ЦЕЛЬ РАБОТЫ: требуется вычислить расход воды, измеренный детальным способом
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: а) промеры гидрометрического створа; б) уравнение градуировочной зависимости вертушки; в) данные измерения скоростей течения вертушкой ГР-21 на пяти скоростных вертикалях (время наблюдения и число сигналов)
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Строят градуировочную зависимость вертушки u=f(n) (рис. 25). Для этого задаются произвольно двумя значениями частоты вращения n лопастного винта и по уравнению u = а+bn (где a и b – коэффициенты градуировочной кривой) вычисляют значения ординат кривой.
Рис. 25. Градуировочная зависимость вертушки u=f(n)
2. По данным измерений скоростей течения в каждой точке на всех вертикалях сначала вычисляют суммарное количество оборотов лопастного винта вертушки, умножая число сигналов на 20 (для вертушки ГР-21). Затем делением суммы оборотов на продолжительность Т наблюдений определяется число оборотов h лопастного винта: n=N/T. По найденному числу оборотов по градуировочной зависимости u=f(n) находится скорость течения с точностью до 0,01 м/с.
3. На листе миллиметровой бумаги (40×60 см) по данным промера глубин гидрометрического створа вычерчиваются поперечный профиль русла, на котором показывается положение скоростных вертикалей (рис. 26). При выполнении работы масштаб глубины и ширины русла принимается соответственно 1 см – 0,2 м и 1 см – 2 м.
4. Вычерчиваются эпюры распределения скоростей течения на вертикалях (годографы) в масштабе глубин, принятом для профиля живого сечения. Масштаб скоростей, при выполнении работы, принимается 1 см –0,1 м/с. При построении эпюры необходимо учитывать, что значения поверхностной и донной скоростей откладываются на расстоянии 0,1 м, соответственно, от поверхности воды и дна. На чертеже указывается номер скоростной вертикали и глубина на ней; слева от эпюры выписываются значения глубин в точках измерения, справа – значения измеренных скоростей течения.
5. Для каждой вертикали определяется средняя скорость течения графическим способом посредством планиметрирования ее площади, численно равной элементарному расходу qi. Средняя скорость на вертикали глубиной hi выражается формулой: u=qi / hi.
6. Строится эпюра распределения средних скоростей по ширине реки. Для этого на профиле по вертикальным линиям, обозначающим скоростные вертикали, вверх от уровня воды откладываются значения средних скоростей и через полученные точки проводится плавная кривая. С построенной эпюры снимаются значения средних скоростей для каждой промерной вертикали и записываются в соответствующую графу вспомогательной таблицы на чертеже.
Рис. 26. Определение расхода воды и расхода взвешенных наносов
графическим способом
7. Для всех промерных вертикалей вычисляются элементарные расходы воды qi, м2/с путем умножения средней скорости ui на рабочую глубину hi вертикали: qi = ui hi. Вычисленные значения qi записываются в соответствующую графу вспомогательной таблицы на чертеже.
8. По вычисленным значениям элементарных расходов строится эпюра их распределения по ширине реки над поперечным профилем русла в масштабе 1 см – 0,1 м2/с.
9. Производится планиметрирование площади, ограниченной линией уровня воды и эпюрой распределения элементарных расходов. Значения этой площади численно равно полному расходу воды Q, м3/с.
10. В сводной таблице на чертеже приводится следующие результаты расчетов: расход воды (Q, м/с); площадь живого сечения (w, м2); ширина реки (B, м); средняя глубина (hср= w / В, м); наибольшая глубина (hmax, м); средняя скорость течения в живом сечении (ucр=Q/w, м/с); максимальная скорость в живом сечении (umax,м/с).
11. Для изучения распределения скоростей в живом сечении в плоскости поперечного сечения на чертеже (см. рис. 26) проводятся линии равных скоростей – изотахи. Для этого в точках измерения скоростей на каждой вертикали необходимо выписать их значения и навести изотахи через 0,05 м/с.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2