Вычисление расхода потока по результатам измерения скоростей гидрометрической вертушкой

Расходом потока Q называется количество воды, протекающей через площадь живого сечения в единицу времени (м³/с). Расход воды тем больше, чем больше площадь сечения потока и средняя скорость потока U_ср

Существует несколько видов измерения расхода воды гидрометрической вертушкой:

Многоточечный (детальный) способ предусматривает измерение расхода воды по увеличенному против обычного числу скоростных вертикалей 10-15 с измерением скорости в 5-10 точках (пов.;0,2;0,6;0,8;дно-при свободном русле; пов.;0,2;0,4;0,6;0,8;дно-при несвободном русле) на каждой вертикали. Многоточечный способ даёт наиболее точное значение расхода.

На вновь открытых гидростворах в первый год их действия расходы воды измеряют многоточечным способом (не менее 10 расходов воды при разных фазах режима).

Основной способ, когда число скоростных вертикалей уменьшается в 1.5-2 раза по сравнению с детальным, а скорости течения измеряются в 2-3 точках на каждой вертикали.

Интеграционный способ по вертикалям применяется при глубинах более 1 м и скоростях течения более 0.2 м/с. Измерение производится с помощью интегральной установки ГР-101.

Ускоренный способ применяется при быстрых изменениях уровня за время измерения расхода воды при интенсивной деформации русла, при наличии переменного подпора и в других неблагоприятных условиях.

Сокращенные способы предусматривают измерение расхода воды по средней скорости на 1-2 репрезентативных вертикалях или единичной скорости в точке 0.2 её рабочей глубины.

Среднюю скорость на каждой скоростной вертикали вычисляют по формуле:

где u - скорость у поверхности и у дна.

1. 0.1(0.38+3*0.4+3*0.32+2*0.3+0.22)=0.336

2. 0.1(0.86+3*0.54+3*0.6+2*0.6+0.56)=0.604

3. 0.1(0.82+3*0.82+3*0.62+2*0.56+0.48)=0,674

4. 0.1(0.59+3*0.52+3*0.58+2*0.64+0.60)=0.577

Рассчитываем площадь поперечного сечения потока на участках между скоростными вертикалями ПК 3:

W0=23*1.9/2=21.85 м²

W1=((1.9*4.7)/2)*44=145.2 м²

W2=((4.7+4.6)/2)*14=65.1 м²

W3=((4.6+4.5)/2)*33=150.15 м²

W4=((4.5+4.1)/2)*21=90.3 м²

W5=((4.1+4)/2)*10=40.5 м²

W6=((4+3.7)/2)*20=77 м²

W7=((3.7+3.4)/2)*17=45.9 м²

W8=((3.4+2.7)/2)*48=146.4 м²

W9=(2.7*48)/2=64.8м²

Определяем частичные фиктивные расходы:

q1=W0+W1+W2 м³/с

q1=u*W0+W1+W2*k м³/с

q2=W3+W4*(( + )/2) м³/с

q1=0.336*(21.85+145.2+65.1)*0.7=54.60 м³/с

q2=( W3+W4)*((0.336+0.604)/2)=240.45*0.468=112.53 м³/с

q3=40.5*((0.604+0.674)/2)=40.5*0.639=25.88 м³/с

q4=10+77*((0.674+0.577)/2)=48.16 м³/с

q5=W7+W8+W9+ *k м³/с

q5=(45.9+146.4+64.8)*0.577*0.7=103.84 м³/с

Полный расход воды в потоке равен сумме частичных расходов на всех участках:

Q=54.6+112.63+25.88+48.16+103.84=345.11 м³/с

П2.3 Вывод.

В результате проведенных работ мы ознакомились с основными способами определения расхода потока воды. Цель нашей практики заключалась в закреплении полученных знаний по гидрологии, метеорологии и климатологии, а так же обучению работы с приборами, при помощи которых были измерены превышения, урезы воды, скорости водного потока.