Fizikalni del

Fizikalci smo se osredotočili predvsem na fizikalne lastnosti, kot so padec vodnega toka, hitrost reke, profil rečnega dna, in profil dna jezera. S pomočjo teh dveh meritev, smo lahko izračunali še pretok reke Savice (največji pritok Bohinjskega jezera) in pretok Save Bohinjke (največje odtok Bohinjskega jezera). Zanimala nas je tudi temperatura jezera in temperatura reke, oziroma koliko reka vpliva na temperaturo okolice. Pri jezeru pa smo merili še prosojnost jezera s pomočjo Sekijeve plošče.

-REKA
-JEZERO

REKA

– Padec vodnega toka
– Hitrost reke
– Rečni profil
– Pretok
– Temperatura reke

PADEC VODNEGA TOKA

Pripomočki:

Prozorna gibljiva cev
Meter

Postopek:

Za merjenje padca vodnega toka potrebujemo prozorno gibljivo cev, ki jo napolnimo z vodo in nategnemo po dnu struge tako, da konca cevi segata iz vode. Nato izmerimo razdaljo med koncema cevi in višino vodnega stolpca v cevi na obeh straneh. To ponovimo večkrat po dolžini reke. Na koncu izračunamo povprečno razliko višine vodnega stolpca deljeno z razdaljo med obema koncema cevi.

Računski del:

${\Delta h ={ h }_{ 2 }-{ h }_{ 1 }}$

${\Delta\overline { h } =\frac { { \Delta h }_{ 1 }+{ \Delta h }_{ 2 }+\cdots +{ \Delta h }_{ i } }{ i }}$

${\overline{l}=\frac{{l}_{1}+{l}_{2}+\cdots+{l}_{i}}{i}}$

${padec =\frac{\Delta\overline{h}}{\overline{l}}}$

Meritve:

Padec vodnega toka
zap. št. meritve	Sprememba višine vodnega stolpca [cm]	Dolžina cevi [m]	Padec vodnega toka [cm/m]
1	4	7,1	0,6
2	2,5	6,8	0,4
3	2	3,6	0,6
	Povprečen padec vodnega toka:		0,5

Opravili smo 3 meritve vzdolž reke (meritve so vidne v tabeli: »Padec vodnega toka«) in izračunali, da je povprečni padec reke Savice 0,5 centimetra na meter.

HITROST VODNEGA TOKA

Določali smo hitrost vode. Na različnih lokacijah v rečnem toku smo po vodi spustili košček stiropora in merili čas, v katerem je preplul 3m. Na vsaki lokaciji smo izmerili štiri(tri) čase. Izračunali smo povprečen čas:

${\overline { t } =\frac { { t }_{ 1 }+{ t }_{ 2 }+{ t }_{ 3 }+{ t }_{ 4 } }{ 4 }}$

Nato smo izračunali hitrosti na posameznih lokacijah. Upoštevali smo povprečen čas, pot koščka pa je bila stalno 3 metre:

${v=\frac { s }{ t }}$

Iz hitrosti na posameznih lokacijah smo določili povprečno hitrost rečnega toka. Upoštevali smo, da je povprečna hitrost vse vode v reki na prodnatih tleh približno 80% izračunane hitrosti:

	Povp. hitrost [m/s]
Savica	0,376
Bohinjka (2. del)	0,352
Bohinjka (1. del)	0,208

REČNI PROFIL

Če hočemo izračunati pretok neke reke, potrebujemo poleg hitrosti toka tudi ploščino rečnega preseka. Ploščina rečnega preseka je navidezna/namišljena ploskev, ki nastane tako, da reko ali potok namišljeno »presekamo« pravokotno glede na smer vodnega toka.

Pripomočki:

Daljša vrv, ki je pravokotno napeljana čez reko
Metrska palica
Ribiški škornji
svinčnik,…

Potek:

Daljšo vrv, ki smo jo označili na vsak meter dolžine, smo napeli iz brega na drugi breg, pravokotno glede na smer vodnega toka in čim bližje vodni gladini. Z metrsko palico smo na različnih dolžinah (ena meritev na pol metra) odčitavali globino. S pomočjo meritev smo lahko »narisali« rečni profil dna.

Ploščino rečnega profila smo izračunali s pomočjo izračunane povprečne globine in širine reke, ki smo jo odčitali iz daljše vrvi napete preko reke.

Savica		Sava Bohinjka
Širina	23 m	Širina 1	16 m	Širina 2	20 m
Povp. Globina	0,35 m	Povp. Globina 1	0,18 m	Povp. Globina 2	0,45 m
Ploščina preseka	8,05 m²	Ploščina preseka 1	2,83 m²	Ploščina preseka 2	8,97 m²

PRETOK

Nato smo izračunali še masni in volumski pretok. Najprej smo s pomočjo ploščine preseka in povprečne hitrosti vode določili volumski pretok, pomnožili smo ga z gostoto vode in tako dobili še masni pretok (gostota vode je 1000 kg/m³):

	volumski pretok [m3/s]	masni pretok [kg/s]
Savica	3,027	3027
Bohinjka (1. del)	0,589	589
Bohinjka (2. del)	3,157	3157

Ugotovitve: Iz dobljenih rezultatov lahko marsikaj odčitamo. Opazimo lahko, da je pretok reke Savice, ki je največji pritok Bohinjskega jezera, bistveno manjši kot pa pretok največjega odtoka jezera, Save Bohinjke. A hkrati vemo, da Bohinjsko jezero ne beleži velikih nihanj, kar se tiče globine. S tega lahko sklepamo, da ima Bohinjsko jezero veliko drugih, najverjetneje podtalnih pritokov, ki uravnovešajo količino vode v jezero. Temu smo bili priča tudi prvi dan, ko smo se sprehajali po gozdu v okolici jezera, in našli potok, ki ponikne v tla, in se verjetno izlije v jezero.

TEMPERATURA REKE

Pri fizika nas je med drugim zanimalo tudi kako temperatura reke, vpliva na temperaturo ozračja v bližini reke. Zato smo postavili več termometrov na različne višina nad reko, in enega pa smo pustili v vodi. Meritve so zapisane v spodnji tabeli:

Temperature nad gladino reke	Višina [m]	Temperatura [°C]
	1,5	19
	1	18,5
	0,5	18
	0,2	16,5
	0,1	16
	0,01	9
Temperatura izmerjena v vodi	Višina [m]	Temperatura [°C]
	-0,2	6

Ugotovitve: iz teh meritev, lahko vodimo, da temperatura vode vpliva na temperaturo okolice, a le do višine približno pol metra. te meritve so bile opravljene konec poletja, za zimo, pa lahko vpliv le določimo z sklepanjem, ker zimskih meritev nismo izvedli. Sklepamo lahko da, je vpliv ravno nasproten poletnemu. Pozimi, temperatura vode (ki ne zamrzne) segreva okoliški zrak če je ta pod lediščem. Seveda so to samo sklepanja, in bi morali opraviti meritve.

JEZERO

-Profil jezera
-Temperaturni profil
-Prosojnost jezera

V Bohinju smo pri fizikalnem delu merili prosojnost jezera, profil jezera in temperaturni profil.

PROFIL JEZERA

Profil jezera smo merili na podoben način kot profil rečnega dna, le da smo si pri tem pomagali s čolnom.

Pripomočki:

Daljša vrv, katera je označena na vsak meter dolžine,
Krajša vrv, katera je prav tako označena na vsak meter dolžine,
Utež
Čoln

Daljšo vrv smo privezali na čoln. Eden izmed nas je ostal na bregu in spuščal čoln po določenih dolžinah. Z začetka smo merili na vsakega pol metra, ko smo bili pa od obale bolj oddaljeni, smo merili na vsak meter. Globino smo merili z krajšo vrvjo, na katero smo privezale utež, tako da je bila vrv v vodi napeta, in čim bolj pravokotna na gladino. Meritve smo odčitavali enako kot pri rečnemu profilu. S pomočjo večih meritev, smo lahko »narisali« del profila bohinjskega jezera. Dno smo merili od brega pa do 20 metrov proti drugemu bregu.

TEMPERATURNI PROFIL JEZERA

S kanujem smo se zapeljali do sredine jezera in v vodo spuščali senzor za temperaturo ki je bil priključen na lab quest. Termometer smo z začetka spuščali po 50cm pri višjih globinah pa za 1m. Temperature so se nam zapisovale na lab questu, kjer smo jih shranili. Use skupaj se je povezalo v temperaturni profil jezera.

Temperaturni profil jezera povežemo tudi z dihanjem jezera.

Jezera delimo tudi glede na količino hranilnih snovi.

OLIGOTROFNA JEZERA

Malo hranilnih snovi, te se sproti porabljajo. Mednje spada tudi Bohinjsko jezero.

EVTROFNA JEZERA
bogato s hranilnimi snovmi. Te se ne utegnejo sproti porabiti, zato tonejo na dno. Voda ne dnu je težka in gosta, zato je niti spomladansko in jesensko kroženje ne premešata. Takšna jezera začnejo počasi umirati.

Temperaturni profil jezera povežemo tudi z dihanjem jezera.

DIHANJE JEZERA je pojav, ko se hranilne snovi in plini v vodi obnavljajo. Spreminja se glede na prezračenost jezera, ta pa glede na letni čas in temperaturo vode.
Dihanje po letnih časih:

POLETJE – poletna plastovitost

EPILIMNIJ – zgornji sloj, plast tople vode, zato se ne meša s spodnjimi plastmi(hladnejše)
TERMOKLINA – srednji sloj, hiter padec temperature
HOPLIMNIJ – spodnji sloj, nizka temperatura, malo O2, veliko CO2, ter velko odpadnih in umrlih delov organizmov, ki tonejo na dno.

JESEN – jesensko kroženje vode

Veter
Dež
Izenačena temperatura

Usedline s tal se dvignejo in razgradijo, če jih ni preveč.

ZIMA – zimsko mirovanje

Na površini led, spodaj izenačena temperatura, kroženja ni,snovi tonejo na dno.

POMLAD – spomladansko kroženje vode

Veter
Dež
Izenačena temperatura

Snovi se dvignejo s tal in razgradijo.

Komentar k grafu temperature vode v odvisnosti od globine: Začetek krivulje bi moral biti njen najbolj strm del, sej se voda tik pod površjem najbolj greje (absorbiranje svetlobe ni linearno z globino). Ker se topla voda ne giblje navzdol, se voda tudi ne meša. To nepričakovano obliko krivulje po našem sklepanju morda lahko pojasnimo z izhlapevanjem vode na površju. Da voda izhlapi potrebuje energijo iz okolice in jo odvede okoliški vodi, in tej se zmanjša temperatura.

Po naših meritvah in primerno letnemu času v katerem so bile opravljene je jasno da gre za poletno plastovitost. Saj iz grafa lepo ločimo vse tri plasti poletne plastovitosti.

PROSOJNOST JEZERA

Prosojnost vode merimo s secchijevo (sekijevo) ploščo.

Postopek:

Sekijevo ploščo smo spuščali na sredini jezera v vodo in pozorno gledali na kakšni globini jo še vidimo. Največjo globino, na kateri smo še videli ploščo, smo pomnožili z 2 in dobili prosojnost jezera. Merjenja so zapisana v spodnji tabeli:

Čas	Meritev	Prosojnost
10:00	6 m	12 m
15:00	11 m	22 m
17:00	10 m	20 m

Ugotovitve: iz meritev se lahko določi glavni “faktor”, ki vpliva na prosojnost jezera. Kot vidimo, je bila največja prosojnost jezera v naši drugi meritve, in sicer ob 15 uri popoldne. Tako zjutraj, kot pozno popoldne, je bila prosojnost bistveno manjša. Za ta pojav, so odgovorni sončni žarki, ki glede na poločaj sonca na nebu, padaja na Zemljo pod različnimi koti. Ko je Sonce najvišje na nebu, so žarki pravokotni, in s tem je tudi prosojnost jezera največja.