Opbygning og vedligehold af QH relationer
Ole Munch Johansen
Partner, rådgiver
En klassisk metode til bestemmelse af vandføring i vandløb er at omregne vandstanden (H) til en vandføring (Q) via en QH-relation. Det er betydeligt lettere at måle vandstanden end at måle vandets hastighed og beregne flowet. I nogle tilfælde er der en god sammenhæng mellem vandstand og vandføring og i andre tilfælde er sammenhængen ikke entydig.
Grødevækst, sedimenttransport og stuvning fra nedstrøms strækninger er nogle af de forhold, som medfører, at QH-relationen ændrer sig over året. Nogle gange kan QH-stationens placering vælges med omhu så sammenhængen bliver mere entydig.
Skal man vælge QH-relationer eller direkte bestemmelse af vandføring?
Moderne sensorer kan måle hastigheden på vandet og dermed vandføringen i vandløbet direkte, og der findes et stort udvalg af sensorer som er egnede til langt de fleste vandløb, små som store. Doppler-sensorer sidder under vand og måler hastigheden, enten placeret på bunden af vandløbet eller fx på en bropille. Andre sensorer måler overfladehastigheden ovenfra som fx radar-sensorer og er særligt relevante hvor der findes en bro over et mellemstort/stort vandløb. Sensorerne til hastighedsmåling er blevet langt bedre og mere strømbesparende end de har været tidligere og vinder derfor mere og mere frem.
Hastighedssensorer
Fordele
- Der behøver ikke være en god sammenhæng mellem vandstand og vandføring på lokaliteten.
- Der fås en brugbar vandføringsmåling fra første dag efter installation.
- En god installation af en hastighedssensor på en egnet lokalitet kræver færre tilsyn og er en billigere og bedre løsning på den lange bane trods en stor udgift til udstyr.
Ulemper
- Doppler sensorer bliver nogle gange forstyrret af sedimenter m.m. som kan give dataudfald eller støj på målingerne. Mange lokaliteter er helt uegnede til dopplere grundet sedimenttransport.
- Udstyret er dyrt at købe og kan være krævende at installere.
QH-relationer
Fordele
- Kræver langt simplere og billigere udstyr, som er lettere at installere.
Ulemper
- De ”pæne” kurver som matcher kontrolmålingerne perfekt giver et falsk indtryk at, der er meget lille usikkerhed på vandføringen. Mellem kontrolmålinger kan der nemlig være en ikke ubetydelig fejl.
- Kræver at der faktisk er en relation mellem vandstand og vandføring. Stuvning fra havet, grødevækst, reguleringer af vandløbet m.m. kan ødelægge relationen.
- Det tager lang tid at opbygge en QH-relation på en ny lokalitet.
Teoretisk baggrund for QH-relationer med løbende tilpasning
For at kompensere for årstidsvariationer i vandløbets vandføringsevne bruges forskellige metoder til at forskyde QH-relationen på baggrund af regelmæssige kontrolmålinger. Udgangspunktet er en grundkurve som er en potensfunktion, der fittes til en grødefri situation.
eller omskrevet til
er den vandstand, som svarer til at der ikke er en strømning i vandløbet. og ændrer henholdsvis skaleringen og krumningen på kurven, mens ændring af forskyder kurven så der opnås højere vandstand ved samme vandføring.
I praksis afbilder man oftest H som funktion af og tilpasser grundkurven til den nedre del af punktsværmen bestående af de tilgængelige samtidige kontrolmålinger af og .
Kontrolmålingerne af vandføring foretages med pålideligt udstyr, som typisk kan bestemme vandføringen med en usikkerhed der varierer fra 5% til 20%.
Idet det antages, at kontrolmålingerne er korrekte tvinges QH-relationen til at matche kontrolmålingerne ved gradvist at ændre justere parametrene i grundkurven så til matcher de enkelte kontrolmålinger. Den gradvise forskydning g af kurven kan ske på flere måder og den mest korrekte afhænger af lokaliteten. Det tager ofte mange år at indsamle tilstrækkeligt datagrundlag til at kunne fastlægge den bedste metode, hvorfor der også er grund til at tage både grundkurve og forskydningsmetode op til revision med jævne mellemrum.
Der kan læses mere om metoderne bag tilpasning af QH-kurver til vandløbs varierende vandføringsevne i DCE’s tekniske anvisning TA-B05.