Измерения вертушкой скоростей течения производятся на нескольких вертикалях, в нескольких точках, обычно в 2 и 5, в зависимости от ширины и глубины реки.
Определение расходов воды
Расход воды в данном живом сечении реки определяется по формуле:
Q=V·W
Где: Q-расход воды в м3/с; V-средняя по сечению скорость течения, м/с; W-площадь поперечного сечения в измеряемом створе, м2.
В результате возникает необходимость определить как среднюю скорость для всего живого сечения, так и площадь этого сечения. Расход воды можно представить в виде объема водяного тела-модели расхода, ограниченной горизонтальной плоскостью воды и криволинейной поверхностью V=f(H,B), показывающий изменение скорости по глубине и ширине потока. Этот объем, а следовательно и расход воды, выражается зависимостью:
Q=∫∫ Vdh db
Но так как математически закон изменения V=f(H,B) неизвестен, расход воды вычисляется приближенно. Модель расхода воды разделяется вертикальными плоскостями, перпендикулярными площади живого сечения, на элементарные объемы. В результате общий расход вычисляется как сумма частичных расходов ∆Q, каждый из которых проходит через часть площади живого сечения Wi, заключенную между двумя скоростными вертикалями или между урезом воды и ближайшей к нему вертикалью. Таким образом, общий расход Q равен:
Где: К- переменный коэффициент, изменяющийся от 0.7 до 0.9 в зависимости от характера берега. При наличии мертвого пространства К=0.5;
V1, V2…Vn средние скорости на вертикали.
Wo1, W1,2, …Wn-1, n- частные площади живого сечения.
Средняя скорость для всего живого сечения определяется:
Vcp=Q/W.
Между расходами и уровнями воды существует определенная зависимость Q=f(H), известная в гидрологии как кривая расходов воды. Обычно строится три связи уровней и расходов воды, уровней и площадей живого сечения реки, скорости и уровня воды по измеренным данным и производится их увязка на едином графике. Кривая расходов воды позволяет определять ежедневные расходы воды по известным уровням, наблюденным на водомерных постах. По данным ежедневных расходов воды строится календарный (хронологический) график колебаний расходов воды, называемый гидрографом. Следует также заметить, что гидрометрический створ, т.е. поперечник через реку, в которой измеряются расходы воды, не всегда совпадает со створом водомерного поста, т.к. для измерения расхода воды требуется прямолинейный, не косоструйный участок реки. А водомерный пост должен располагаться на пологом берегу реки, ближе к населенному пункту и даже с мертвыми зонами на поперечнике.
Измерение расходов воды производится или с лодки через натянутый через реку трос, или специальной гидрометрической люльки, или с катера (на больших реках).
Питание и водный режим рек
Основной источник питания всех рек земного шара - атмосферные осадки. При определенных условиях часть выпадающих осадков образует поверхностный сток и служит непосредственным источником питания рек в периоды половодий и паводков. Твердые осадки аккумулируются на поверхности земли в виде снежного покрова. На равнинах и невысоких горах накопившийся за зиму снег тает в теплое время и также служит источником питания рек. Снег, накопившийся в более высоких горах, в отдельные годы стаивает не весь и пополняет запасы вечных снегов и дает начало ледникам. Талые воды этих снегов и ледников являются еще одним источником питания рек. Часть талых и дождевых вод просачивается в верхние слои земли и обычно быстро дренируются реками, при этом процесс стока этих вод в реки несколько растягивается за счет меньших скоростей стекания подземным путем.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.