haku: @keyword flokki / yhteensä: 5
viite: 1 / 5
« edellinen | seuraava »
| Tekijä: | Siitonen, Niina |
| Työn nimi: | Cohesive sediment properties in an agricultural two-stage channel |
| Koheesiosedimenttien ominaisuudet kaksitasoisessa maatalousuomassa | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2013 |
| Sivut: | 70 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos |
| Oppiaine: | Vesitalous ja vesirakennus (Yhd-12) |
| Valvoja: | Järvelä, Juha |
| Ohjaaja: | Västilä, Kaisa |
| Digitoitu julkaisu: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/100889 |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale on julkaistu Aaltodocissa
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | cohesive sediment aggregation suspended solids concentration two-stage channel floc koheesiosedimentti aggregaatio kiintoainekonsentraatio kaksitasouoma flokki |
| Tiivistelmä (fin): | Sedimenttiprosessit liittyvät oleellisesti maatalousuomiin, koska ne vaikuttavat vesiuomien hydraulisiin ominaisuuksiin. Sedimenttien kulkeutumis- ja kasautumisprosessit liittyvät myös moniin ympäristöongelmiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää partikkelikokojakauma koheesiosedimenttinäytteistä, jotka edustivat suspendoitunutta, tulvauomalle kasautunutta ja pohjasedimenttiä sekä selvittää kuinka paljon aggregaatio vaikutti sedimenttien kulkeutumiseen ja kasautumiseen. Lisäksi tutkittiin oliko maastotutkimuskohteena käytetyssä uomassa määrittelevänä prosessina nettoeroosio vai nettokasautuminen. Työn aikana tehtiin sekä maasto- että laboratoriotutkimuksia. Maastotutkimukset toteutettiin Ritobäckenin uomassa, Sipoossa Etelä-Suomessa. Valittujen sedimenttinäytteiden partikkelikokojakaumaa tutkittiin laserdiffraktiotekniikalla toimivalla partikkelikokoanalysaattorilla. Aggregaation vaikutusta tutkittiin käyttämällä sonikaatiota, menetelmää, jossa aggregoituneita flokkeja rikottiin ultraäänellä pienemmiksi primaaripartikkeleiksi. Tulvatasanteelle laskeutunutta sedimenttiä tutkittiin myös areometrimittauksin. Jotta saatiin selvitettyä tapahtuuko tutkimusuomassa nettoeroosiota vai sedimentin nettokasautumista, tehtiin sameusmittauksia liikuteltavalla sameusanturilla. Tutkimus tuotti uutta tietoa, partikkelikokojakauman, aggregaation ja pystysuuntaisen sedimenttikonsentraation vaikutuksista maatalousuomaan, kun kaikkia prosesseja tutkittiin saman ajanjakson aikana. Aggregaatiota oli tapahtunut kaikkien mittatulosten mukaan, joten aggregaatiolla oli vaikutusta Ritobackenin uomassa tapahtuviin kulkeutumis- ja kasautumisprosesseihin. Sonikoimattomista suspensiosedimenttinäytteistä saadut tulokset olivat 2 - 5 kertaa suurempia kuin sonikoiduista näytteistä saadut tulokset, pohjasedimenttinäytteistä saadut 1,1 - 1,5 kertaa suurempia ja tulvatasannesedimenttinäytteistä saadut 17 % suurempia. Määritettiin, että nettoeroosio oli mittauomassa määrittävä prosessi. Eri mittatekniikoilla, areometrilla ja partikkelikokoanalysaattorilla, saatiin erilaisia tuloksia. Areometrimittauksilla saatujen tulosten perusteella 30 - 34 % partikkeleista oli halkaisijaltaan alle 2 µm (savea), 40 - 42 % 2 - 60 µm (silttiä) ja 24 - 30 % suurempia kuin 45 tai 47µm näytteestä riippuen. Partikkelikokoanalysaattorilla saatujen tulosten mukaan 7 % partikkeleista oli alle 2 µm, 72 % 2 - 60 µm ja 22 % yli 60 µm. Tulokset viittaavat siihen, että näytteiden flokit saatiin rikottua pienemmiksi yksiköiksi areometrimittauksissa käytetyllä kemiallisella dispersiotekniikalla kuin partikkelikokoanalyyseissä käytetyllä ultraäänellä. Lisätutkimuksia tarvitaan, jotta voidaan selvittää kuinka paljon näytteiden käsittely ja kuljettaminen vaikuttavat aggrekoituneiden partikkeleiden luonnolliseen koostumukseen. lisäksi turbulenssin ja muiden tämän työn puitteissa tutkimatta jääneiden tekijöiden vaikutusta suspendoituneen sedimentin pystysuoraan jakautumiseen tulisi vielä tutkia, jotta eri sedimenttiprosesseista saataisiin kattava kuva. |
| Tiivistelmä (eng): | Sediments are of importance in the context of agricultural channels because they alter the hydraulic properties of waterways. The transport and deposition of sediments is associated with many environmental problems. The purpose of this study was to determine the particle size distribution of cohesive suspended sediment, bottom sediment and deposited floodplain sediment and how aggregation affected them. It was also examined whether net erosion or net deposition was the dominant process in the channel used as the study site. Both field and laboratory measurements were conducted. The field examinations took place at Ritobäcken brook in Sipoo, southern Finland. The particle size distributions of selected sediment samples were analysed with a particle size analyser that uses a laser diffraction technique. The impact of aggregation was studied with sonication, a technique in which the aggregated flocks were broken down to primary particles using ultrasound. The deposited floodplain sediment samples were also measured with a hydrometer. To determine if net erosion or net deposition occurred, vertical suspended sediment profiles were generated based on turbidity measurements conducted with a portable turbidity probe. This research was novel in that the particle size distribution, aggregation and the vertical suspended sediment concentration were investigated under the same time period in an agricultural channel. Aggregation occurred according to all of the measurement results and thus aggregation affected the transport and deposition of sediment in the Ritobacken brook. The particle sizes of the non-sonicated samples of suspended sediment were on average 2 to 5 times higher than the results obtained from the sonicated samples, 1.1 - 1.5 times higher for the bottom sediment samples and 17 % higher for the floodplain sediment samples. It was determined that net deposition was the dominant process at the study site. The two measurement techniques, the hydrometer and the laser-based particle size analyser, gave out different results on the particle size distribution of the deposited floodplain sediment. The results obtained with the hydrometer suggested that 30 to 34 % of the particles were less than 2 µm (clay), 40 to 42 % were from 2 to 60 µm (clay) and 24 to 30 % were larger than 45 to 47 µm, depending on the sample. According to the results obtained with the particle size analyser, 7 % of the particles were less than 2µm, 72 % were from 2 to 60 µm and 22 % were larger than 60 µm. This suggests that the flocks present in the samples could be broken into smaller primary units with the chemical dispersion technique used in the hydrometer measurements than with the ultrasound used in the particle size analyses. Further studies are still needed to determine if the transport and handling of the sediment samples affect the composition of the aggregated particles. Also studies on how much turbulence and other factors that could not be taken into account in the context of this thesis affect the formation of the vertical suspended sediment profile should be conducted to get an overall view on the different sediment processes. |
| ED: | 2013-09-30 |
INSSI tietueen numero: 47282
+ lisää koriin
« edellinen | seuraava »
INSSI