Vedenvirtauksissa

Vedenvirtauksissa tarkoitetaan veden liikettä tilassa ja ajassa. Se kattaa sekä luonnolliset vesistöt kuten joet ja meret että keinotekoiset kanavat ja putkistot. Virtauksien suunta ja nopeus vaihtelevat paikan ja ajan mukaan; niihin vaikuttavat tuulen aiheuttama pintapaine, veden tiheyden ero (lämpötila ja suolaisuus), vuorovesi sekä pohjan topografia ja kaltevuus.

Tyypillisiä vedenvirtauksia ovat pintavirrat, vuorovesivirrat sekä tiheysperusteiset virrat, jotka syntyvät lämpötilan ja suolaisuuden eroista. Pintavirta syntyy pääosin tuulen vaikutuksesta ja voi peittää suuria alueita, kun taas syvemmillä kerroksilla virtaus voi johtua veden tiheyseroista ja kiertoliikkeistä. Vuorovesivirrat seuraavat vuoroveden liikettä ja voivat olla voimakkaimpia lähellä rannikkoa ja suunniltaan muuttuvia. Tiheysperusteiset virrat voivat esiintyä vesistöjen sisällä, esimerkiksi kerrostuneissa vesissä, joissa eri tiheydet saavat aikaan virtauksia.

Voimakkuuden ja suunnan kuvaamiseen käytetään usein virtaamaa sekä virtausnopeutta. Virtaama (Q) on tilavuus, joka virtaa kohti tai poispäin tietystä poikkileikkauspinnasta aikayksikköä kohti ja mitataan yleensä kuutiometreinä sekunnissa (m^3/s). Se voidaan laskea Q = v × A, missä v on keskimääräinen nopeus ja A poikkileikkausala. Avoimen kanavan hydraulisessa laskennassa käytetään usein Manningin yhtälöä, jossa virtausnopeus riippuu kaltevuudesta, karheudesta ja hydraulisesta säteestä.

Mittaaminen ja seuraaminen perustuvat erilaisiin keinoihin, kuten akustisiin Doppler-virtausprofiileihin (ADCP), kelluvien kappaleiden mittauksiin sekä kiinnitettyihin virtausmittareihin. Havaitut virtaukset ovat keskeisiä tulvasuojelussa, navigaatiossa, sedimentin kulkeutumisessa ja ekosysteemien toiminnassa sekä ilmastonmuutoksen tutkimuksessa. Turvallisuudesta on syytä muistaa, että voimakkaat virtaukset voivat olla vaarallisia uimareille ja lautailijoille.