de relatieve fout oplopen tot 10%, terwijl dit bij 0,1 m/s slechts 3% is. Aangezien er tijdens het onderzoek in lage stroomsnelheden is gemeten kunnen de werkelijke waarden behoorlijk afwijken. Ook kunnen er meetfouten zijn door een te beperkte meetduur. Een redelijke meetduur op een meetpunt is 30 seconden bij hoge stroomsnelheden en minimaal 60 seconden bij lage stroomsnelheden. De minimum meettijd van 30 seconden is nodig, omdat de snelheid in een bepaald punt door het turbulente karakter van de stroming fluctueert rond een gemiddelde waarde. Uit ervaring blijkt dat de meetfout daarmee een acceptabele waarde bereikt. Bij lage stroomsnelheden wordt zelfs aanbevolen een meettijd van 60 a 100 seconden te hanteren afhankelijk van de gewenste nauwkeurigheid (STOWA, 2009). Aangezien er tijdens het onderzoek 30 seconden per meetpunt is gemeten, maakt dit de resultaten minder

betrouwbaar. Het is belangrijk dat gedurende deze meetduur de snelheidsmeter zich vrijwel beweegloos op het meetpunt bevindt. De meetmethode waarbij de snelheidsmeter bevestigd was op een steel bleek hiervoor niet geschikt te zijn. Zeker in combinatie met een boot die stil in

39

het water moet liggen was het bijna onmogelijk de snelheidsmeter vrijwel beweegloos in het water aan te bieden. In het vervolg dient hier een betere methode voor te worden toegepast, waarbij de snelheidsmeter stiller in het water wordt aangeboden en de meetresultaten nauwkeuriger worden. Een methode hiervoor is beschreven in hoofdstuk 8 “Aanbevelingen”.

In document HET MENGEN EN BELUCHTEN VAN VISVIJVERS. -De korte termijn effecten van mengen en beluchten in visvijvers- (pagina 43-46)