Totalt kuldeinnhold lag1 og lag2: =1847 kj/m 2 som er energien som må tilføres for at hele snøpakken skal være isoterm.

Transkript

1 Fst eksmen 1 Oppgve 1 ) Fsene som skl beskrves er oppvrmngsfsen, hvor ll tlført energ er med på å g hele snøproflet C. Energbehovet for denne fsen beskrves v kuldennholdet. Neste fse er modnngsfsen hvor det skl genereres frtt vnn snøpkken. Mksml mengde frtt vnn er bestemt v tettheten på snøen etter formel beskrevet formelheftet. Den sste fsen er smeltefsen hvor ll tlført energ nvendes tl å generere vløp. b) For å beregne gjennomsnttlg vnnekvvlent et nedbørfelt utfører mn såklte snøstrekk. Besvrelsen skl poengtere representtvtet og romlg vrbltet som snøpkks vrsjon ht lndskpsklsser. Ved selve prøvetkngen nvendte v c 5 meter med stkk for hver 5 te meter, og tetthetsmålngen ts ved mddeldyp. I læreboken er 15-5 meter ntydet med stkk for hver 3 te meter. Begge beskrvelser er rktge. Selve utstyret bør også beskrves. s. 35 c) ) Vnnekvvlent, SWE h s 7 45mm 1. ) Kuldennhold : ( 3..) 1545 kj / m d) ) Må først beregne vnnekvvlenten tl nytt lg: s. 48 SWE hs 3 144mm 1. Må vdere beregne kuldennholdet tl lg : Kuldennhold : ( 1.. ) 3 kj / m Totlt kuldennhold lg1 og lg: kj/m som er energen som må tlføres for t hele snøpkken skl være soterm. ) Må beregne mdlere tetthet før mldperoden: && & s og dderer 1 %, som gr ny mdlere tetthet: & & s , som gr høyde på snøpkk som: SWE ( ) 1. hs 94. 6mm &&& s. 43 Denne tettheten brukes utregnng v energbehovet for å fullføre fse to, modnngsfsen, som brnger snøpkken klr tl vrennng, (dvs, ytterlgere energ gr vrennng). Må først beregne feltkpsteten snøen, θ ret : θ ret. 17 Energ behovet er d: Qm θ reths λ f kj / m

2 Oppgve ) ) Vktge momenter: Entydg smmenheng vnnstnd, vnnførng, sproblemer, 'kontroll', oppstungseffekter pg. det som skjer nedstrøms, stblt profl. Plsserng 1: Fordeler: Isfrtt, Ingen oppstuvnng nedstrøms, Entydg smmenheng vnnstnd vnnførng Ulemper: Lte senstvt, mulg oppstuvng fr nnsjøen pg vnd Plsserng : Fordeler: ngen Ulemper: Vnn forb målestedet ( en svng), løsmsser (ustblt profl), s, lte senstvt Plsserng 3: Fordeler: Nedstrøms en kulp (entydg smmenheng vnnstnd vnnførng), stblt profl fjell, ngen oppstuvnng nedstrøms, senstvt Ulemper: Is ) Plsserng 1: A-A Plsserng : B-B Plsserng 3: C-C (B-B kn her kke benyttes pg sdeelv) b) Her bør mn t med Isleggng på stllestående vnn (ståls) og strømmende vnn (srr). Isleggng er mndre snnsynlg nær utløpet v nnsjøen d dette vnnet holder rundt 4 C. c) ) Vnnhstgheten målt med ppelsnmetoden er 15/34 m/s.44 m/s. Vss v tr vnnførngsmålngen gjort mdt elv (vstnd 3.5 m) får v følgende hstgheter ved dyp.6): 1:.73 m/s, :.37 m/s, 3:.48 m/s. Ved dyp.6 blr mddelhstgheten målt. Mddelhstgheten vl kunne estmere som.85*overfltehstghet, som her er.44 m/s. Ved syp.6 bør derfor hstgheten være.85*.44 m/s.38 m/s. Formel lgger nærmest denne verdene og bør velges. Annen rgumentsjon: Hstgheten ved dyp.6 er mndre enn overfltehstgheten. D står vlget mellom formel 1 og. Formel 1 gr en lt for lten verd (ntutvt) vss proflet skl være logrtmsk. Derfor er rktg. ) Vktge momenter ved vlg v målested (Dngmn s.68/9 og 618): - Konvergerende strøm (tverrsnttsrelet vtr nedstrøms) - Unngå oppstuvnng fr hovedelv nedstrøms - Jevn, rett streknng (stlle streknng oppstrøms, stryk nedstrøms) - Sensbelt målested - Stblt profl - Tlgjengelghet Gjennomførng v målnger (Dngmn s ) - Instrument tlpsset ktuell hstghet og stedets beskffenhet - Tverrsnttet skl velges normlt på strømretnngen - Lten endrng vnnførngen under målngen - Nøyktghet utførngen - Tlstrekkelg ntll vertkler/målepunkt

3 d) Her kn både md secton og men secton metodene brukes. Sden hstgheten er målt dyp.6 er denne lk mddelhstgheten for vertklproflet. Avstnd(m) Dyp(m) Ant. omdrennger Hstghet (m/s) Men secton: Her er hvert delrel gtt ved: A ( b b )( d d ) Mddelhstgheten er: v ( v + v ) Seksjon Arel (m ) Hstghet (m/s) Q (m 3 /s) Vnnførngen blr.148 m 3 /s Md secton: Hvert delrel er: ( b 1 b 1 ) * d + Og mddelhstgheten er lk mddelhstgheten for vertklproflet. Seksjon Arel (m ) Hstghet (m/s) Q (m 3 /s) Vnnførngen blr.164 m 3 /s Dngmn-metoden: (denne kn vses å være ekvvlent med md-secton metoden) Q b b.5 v d v d + 1 * * Hver delvnnførng er: ( ) ( ) Seksjon Q (m 3 /s) Vnnførngen blr.164 m 3 /s

4 Oppgve 3 ) Se fgur 8- Dngmn. Bør h med tegnng som vser 'hed' eller potensl to steder, retnngen vnne strømmer og få med t strømnngen er proposjonl med grdenten 'hed' eller potensl og går fr høyt tl lvt potensl. Totlt potensl (H) er gtt som summen v et høyde (z) og et trykkpotensl (Ψ): H z + Ψ Proporsjonltetsfktoren hydrulsk konduktvtet er en funksjone v stoffets permebltet og væskens egenskper. b) ) Kornfordelngskurve for jordrten: 1 Lere 9 Slt Snd Grus 8 Vektprosent fnere Dmeter (mm) Lere utgjør %, slt 18 %, snd 34 % og grus 46 %. Her skl v bre studere den delen v jord som hr dmeter mndre enn mm (grense snd/grus). For denne ndelen er 1 - / % snd, (/.54 - /.54) 33.3 % slt og / % lere. Jordrten er 'Sndy Lom' jordteksturdgrmmet. ) Jordens vnnnnhold etter noen td uten nedbør er bl.. bestemt v jordens feltkpstet, dvs hvor mye vnn som kke dreneres pg grvtsjonskrefter. Kornfordelngen vser t v hr en jordrt med forholdsvs lten feltkpstet, som dermed vl være lte tørketålende. c) Her bør en t med døgnvrsjonen pg strålng/tempertur. Strålngen vrerer døgnet. Det smme vl forskjellen metnngsdmptrykk og ktuelt vnndmptrykk gjøre. Begge deler nngår Penmns lgnng. Men det blr en reduksjon

5 vnntlgngen etter hvert ford jorden tørker ut. Det er lten eller ngen tlførsel v vnn fr grunnvnnet. En br jordrt hr begrenset feltkpstet (1- mm) noe som også fremgår v de observerte fordmpnngsverdene (døgnmks er underknt v 1. mm). Skl fordmpnngen opprettholdes må det skje v kpllært opptrekk fr grunnvnnet). Ettersom v er på høsten, vl noe v reduksjonen også kunne forklres ved redusert tempertur/strålng, men denne er ubetydelg forhold tl redusert vnnmgsn. d) Penmns lgnng: s E der c ( T )( K + L) + cct [ est ( T ) e ] λ { s( T ) + γ } C t γk E W V λ v v Sden fordmpnngen skl regnes ut mm/døgn, gjøres lle enheter om tl mm og døgn. Bruker ellers vektenheten kg og trykkenheten mb: Grdent tl vnndmptrykk: Bruker tbell for 5 o C: s(t ).189 kp 1.89 mb Netto nnkommende kortbølg strålng: Velger lbedo for jord, sndholdg og lys: A.3 som gr K (1-.3)**1 6 J m - døgn J mm - døgn -1 Netto utgående lngbølg strålng: 5.*1 6 J m - døgn -1 5 J mm - døgn -1 Netto strålng (K+L): 9 J mm - døgn -1 Tetthet for luft:.1 g cm -3 1.*1-9 kg mm -3 Vrmekpstet for luft: 993 J kg -1 o C -1 Atmosfærsk konduktns: Bruker fgur 4:. cm s mm døgn -1 Metnngsdmptrykk: Bruker tbell for 5 o C: e st kp mb Aktuelt vnndmptrykk: Reltv luftfuktghet er 5% og ktuelt vnndmptrykk (e ) er derfor.5 * e st mb Tettheten tl vnn: 1 kg m kg mm -3 Ltent fordmpnngsvrme vnn: λ v J kg -1 Psykrometerkonstnten: γ.67 kp.67 mb Stt nn Pennmns lgnng gr dette 3.18 mm/døgn

6 Oppgve 4 ) Her skl knddten trekke frem hvordn de forskjellge modellerngskonseptene beskrver de fyssk-hydrologske prosessene, og hvordn modell prmetre bestemmes de tre modell lterntvene. Fordel hvs eksempler på modelltyper gs. b) Her skl knddten beskrve de forskjellge vløpsmeknsmene delt nn herrksk ht tbell Dngmn (tb 9.4). Speselt sturton overlnd flo og sturted subsurfce flo bør beskrves. Hvs knddten dskuterer kkelnerteter som mcropore flo teller dette meget postvt. Nedbørsntensteten er 1mm/t 5.83*1-4 cm/s. For jord A vl nftrsjonskpsteten være større enn nedbørsntensteten, og mn vl kke få Hortonsk overfltevrennng. For jordrt B vl nfltrsjonskpsteten være mndre enn nedbørsntensteten, og v vl få Hortonsk overfltevrennng. I tllegg vl også lngsom grunnvnnsstrømnng, rsk grunnvnnstrømnng og overfltevrennng på mett rel forekomme. c) Ser denne oppgven bort fr trnsporttd mrkvnnsonen. Dette er kke fremhevet tlstrekkelg oppgveteksten og således ble lterntve besvrelse vurdert skjønnsmessg. Tden det tr å fylle opp der to grunnvnnsmgsnene før de renner over er: ( h hf )( ) φ θ t f der h er grunnvnnsvå ved strten v nedbørhendelsen, h f er nvået for når mgsnet er fullt, φ er porøsteten og θ er jordfuktghet og er nedbørsntenstet. For scenro I får v t f 1.9 tmer 1 tme og 17 mnutt. For scenro II får v: t f. tmer. For Scenro I får v t T eff.71 tmer og dermed qeff.67 cm/tme 1.1 m 3 /s. For Scenro II får v t T eff tmer og dermed qeff.18 cm/tme 3.8 m 3 /s. D blr toppvnnførngene: For Scenro I får v t qmx 1.5 m 3 /s For Scenro II får v t qmx 3.48 m 3 /s d) Flommene fr oppgve d) vr på 3.48 m3/s og 1.8 m3/s. Setter nn gumbelfordelngen som er gtt ved: Pr { X x} FX ( x) exp[ exp[ α( x β ) ] Vdere for å fnne gjentksntervll bruker jeg følgende lgnng:

7 TR X 1 ( x) 1 F X ( x) For 3.48 m 3 /s er F.98 som nnstt gr T 5 år For 1.5 m 3 /s er F.54 og T.17 år Jeg ser t en nedbørhendelse med gjentksntervll 5 år kn føre tl flommer med gjentksntervll mellom.17 år og 5 år lt etter hv fuktghetstlstnden feltet er. Den oppgtte verden på 3. m 3 /s gr F.968 og T 3.8 år