Журнал измерения скорости при помощи гидрометрической вертушки
№ скоростной вертикали | Рабочая глубина h, м | Глубина опускания вертушки, м | Отсчёт по штанге, м | Местная скорость u, м/с | Средняя скорость ![]() |
0,80 | 0,6 h | 0,32 | 0,046 | 0,046 | |
1,10 | на поверхности | 1,00 | 0,053 | 0,130 | |
0,6 h | 0,44 | 0,184 | |||
у дна | 0,10 | 0,097 | |||
1,30 | на поверхности | 1,20 | 0,254 | 0,208 | |
0,6 h | 0,52 | 0,197 | |||
у дна | 0,10 | 0,184 | |||
1,70 | на поверхности | 1,60 | 0,194 | 0,261 | |
0,2 h | 1,36 | 0,296 | |||
0,6 h | 0,68 | 0,354 | |||
0,8 h | 0,34 | 0,185 | |||
у дна | 0,10 | 0,091 | |||
2,60 | на поверхности | 2,50 | 0,194 | 0,261 | |
0,2 h | 2,08 | 0,296 | |||
0,6 h | 1,04 | 0,354 | |||
0,8 h | 0,52 | 0,185 | |||
у дна | 0,10 | 0,091 |
Для определения средних скоростей на вертикали графическим методом по данным табл. 5 строятся эпюры местных скоростей. Вертикальный масштаб для построения принимают, как правило, 1:20 или 1:40. Горизонтальный масштаб в данном случае должен показывать какое числовое значение скорости вложено в 1 см чертежа. Масштаб скоростей всегда записывается словами (рис. 20).
Рис. 20. Эпюры местных скоростей на скоростных вертикалях
Средняя скорость графически определяется по формуле
, (11)
где – площадь эпюры скоростей, вычисляется как сумма площадей геометрических фигур, в частности, треугольника, трапеции, или с помощью стандартных компьютерных программ Excel, ACAD; h – рабочая глубина.
Определение расхода воды с использованием скоростей,
Измеренных поплавками
Расход воды с использованием скоростей, измеренных поплавками, определяют аналитическим методом. Так как на поверхности водотока скорость всегда больше средней скорости по глубине, то и расход воды будет завышенным, т.е. фиктивным Qф. Согласно уравнению неразрывности потока расход воды равен произведению площади живого сечения ω на среднюю скорость V:
. (12)
Для вычисления составляющих расхода необходимо построить поперечный профиль среднего створа (гидроствора № 2) с эпюрой скоростей, измеренных поплавками (рис. 21). По данным журнала промеров глубин в гидростворах строят поперечный профиль створа № 2. Из журнала измерений скорости поверхностными поплавками выбирают значения скоростей и откладывают их вверх от свободной поверхности на соответствующих расстояниях в створе № 2 в порядке удаления поплавков от базиса. Если самый дальний поплавок находился в створе на расстоянии большем, чем расстояние от базиса до последней промерной вертикали, то поперечник увеличиваем до охвата всех поплавков, если меньшем, то поперечник обрезаем. Эпюра скоростей и поперечный профиль створа должны ограничиваться одним и тем же расстоянием от базиса.
Рис. 21. Поперечный профиль створа № 2 с эпюрой скоростей,
измеренных поплавками
Масштабы для построения поперечного профиля и эпюры принимают в соответствии с предыдущими рекомендациями.
, (13)
где – площадь эпюры скоростей, измеренных поверхностными поплавками; B – расстояние от уреза воды до самого дальнего поплавка в гидростворе № 2.
Площадь живого сечения ω вычисляют как сумму площадей геометрических фигур, составляющих поперечный профиль гидроствора № 2, соответствующего эпюре скоростей.
Для определения действительного расхода требуется ввести поправочный коэффициент K:
, (14)
где C – коэффициент Шези для среднего створа.
По формуле Шези средняя скорость определяется как
(15)
Отсюда
, (16)
где R – гидравлический радиус, принимаемый для незамкнутого русла равным средней глубине по живому сечению в створе ; i – средний уклон дна русла.
. (17)
На участке проведения гидрологической практики средний уклон дна русла р. Иртыш составляет 0,00009.
, (18)
где Q – действительный расход воды в реке.