Материал: 1976
Продолжительность стояния горизонтов воды (обеспеченность)
последовательным суммированием числа дней для различных интервалов графика частоты (от верхнего интервала).
Пример.
Построить графики частоты и обеспеченности горизонтов воды в реке за май – сентябрь по данным таблице 2. На водотоке выбирают прямолинейный незаросший участок без подпора воды. На выбранном участке разбивают три створа. Расстояние между крайними створами должно равняться приблизительно трех = четырех кратной ширине реки.
Поплавки в количестве от 10 и более бросают в реку на 1 – 2 метра выше верхнего створа и секундомером засекают время прохождения поплавков через намеченные створы. После этого проводят детальные промеры живых сечений на каждом створе.
Пример.
Определить расход воды в реке по следующим данным: расстояние между крайними створами l = 16 м, время прохождения брошенных в воду
10 поплавков – 37, 32, 24, 36, 31, 27, 26, 34, 33, 27 с. Среднее время tcр равно среднему из двух наименьших значений:
tcр = (26 + 27) / 2 = 26,5 с
Максимальная поверхностная скорость:
V = l / tcр = 16 /26,5 = 0,6 м/с
Промеры живых сечений по створам следующие:
Верхнего створа
1. Расстояние от уреза воды, м
0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 3,6
2. Глубина воды, м
0,0, 0,24, 0,31, 0,49, 0,47, 0 42, 0,34, 0,28, 0,0
Среднего створа
1. Расстояние от уреза воды, м
0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 3,6
2. Глубина воды, м
0,0, 0,22, 0,34, 0,41, 0,52, 0,48, 0,33, 0,27, 0,0
Нижнего створа
1. Расстояние от уреза воды, м
0, 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,2
2. Глубина воды, м
0,0, 0.28, 0,39, 0,42, 0,50, 0,47, 0,34, 0,29, 0,21, 0,0
|
|
Площадь живого сечения ω определяем как сумму элементарных |
|||||
фигур (трапеций, |
квадратов, треугольников и т.д.), а смоченный периметр - |
||||||
как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников. В нашем примере: |
|||||||
ω в = 1,28 м2 |
|
|
в = 3,38 м |
||||
ωс |
= 1,29 м2 |
|
|
с = 4,03 м |
|||
ωн = 1,45 м2 |
|
|
н = 4,31 м |
||||
ω |
ср |
= (ω |
в |
+ 2 ω |
с |
+ ω ) / 4 = (1,28 + 2 * 1,29 + 1,45) / 4 = 1,33 м2 |
|
|
|
|
|
н |
|||
ср =( в + 2 |
с + |
|
н) / 4 = (3,38 + 2 * 4,03 +4,31) / 4 = 3,94 м |
||||
|
|
Для вычисления расхода воды необходимо перейти от поверхностной |
|||||
Скорости к средней скорости течения реки, через переходный коэффициент
К1. V = К1 Vпов; К1 = С / (С + 14)
где: С – скоростной коэффициент Шези по формуле Базина:
С = 87 / (1 + / R)
где: 
- коэффициент шероховатости, для чистых земляных русел = 1,3
R – гидравлический радиус
R = ωср / ср = 1,33 / 3,94 = 0,34 м;
R = 0,34 = 0,58
С = 87 / (1 + 1,3 / 0,34) = 26,8;
К1 = 26,8 / (26,8 +14) = 0,66 V = 0,66 * 0,60 = 0,396 м/с;
Q = Vω = 0,396 * 1,33 = 0,53 м3/с
2.4. Определение скоростей и расходов воды гидрометрической
вертушкой Жестковского
Гидрометрическая вертушка позволяет определять скорость течения
более точно, чем поплавками. Наиболее распространена вертушка
Жестковского. Скорость движения воды определяется по специальным графикам в зависимости от числа оборотов лопастного винта. Скорость вращения винта фиксируется звонком через 20 оборотов.
Для того, чтобы определить скорость движения воды по всей ширине реки и ее профиля выбирается гидрометрический створ, где назначается несколько промерных вертикалей. На каждой промерной вертикали, в зависимости от ее глубины, выбирается несколько точек для определения скорости. Скорость может быть определена в одной, двух,
трех, пяти |
точках. Средняя скорость на вертикали вычисляется по |
формулам: |
V = V0,6 h – одноточечное измерение |
|
V = 0,5 (V0,2 h + V0,8 h ) – двухточечное измерение |
|
V = 0,25 (V0,2 h + 2V0,6 h + V0,8 h) – трехточечное измерение |
|
V = 0,1(Vв + 3V0,2 h + 3V0,6 h + 2V0,8 h + Vд) – пятиточечное |
Промеряются глубины гидрометрического створа. Для вычисления расходов воды результаты заносятся в таблицу 3.
Таблица 3.
Вычисление расходов воды по скоростям измеренных вертушкой
Точки |
l между |
h проме |
ω, м |
2 |
Vср на вер |
Vср между |
Расход, |
|
|
|
|
|
|
м3 / с |
|
замеров |
точками, м |
ров, м |
|
|
тикали, м/с |
точками, м/с |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
урез |
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
9 |
|
5,8 |
|
|
|
|
1 |
1,3 |
|
1,02 |
0,51 |
2,95 |
||
|
10 |
|
14,5 |
1,14 |
1,08 |
15,66 |
|
2 |
1,6 |
||||||
|
10 |
|
14,0 |
0,94 |
1,04 |
14,56 |
|
3 |
1,2 |
||||||
|
10 |
|
6,0 |
|
|
0,47 |
2,82 |
урез |
0,0 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход составляет 35,99 м3 / с.
Контрольные вопросы для самопроверки
1.В чем заключается сущность основных гидрометрических работ на водотоках?
2.Каким образом можно выбрать участок реки для производства гидрометрических работ?
3.Способы измерения расхода водотока?
4.По каким данным строится кривая расходов?
5.Зачем строится кривая обеспеченности?
6.Какие факторы влияют на сток?
7.Устройство и назначение водомерных постов.
8.Основные показатели, характеризующие сток.
Библиографический список
Основная литература
1.Бабиков, Б.В. Гидротехнические мелиорации [Текст] / Б.В.Баби
-ков – СПБ: ЛТА, 2009. – 293с.
2.Сабо, Е.Д. Справочник гидролесомелиоратора [Текст] /
Е.Д.Сабо, Ю.Н.Иванов, Д.А.Шатилов. – М., Лесная промышленность, 1981.
– 200 с.
Дополнительная литература
3. Андрющенко П.Ф. Гидротехнические мелиорации: методические указания к курсовой работе и контрольные задания для студентов заочного обучения 250201 – Лесное хозяйство, 250203 – Садово-парковое и ландшафтное строительство [Текст] / П.Ф.Андрющенко, А.Н.Дюков; Фед.
Агенство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2009. – 80 с.
4. Дюков А.Н. Гидротехнические мелиорации. Проектирование плотинного пруда на местном стоке: Учебное пособие [Текст] / А.Н.Дюков,
П.Ф. Андрющенко. – Воронеж: ВГЛТА, 2002. – 52 с.