Ширина реки (В) позволяет определить расход воды. Для измерения ширины необходимо выбрать отрезок реки и в наиболее характерных местах измерить ее ширину. Сложить все полученные цифры и разделить на число измерений. Ширина реки измеряется в течение года и по поверхности воды между урезами берегов.
Определение глубины реки
На закруглениях река обычно больше размывает грунт, чем на прямых участках. Для определения средней глубины (Нср) необходимо в разных местах русла измерить глубину и вычислить среднюю арифметическую. Целесообразнее среднюю глубину находить путем деления живого сечения (Wср) на среднюю ширину русла реки (В).
Вычисление средней скорости течения реки
Движение воды в реке происходит неравномерно, поэтому необходимо уметь измерять и вычислять различными способами среднюю скорость потока по живому сечению.
Измерение скорости поверхностными поплавками является простым и более доступным способом. Поплавки применяют на небольших водотоках при малых скоростях течения и ограниченности времени. Поплавки представляют собой деревянные окрашенные кружки, диаметром 10-25 см и толщиной 3-6 см.
Для измерения скорости выбирают прямолинейный не заросший участок реки. Перпендикулярно стрежню реки, от одного берега реки к другому, разбивают 4 створа: пусковой, верхний, средний (главный) и нижний (рис.2). Пусковой створ находится на расстоянии 2-5м от верхнего. Между нижним и верхним створами расстояние равно 3-5-кратной ширины реки и обычно не менее 18-25м, а время прохождения поплавков через эти створы – не менее 25 сек. Расстояние между створами одинаково. Прежде чем забрасывать поплавки, необходимо на гидрологическом створе зафиксировать обстановку: а) состояние реки (чистая, местами покрытая растительностью и т.д.); б) погоду (ясно, пасмурно, туман, дождь); в) характеристику ветра (штиль, слабый, средний, сильный, по течению, против течения, от левого берега или правого берега); г) характеристику поверхности потока (спокойная, покрытая рябью, волнение и т.д.).
Расставив наблюдателей по створам, начинают забрасывать поплавки от пускового створа посередине потока, где наибольшая скорость. Моменты прохождения поплавков через верхний и нижний створы фиксируются по секундомеру. Число поплавков, проследовавших через верхний и нижний створы, не считая поплавков, задержавшихся в пути, должно быть не менее 10.
Все вычисления скорости поплавков приведены в таблице 3.
Таблица 3 Вычисление скорости движения поплавков
| Номер поплавка | Путь поплавка | Продолжительность хода | Скорость течения, м/сек | Поверхностная скорость течения, м/сек | |
| Средняя | Наибольшая | ||||
| 28,8 | 0,42 | 0,37 | 0,42 | ||
| 0,36 | |||||
| 0,35 | |||||
| 0,40 | |||||
| 0,39 | |||||
| 0,37 | |||||
| 0,38 | |||||
| 0,36 | |||||
| 0,35 | |||||
| 0,36 |
Вычисление площади живого сечения, смоченного периметра и расход воды.
Живым сечением называется поперечное сечение потока, расположенное нормально к направлению средней скорости течения и ограниченное снизу руслом, а сверху поверхностью воды.
Для чего измеряют ширину МК и определяют расстояние между створами. Расстояние должно быть в 3-5 раз больше ширины МК. На выбранном участке МК были заложены 3 створа (верхний, средний и нижний). Натягивая шнур по очереди на каждом створе МК, произвели замеры глубины в местах, сделанных на нем засечек.
Верхний створ
Площадь живого сечения на верхнем створе рассчитывается по формуле:
ώ1 = (H1 ∙ В1) /2 (1.1)
ώ 2 = (H1 + H2) /2 ∙ B2, (1.2)
где Н - глубина МК в местах измерения, м;
В – расстояние между промерными точками, м;
Отсюда, согласно формуле 1.1, определяем площадь живого сечения на первом замере:
ώ 1 = (0,10∙0,4) /2 = 0,02 м2
Определяем площади сечений для остальных замеров по формуле 1.2 и площадь живого сечения для канала:
ώ 2 = (0,10 + 0,22) /2∙0,4 = 0,064 м2
ώ 3 = (0,22 + 0,39) /2∙0,4 = 0,122 м2
ώ 4 = (0,39 + 0,45) /2∙0,4 = 0,168 м2
ώ 5 = (0,45 + 0,57) /2∙0,4 = 0,204 м2
ώ 6 = (0,57 + 0,35) /2 ∙0,4 = 0,184 м2
ώ 7 = (0,35 + 0,22) /2∙0,4 = 0,114 м2
ώ 8 = 0,22∙ 0,4 /2 = 0,044 м2
∑ ώ = 0,92 м2∙2=1,84
Смоченный периметр – длина линии дна реки между урезами воды. Его вычисляют как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников по формуле
+ 
2 + ……… 
(1.3)
где b2 постоянное расстояние между промерными точками, м;
bn - расстояние между крайними точками;
Н1, Н2, Нn – глубина промерных вертикалей, м.
+ 
2+ 
2+
2+ 
2+ 
2=3,42
Средний створ
Определяем площадь живого сечения на первом замере:
ώ 1 = (0,14∙0,4) /2 = 0,028 м2
Определяем площади сечений для остальных замеров по формуле 1.2 и площадь живого сечения для канала:
ώ 2 = (0,14 + 0,26) /2∙0,4 = 0,08м2
ώ 3 = (0,26 + 0,40) /2∙0,4 = 0,132 м2
ώ 4 = (0,40 + 0,40) /2∙0,4 = 0,16м2
ώ 5 = (0,40 + 0,70) /2∙0,4 = 0,22 м2
ώ 6 = (0,70 + 0,51) /2 ∙0,4 = 0,262 м2
ώ 7 = (0,51 + 0,15) /2∙0,4 = 0,152 м2
ώ 8 = (0,15 + 0,06) /2∙0,4 = 0,042 м2
ώ 9 = 0,06∙ 0,4 /2 = 0,012 м2
∑ ώ = 1,088м2 ∙2= 2,176
Смоченный периметр – длина линии дна реки между урезами воды. Его вычисляют как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников по формуле
+ 2 + ……… (1.3)
где b2 постоянное расстояние между промерными точками, м;
bn - расстояние между крайними точками;
Н1, Н2, Нn – глубина промерных вертикалей, м.
+ 
2+ 
2+
2+ 
2+ 
2=3,99
Нижний створ
Определяем площадь живого сечения на первом замере:
ώ 1 = (0,19∙0,4) /2 = 0,038 м2
Определяем площади сечений для остальных замеров по формуле 1.2 и площадь живого сечения для канала:
ώ 2 = (0,19 + 0,30) /2∙0,4 = 0,098м2
ώ 3 = (0,30 + 0,43) /2∙0,4 = 0,145 м2
ώ 4 = (0,43 + 0,53) /2∙0,4 = 0,191м2
ώ 5 = (0,53 + 0,67) /2∙0,4 = 0,24 м2
ώ 6 = (0,67 + 0,65) /2 ∙0,4 = 0,264 м2
ώ 7 = (0,65 + 0,24) /2∙0,4 = 0,178 м2
ώ 8 = 0,24∙ 0,4 /2 = 0,048 м2
∑ ώ = 1,202м2∙2=2,404
Смоченный периметр – длина линии дна реки между урезами воды. Его вычисляют как сумму гипотенуз прямоугольных треугольников по формуле
+ 2 + ……… (1.3)
где b2 постоянное расстояние между промерными точками, м;
bn - расстояние между крайними точками;
Н1, Н2, Нn – глубина промерных вертикалей, м.
+ 
2+ 
2+
2+ 
2+ 
2=3,54
Гидравлический радиус – это отношение 
к 
ср.
R = 
ср (2.1)
=0,25(1,84+2,176+2,404)=1,605
ср = 0,25( в +2 
с + н)
ср=0,25(3,42+2∙3,99+3,54)=3,735
R = 1,605/3,735 = 0,43
Расходом Q (м3/сек) воды в реке называют количество воды, протекающее через поперечное сечение в одну секунду
Q = 
(2.2)
Q = 1,605 ∙ 0,37 = 0,59 м3/с
День третий 20.10. 2018 г
Место проведения: лаборатория МЛХР кафедры лесохозяйственных дисциплин.
Проведение камеральных работ. Составление отчета по учебно-полевой практике. Отчет о проведенной работе, сдача отчета, зачет.