 |
Глубинные поплавки. Поверхностные поплавки.. Поплавки-интеграторы.
|
|
|
|
Глубинные поплавки.
Они применяются для измерения скорости и направления течения на некоторой глубине. Глубинный поплавок состоит из двух связанных нитью или тросом поплавков, из которых верхний находится на поверхности воды, а нижний - на заданной глубине. Верхний поплавок делает намного меньше нижнего (глубинного) и является только указателем, поэтому скорость движения всей системы приблизительно равна скорости течения на той глубине, на которую погружен нижний поплавок.
Нижний поплавок опускается на глубину, где требуется измерить скорость, а верхний оставляется на поверхности в качестве указателя. Такие поплавки употребляются при измерении расходов воды, а так же для определения границ мертвого пространства. Верхний поплавок делают из пробки или поролона, а нижний – из проваренного в олифе деревянного шарика диаметром 4-5 см, стеклянного пузырька, частично заполненного водой, или из двух пластмассовых пластинок, соединённых накрест.
Поверхностные поплавки.
Поверхностные поплавки применяются для измерения скоростей и направлений течений на поверхности водных объектов. Поверхностные поплавки изготавливают обычно из дерева. Для рек шириной до 100 м можно делать поплавки в виде кружков, отпиленных от сухого бревна; толщина их 3-5 см, диаметр 15-25 см. Для рек шириной 100-300 м поплавки изготовляют в виде крестовин из досок; для лучшей видимости их иногда снабжают флажком, а для устойчивости снизу подвешивают грузик.
К недостаткам поверхностных поплавков следует отнести ограниченность их применения в ветреную погоду, особенно при небольших скоростях течения, менее 0, 5 м/с. При ветре скоростью более 6 м/с применять поверхностные поплавки вообще не рекомендуется.
|
|
|
Следует учитывать следующие особенности работы с поплавками:
1. При подъеме уровня воды в реке наблюдается отклонение траекторий движения поплавков от середины потока к берегам (при спаде явление обратное); в этом случае возможна ошибка в определении длины пути поплавка, если она определена как расстояние между створами, тогда как она больше этого расстояния;
2. При изменении скоростей поплавками полученная в каждом случае величина скорости течения есть средняя скорость на траектории поплавка; эта скорость принимается за местную скорость в точке пересечения линии створа и траектории поплавка. Действительная местная скорость в этой точке будет отлична от измеренной поплавком.
Поплавки-интеграторы.
Поплавки-интеграторы применяются для определения средней скорости течения на вертикали. Поплавок погружают на дно, затем в определенный момент выпускают, и он начинает всплывать. Подъем поплавка-интегратора со дна на поверхность происходит под действием Архимедовой силы. Под действие скоростей течения поплавок сносится вниз по течению. Рассматривая перемещение поплавка при всплытии (рис. 2) за время dt .
dl = udt,
dh = 
dt
где l – расстояние от вертикали до точки всплытия поплавка; u – местная скорость течения (переменная по глубине); – скорость вертикального подъема поплавка, приближенно принимаем ее за постоянную; h – глубина вертикали.
Рис. 1
Из приведенных формул получаем:
Принимая во внимание, что 
, получим
Выражение 
определяет собой, как известно, величину площади эпюры скоростей течения на вертикали, поэтому можно написать
где 
- средняя скорость течения на вертикали; тогда получим
Из последней формулы видно, что для определения скорости на вертикали требуется измерить глубину вертикали h и расстояние 
от вертикали до точки всплытия поплавка.
|
|
|
Скорость вертикального подъема поплавка должна быть определена предварительно для каждого поплавка путем испытаний в стоячей воде. Следует иметь ввиду, что в турбулентных потоках из-за наличия восходящих и нисходящих токов величина не является строго постоянной, как это имеет место в неподвижной воде или ламинарном потоке. Поэтому последнюю зависимость надо рассматривать как приближенную.
В качестве поплавков-интеграторов применяют деревянные, пластмассовые или другие легкие шарики, а иногда масляные капли, например при измерении расхода воды с самолета без предварительного промера глубин по створу.
|
|
|
