Watersnelheid

Watersnelheid is de snelheid waarmee water zich verplaatst ten opzichte van een referentiekader, meestal uitgedrukt in meters per seconde (m/s). De snelheid varieert in tijd en ruimte en wordt beïnvloed door factoren zoals locatie, diepte en stromingspatronen. In rivieren en andere ondiepe waterlopen kan de snelheid aanzienlijk verschillen over de dwarsdoorsnede en met de diepte; doorgaans is het water sneller aan het oppervlak dan bij de bodem door wrijvingsverliezen. In open water hangen snelheid en richting af van wind, drukgradiënt en het Coriolis-effect; verticale verdelingen kunnen ontstaan door stratificatie.

De belangrijkste factoren die watersnelheid bepalen zijn stromingskrachten (drukgradiënt, zwaartekracht, wind en getijden) en weerstand door de omgeving (bodemruwheid, kanaalstructuur). Het snelheidsprofiel in een open kanaal is meestal hoger aan het oppervlak en neemt af naar de bodem; in bochten en bij obstakels ontstaan vaak complexere stromingspatronen, zoals secundaire stromingen.

Meetmethoden omvatten directe metingen met current meters of Acoustic Doppler current profilers (ADCP), drijvers en tracers, en beeldvormingstechnieken zoals PIV. De volumestroom Q over een dwarsdoorsnede is Q = ∫A u dA; de gemiddelde dwarsdoorsneden snelheid is Q/A. In praktijk wordt vaak een representatieve gemiddelde snelheid over de dwarsdoorsnede gebruikt voor hydrologische berekeningen.

Toepassingen omvatten navigatie, rivier- en kustbeheer, sedimenttransport en ecologie. Veranderingen in watersnelheid beïnvloeden erosiepatronen, sedimentafzetting en migratie van vis en plankton. Typische snelheden variëren sterk: rivieren 0,3–2 m/s; kust- en estuariene stromingen 0,1–2 m/s; oceaanstromen vertonen grote variatie met diepte en breedte.

Ondergrondse stroming wordt soms beschreven met de Darcy-snelheid, die de flux door een poreus medium aangeeft. De werkelijke verplaatsingssnelheid van water langs poriën kan hiervan afwijken.