5. Измерение расходов воды. 5.1 Измерение расхода воды с помощью гидрометрической вертушки. 5.1.1 Определение осредненных скоростей в характерных точках

5. Измерение расходов воды

5. 1 Измерение расхода воды с помощью гидрометрической вертушки

Многоточечный (детальный) способ предусматривает измерение расхода воды по увеличенному против обычного числу скоростных вертикалей 10-15 с измерением скорости в 5-10 точках (пов.; 0, 2; 0, 6; 0, 8; дно-при свободном русле; пов.; 0, 2; 0, 4; 0, 6; 0, 8; дно-при несвободном русле) на каждой вертикали. Многоточечный способ даёт наиболее точное значение расхода.

На вновь открытых гидростворах в первый год их действия расходы воды измеряют многоточечным способом (не менее 10 расходов воды при разных фазах режима).

Основной способ, когда число скоростных вертикалей уменьшается в 1. 5-2 раза по сравнению с детальным, а скорости течения измеряются в 2-3 точках на каждой вертикали.

Интеграционный способ по вертикалям применяется при глубинах более 1 м и скоростях течения более 0. 2 м/с. Измерение производится с помощью интегральной установки ГР-101.

Ускоренный способ применяется при быстрых изменениях уровня за время измерения расхода воды при интенсивной деформации русла, при наличии переменного подпора и в других неблагоприятных условиях.

Сокращенные способы предусматривают измерение расхода воды по средней скорости на 1-2 репрезентативных вертикалях или единичной скорости в точке 0. 2 её рабочей глубины.

 

5. 1. 1 Определение осредненных скоростей в характерных точках

В практической гидрометрии, как правило, приходится иметь дело со скоростями течения осредненными во времени. Скорость течения в точке потока, осредненная за достаточно продолжительный период времени, называется осредненной местной скоростью и определяется выражением:

Где, - площадь графика пульсации скорости в пределах периода времени T.

Как показали наблюдения, при установившемся движении воды всегда можно определить такое значение T, которое будет удовлетворять условию:

Период времени, соответствующий этому условию, называется периодом осреднения.

При измерении скоростей течения очень важно, чтобы продолжительность отдельного измерения была бы не менее периода осреднения. В противном случае местная скорость будет определена неверно.

Принято производить измерение скорости течения в точке в течение 100 секунд, что для большинства случаев оказывается достаточным, т. е. это время превышает период осреднения. При большой степени турбулентности этой продолжительности может все же оказаться недостаточно. Тогда она должна быть увеличена.

 

5. 1. 2 Определение средних на вертикали скоростей и расходов аналитическим способом

Расходы воды можно определить по измеренным скоростям аналитическим, графоаналитическим и графомеханическим способами. Рассмотрим аналитический способ как наиболее простой и распространенный.

При аналитическом способе общий расход воды в реке определяют путем суммирования частных расходов воды, протекающей через все части живого сечения, ограниченные смежными скоростными вертикалями.

Расчет начинают с вычисления средних скоростей течения на каждой вертикали, которые в зависимости от принятого способа измерения скоростей течения определяются по формулам:

при пятиточечном способе

 

v_i = 0, 1(u_пов + 3 u_{0, 2h} + 3 u_{0, 6h} + 2 u_{0, 8h} + u_дон );

 

при трехточечном способе

 

v_i = 0, 25(u_{0, 2h} + 2 u_{0, 6h} + u_{0, 8h} );

 

при двухточечном способе

 

v_i = 0, 5(u_{0, 2h} + u_{0, 8h} );

 

при одноточечном способе для открытого русла

 

v_i = u_{0, 6h}.

 

При наличии ледяного покрова

 

v_i = 0, 33(u_{0, 15h} + u_{0, 5h} + u_{0, 85h} ),

 

или приближенно v_i = u_{0, 4 h}.

Средние скорости для частей живого сечения, заключенных между двумя смежными скоростными вертикалями, принимаются равными полусумме средних скоростей на этих вертикалях. Например, средняя скорость для части живого сечения между второй и третьей вертикалями определится по выражению

 

Для крайних частей живого сечения, примыкающих к урезам воды, средние скорости устанавливают по соотношениям

 

;             ,

 

где v₁ и v_n–1 – средние скорости на крайних скоростных вертикалях.

Площади частей живого сечения между смежными скоростными вертикалями определяют геометрическим способом по поперечному профилю реки при расчетном уровне воды с учетом всех измеренных глубин на промерных и скоростных вертикалях.

Расход воды, протекающей через часть живого сечения между двумя смежными вертикалями, вычисляется по зависимости

 

Δ Q = Δ ω v.

 

Общий расход воды Q определяется по формуле

 

Q = Σ Δ Q.

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: