Визначити витрату води на даному створі

Для визначення витрат води у гідрометрії застосовується значна кількість методів. Але найчастіше витрати в річках обчис­люють за результатами вимірів на гідрометричному створі гли­бин і швидкості течії. При цьому найбільше розповсюджені спо­соби обчислень витрат - графоаналітичний та графомеханічний.

Спочатку на міліметровому папері, використовуючи зручні масштаби, будують живий переріз річки по даному створу, тобто профіль дна і поверхню води, приведені до зрізного рівня (див. мал. 2.2). Сітку профілю заповнюють уже відомими даними у та­кому порядку:

– відстань від постійного початку;

– номер вертикалей;

– відстані між вертикалями;

– глибина;

– швидкість.

Через те, що число швидкісних вертикалей менше кількості вертикалей, на яких виконували виміри глибини, то на останніх визначають швидкість графічно. Для цього в масштабі, вибрано­му для графічного зображення величини швидкості, відкладають значення V_сер на відповідних швидкісних вертикалях. Через оде­ржані точки проводять плавну криву швидкостей, яка включає також і точки урізу води.

Швидкості на інших вертикалях визначають за шкалою V, м/с, як абсцису точок перетину відповідних вертикалей з кривою швидкостей. Одержані графічно значення V записують у рядку “швидкості”, взявши їх у дужки.

Далі обчислюють елементарні витрати q, м²/с:

(2.12)

де h_i – глибина на вертикалі i, м;

V_i – відповідна їй середня швидкість (м/с) у рядку “швидкість”.

Використовуючи q_i і шкалу для побудови величин елемен­тарних витрат (q, м²/с, з правого боку мал. 2.2), знаходять точки на всіх вертикалях і проводять через них криву елементарних ви­трат (крива q) на графіку.

Графоаналітичний спосіб полягає у тому, що, знаючи зна­чення q_i та відстані між суміжними вертикалями b_i (заповнити відповідний рядок), вираховують витрату води Q на даному ство­рі за формулою:

де q₁, q₂,...,q_n – елементарні витрати на вертикалях з відповідни­ми номерами 1,2,3... n;

b₂, b₃,...,b_n – відстані між вертикалями 1 і 2, 2 і 3, n- 1 і n;

b_n, b_n+1 – відстані між: урізом води ліворуч та вертикаллю I ліворуч, урізом води праворуч і вертикаллю n;

k₁, k₂ – коефіцієнти, які залежать від характеру берега (для по­логого – k₁ = 0,7, для крутого – k₁ = 0,8; для стрімкого берега з глад­кою стінкою – k₂ = 0,9, при відсутності швидкості біля берега k₂ =0,5;

∆Q_i – часткові витрати, які відповідають першому, друго­му, останньому доданкам формули (2.13).

У наведеному нижче прикладі (мал. 2.2) k₁ =0,8, k₂ =0,7.

Значення часткових витрат у сітці профілю записують у ря­док “часткові витрати”. Загальну витрату Q одержують як суму часткових витрат із вказаного рядка і записують на графіку ниж­че рівня води.

Графомеханічний спосіб полягає у тому, що Q одержують не за підрахунками, а вимірюючи планіметром площу між кри­вою q (елементарних витрат) і рівнем води, зображеним на графі­ку. Знаючи ціну поділки планіметра С, величину Q' знаходять за формулою:

(2.14)

де n – число поділок планіметра при обведенні контуру, вказано­го вище.

Ціну поділки планіметра С в м³/с можна визначити, якщо обвести контур з відомим значенням Q₀. Такий контур будують на тому ж аркуші, що і графік (див. мал. 2.2 ліворуч) у вигляді прямокутника. У ньому менша сторона побудована у такому ж масштабі, що і шкала q (праворуч графіка), відповідає елементар­ній витраті q₀=4,0, м²/с, і взята довільно, а більша b₀ – у масштабі горизонтальному (1:500) і відповідає відстані 35 м.

Площа прямокутника становить витрату Q₀

(2.15)

де n₀ – середнє число поділок планіметра при обведенні прямоку­тника і положенні полюса ліворуч, а потім полюса праворуч. У даному випадку, при визначенні ціни поділки планіметра при 2-х обведених прямокутниках, середня кількість поділок становила n₀= 326. Звідки ціна поділки буде С = (4,0*35)/326=0,429 м³/с.

Після обведення планіметром контура між кривою q і рів­нем води одержано n = 245 поділок. Витрата води Q' = 0,429*245=105,1 м³/с. Різниця Q-Q'= 112,8-105,1=7,7 м³/с, ви­никла тому, що при побудові кривої q не враховувались коефіціє­нти К₁ =0,8 і К₂ =0,7 за рахунок крутості берега і помилок при об­веденні контуру.

Обчислення витрати води по створу 24 р. Десна

Рис. 22. Приклад оформлення витрати води

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Маслов А. В., Юнусов А. Г., Горохов Г. И. Геодезические работы при землеустройстве. - М.: Недра, 1990. - 215 с.

2. Левчук Г. П., Новак В. Е., Конусов В. Г. Прикладная гео- дезия: основные методы и принципы инженерно-геодезических работ: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1981. — 438 с.

3. Папазов М. Г., Могильный С. Г., Теория ошибок и способ наименьших квадратов. - М.: Недра, 1968. — 302 с.

4. Бугай П. Т. Теорія помилок і спосіб найменших квадра- тів. Ч. 1. - Львів: Львівський університет, 1960. - 366 с.

5. Видуев Н. Г., Полищук ІО. В., Инженерные изыскания: Учебное пособие. - К.: Вища школа, 1979. - 269 с.

6. Лебедев Н. Н., Новак В. Е., Левчук Г. П. Практикум по курсу прикладной геодезии. - М.: Недра, 1977. - 384 с.

7. Инженерные изыскания в строительстве. Абрамов С. П., Залесский Ф. В., Ларина Т. А. и др. /Под ред. Абрамова С. П. — M.: Стройиздат, 1982. - 359 с.