Содержание
1.Гидрологические расчеты.
1.1.Гидрологические расчеты при отсутствии наблюдений.
1.1.1 Определение максимальных расходов талых вод.
1.1.2 Максимальные дождевые расходы.
1.1.3 Максимальный объем стока талых вод.
1.1.4 Максимальный объем дождевого стока.
1.1.5 Средний многолетний сток рек.
1.1.6 Минимальный сток.
1.1.7 Испарение с водной поверхности.
1.2. гидрологические расчеты при малых наблюдений.
1.2.1 Гидрологические расчеты при наличии наблюдений.
1.2.2. Построение теоретической кривой обеспеченности и определения расчетных расходов реки при коротком ряде наблюдения.
1.2.3. Построение к обеспеченности при длинном ряде наблюдения и определение расчетных отметок уровней воды.
2. Расчеты водохранилища.
2.1. Построение кривых площадей и объемов водохранилищ.
2.2 Назначение расчетных уровней и объемов водохранилища.
3.Камеральная обработка измерений скоростей и расхода реки.
3.1. Определение средних скоростей по глубине.
3.2. Измерение расхода реки.
Гидрологические расчеты при отсутствии наблюдения.
Цель работы: определения максимальных и минимальных значений расходов и объемов стока реки.
Так как согласно заданию гидротехнические сооружения комплексы очистки сточных вод относятся к 4 классу капитальности, производятся для обеспеченности Р – 1%; 5%; 10%.
Гидрологические расчеты для рассматриваемого бассейна реки проводятся при следующих исходных данных:
1. Вариант 15.
2. Район строительства «Кировоград».
3. Площадь водосбора F, км2 – 20,0.
4. Залесенность бассейна Fл.,км2- 1,0.
5. Площадь водоемов в бассейне Fв.,км2.
Максимальные расходы талых вод.
1.1.1Определение максимальных расходов талых вод.
Максимальные расходы талых вод при проектировании водопропускных сооружений на реках ( с постоянным водотоком и пересыхающих ) определяются по формуле ГГИ, принимаемой для площадей водосбора от элементарно малых (менее 1 км2 ) до 20000 км2.
Qp = K0hpμ / (F+b)n δ1 δ2 δ3 F, м3 / с.
Где: hp – слой весеннего стока в мм;
K0– параметр характеризующий дружность половодья;
μ – коэффициент, учитывающий неравенство статистических параметров слоя стока и максимальных расходов;
F – площадь водосбора в км2;
n – показатель степени, характеризующий уменьшение отношения максимального расхода к слою стока в зависимости от площади водосбора;
δ1 – коэффициент, учитывающий снижения максимальных расходов реки, зарегулированной озерами и водохранилищами в бассейне;
δ2 - коэффициент, учитывающий снижения максимальных расходов реки в заболоченных и залесенных бассейнах;
δ3 - коэффициент, учитывающий снижения расходов половодья за счет распашки площади водосбора;
b – эмпирический параметр, учитывающий снижения интенсивности редукции модуля максимального стока.
Коэффициент δ1находим по таблице 1.
«Снижение максимальных расходов в зависимости от площади водоемов в бассейне».
Коэффициент δ1 = 0,9
Так как по заданию болота и леса в данной реке отсутствуют то Коэффициент
δ2 = 1
Значения параметров n и bопределяются по таблице 2.
«определение параметров n и b».
Так как район строительства находится в степной природной зоне, то n = 0,35, а b = 10.
Для степной зоны Украины значения параметра К0 выбирается в зависимости от категории рельефа.
Категория рельефа определяется по формуле:
α= IpÖF / 25
где: F – площадь водосбора в км2, а Ip– продольный уклон реки в ‰.
При α > 1 бассейн реки относится к I – категории рельефа, тогда К0 = 0,030.
Слой стока весеннего половодья заданной обеспеченности hp определяется по трем статистическим параметрам:
· Среднему многолетнему слою стока h0.
· Коэффициентам вариации Сv.
· И асимметрии Сs.
· Величина h0 определяется по карте изолиний (приложение 1). Значение Сv.
для бассейнов с F > 200 км2 снимается с карты изолиний (приложение 2).
Для малых бассейнов (F > 200 км2 ) к снятым с карты Сv вводится поправочный коэффициент, определяемый по таблице 3.
« Значение поправочного коэффициента к Сv».
Сv = 1,00·1,25 = 1,25
Сv = Сv ·1,25
h0 = 30 мм.
Площадь водосбора 0 – 50;
Поправочный коэффициент 1,25;
При расчете максимальных расходов коэффициент Сs. Принимается равным двум коэффициентам вариации; только для районов, где в формировании максимального стока половодья в значительной степени участвуют дождевые осадки Сs.= 2 Сv = 3,75
По принятому значению Сs. И полученному расчетному значению Сv(расч.)
Определяется ордината кривой обеспеченности Кр по таблице «кривых трехпараметрического гамма распределения» (таблица 4).
Кр1% = 6,02
Кр5% = 3,60
Кр10% = 2,57
Для площади водосбора F
h0. мм.
30
Поправочный коэффициент
1,4
Слой стока расчетной обеспеченности Р находится по формуле:
hp = Кр · h0 при 1%, 5%, 10%
hp1% = 6,02 · 42 = 253
hp5% = 3,60 · 42 = 151
hp10% =2,57 · 42 = 108
Находим коэффициент δ3 по таблице 6.
« значения коэффициента δ3».
Природная зона
Распаханность водосбора в % от F
степная
1,0
При Р Значения коэффициента μ определяется по таблице 7.
« значение коэффициента μ».
Природная зона
Обеспеченность в %
1
5
10
степная
1,0
0,96
0,93
Примечание: максимальные расходы 10% обеспеченности определяют для расчета времени водопропускных сооружений, предназначенных для сброса поводков во время строительства.
1.1.2.Максимальные дождевые расходы.
При площади до 100 км2 максимальные дождевые расходы определяем по формуле:
«предельная интенсивность стока»
Qp = A1%φ·H1%·δ1·λp·F, м3/с.
Где:H1%- суточный слой осадков обеспеченностью 1% в мм;
φ – коэффициент поправочного стока;
A1%- максимальный модуль стока обеспеченностью 1% в долях от произведения φ·H1%;
λp– переходный коэффициент обеспеченности 1% к другой расчетной.
Суточный слой осадков при р = 1% находится по карте изолиний (приложение 3).
Коэффициент паводочного стока находится в зависимости характеристики поверхностного бассейна, суточного слоя осадков и площади водосбора по формуле:
φ = С2 φ0 / (F + 1) n3 · (Ib / 50)n2
n3 = 0.11
φ0, n2 находится по таблице 8.
Где: Ib – средний уклон водосбора, ‰.
φ0 – сборный коэффициент стока для водосбора с площадью 10 км 2 и средним уклоном Ib = 50%.
С2 – коэффициент, принимаемый для территории Украины равным 1,3.
n3 – коэффициент.
Коэффициент λp находится по таблице 9. и приложении 4.
Средний уклон водосбора.
Ib= Iр + Iск. / 2 ‰
Где: Iр = 11,0 - средний уклон реки в ‰.
Iск. = 15,0 – средний уклон склонов бассейна в ‰.
Ib = 11,0 + 15,0 / 2 = 13‰
φ = 1,3·0,05 / (20,0 + 1)0,11 · (13 / 50)1,0 = 0,012
Значение коэффициентов φ0 и n2.
Природная зона « степная », черноземы типичные южные, механический состав почв « суглинистые и песчаные », φ0 = 0,05, n2 =1,0;
Значения коэффициента λp.
Район по приложению 4. «7», площадь водосбора F. «F>0», обеспечение в %.
lр1% = 1,0
lр5% = 0,5
lр10% = 0,32
максимальный модуль стока А1% определяется по таблице 14 в зависимости от гидроморфометрической характеристики русла, продолжительности склонового добегания и типа кривых редукций осадков.
Гидроморфологическая характеристика русла реки находится по формуле:
Фр = 1000L / mpIpF1/4(jH1% )1/4,
Где: mp – коэффициент, характеризующий шероховатость русла реки;
L – длина реки в км.;
Ip – средневзвешенный уклон склонов бассейна в ‰,
Коэффициент mp=11,одится по таблице 10 в зависимости от характеристики русла и поймы.
Фр = 1000·6,5 / 11·11,0·201/4(0,012·160)¼ = 6500 / 121·2,1·1,2 = 21,3
Гидроморфологическая характеристика склонов бассейнов реки определяется по формуле:
Фск.= (1000Ī)1/2 / m1Iск. ¼ (jH1% )1/4,
Где: Ī – средняя длина склонов бассейнов в км.,
Iск. – средний уклон склонов бассейна в ‰,
m1 – коэффициент, характеризующий шероховатость склонов бассейна находится по таблице 12.
Характеристика поверхности склонов « поверхность, хорошо обработанная вспашкой, невспаханная, в населенных пунктах, с застройкой менее 20%».
m1 при травяном покрове склона « при средним = 0,25»
Фск. = (1000·7,9)0,5 / 0,25·150,25(0,012·160)0,25 = 9,4 / 0,5 = 15,6
При площади водосбора более 2км2 средняя длина склонов определяется по зависимости:
Ī = F / 1,8 r
Где: r - густота речной сети бассейна в км / км2. ρ находится по таблице 11.
Ī = 20,0 / 1,8·1,4 = 7,9 км.
Тип кривых редукций находится по карте изолиний (приложение 5).
По типу кривых редукций осадков и значению гидроморфометрической характеристики склонов бассейна определяется продолжительность склонов добегания Īск.(мин) по таблице13.
Īск = 300,0
Фск. = 15,0
Максимальный модуль дождевого стока Ар / д.
Тип кривых редукций «4», продолжительность склонового добегания «200»,
Максимальный модуль стока А1% при Фр. равном 20 «0,048».
А1% = 0,048
1.1.3Максимальный объем стока талых вод.
Максимальный слой стока половодья подсчитывается по формуле:
hk = (в) δ2kkэ ,
Где: hk – расчетный слой стока половодья, определяется по карте изолиний, (приложение 8.);
δ2 – коэффициент, учитывающий влияние залесенности бассейна;
к – коэффициент, учитывающий влияние вида распашки бассейна;
Си В– коэффициенты перехода от обеспеченности Р = 1% к другим.
Значение коэффициентов С и В находим по таблице 15.
Природная зона «степная», коэффициент «В», обеспеченность Р - % «Р1% = 0, Р5% = 12,0, Р10% = 15,0.
hk = 125
в = 1% = 0; 5% = 12,0; 10% = 15,0.
К = 1,2
δ2 = 1
коэффициент учета влияния экспозиции склонов кэ определяется по карте изолиний (приложение 9.) и таблице 16.
№ района по положению 9 «IX», экспозиция склонов «Ю., ЮВ., и В.», кэ. = 0,7.
Максимальный объем стока половодья определяется по формуле:
Wp = hkF 1000, м3
Wp = 125·20,0·1000 = 250000
кэ. = 0,7.
1.1.4. Максимальный объем дождевого стока.
При площади водосбора менее 50 км2 расчетное значение слоя дождевого стока находится по формуле:
hр = ØjН1%l'р,
Где: Ø – коэффициент, зависящий от площади водосбора и времени склонового добегания. При F Коэффициент перехода от обеспеченности Р = 1% определяется по таблице 17 в зависимости от районирования территории Украины (приложение 4) и площади восбора.
Таблица 17.
Значение коэффициента l'р.
№ района (приложение)
Площадь водосбора
F км2
Коэффициент l'р.
При Р%.
1
5
10
7
>0
1,0
0,50
0,35
hр1% = 0,1·0,012·160·1,0 = 0,192
hр5% = 0,1·0,012·160·0,50 = 0,096
hр10;% = 0,1·0,012·160·0,35 = 0,0672
объем дождевого стока определяется по формуле:
Wр = hрF·1000
Wр1% = 0,192·20,0·1000 = 3840
Wр5% = 0,096·20,0·1000 = 1920
Wр10% = 0,0672·20,0·1000 = 1344
1.1.5. Средний многолетний сток рек (Р = 50%).
Средний многолетний сток или нормальный сток является главной характеристикой водности рек. Чаще всего модуль стока выражают в виде модуля стока М0 в л / с км2, который при отсутствии наблюдений определяется по карте изолиний (приложение 11). При этом норма годового стока находится относительно центра бассейна неизученной реки.
М0 = 0,5
Зная величину среднего много летнего модуля стока М0 (л / скм2) можно определить соответствующие ему значения объема стока, слоя стока и расхода. Объем стока в м3 за год с площади водосбора F в км2 будет равен:
W0 = 31,56 · 103 · М0 ·F,
W0 = 31,56 · 103 · 0,5 · 20,0 = 9468
Среднее многолетнее значение расхода в м3 / с можно найти из выражения:
Q0 = W0 / T,
Где: Т = 31,56 · 106 – число секунд в году для среднего года.
Q0 = 9468 / 31,56 · 106 = 9468 / 1893,6 = 5
Внутригодовое распределение речного стока по месяцам для территории Украины могут быть определено из таблицы 20.
Внутригодовое распределение речного стока в %.
Месяцы года
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
Распределение в %
5
7
4,0
15
9
7
6
2
2
2
2
3
Расход Q, м/с
0,25
0,35
0,2
0,75
0,45
0,35
0,3
0,1
0,1
0,1
0,1
0,15
Если в бассейне реки залесенности и заболоченность превышает 10% от всей площади водосбора, то при расчете среднемноголетнего речного стока необходимо учитывать их влияния. Значения этих коэффициентов представлены в таблице 21.
Значение коэффициентов, учитывающих влияние залесенности (b) и заболоченности (φ) на величину W0.
b = 1,0
φ = 1,0
1.1.6. Минимальный сток.
Определяем среднемноголетнее значение по формулам:
Qp% = Kp% Q0
Wp% = Kp% W0
В этих формулах Кр% - ординаты или модульные коэффициенты вероятностных кривых например, трехпараметрического g - распределения (таблица 4.)
Кр = 75% = 0,146
90% = 0,030
95% = 0,009
Qp75% = 0,146·5 = 0,73
Qp90% = 0,030·5 = 0,15
Qp95% = 0,009·5 = 0,045
Wp75% = 0,146·9468 = 1382,328
Wp90% = 0,030·9468 = 284,04
Wp95% = 0,009·9468 = 85,212
1.1.7. Испарение с водной поверхности.
Испарение с водной поверхности водохранилищ и прудов различного назначения может быть определено на карте изолиний (приложение 14), в мм. Водяного столба (hисп.). Тогда объем испарения с 1 км2 площади зеркала будет равен:
Wисп. = hисп. 106 , м3
Wисп. = 5,00·60 = 300
hисп. = 5,00
внутригодовое распределение исправления по месяцам представлено в виде таблице 23.
Таблица 23.
Внутригодовое распределение испарения в %.
месяцы
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
X
XI
XII
год
%испарения
-
-
-
7
13
14
21
22
14
7
2
-
100
Wисп
-
-
-
0,35
0,65
0,7
1,05
1,1
0,7
0,35
0,1
-
-
Wисп =5,00 000000, м3
1.2.1 Гидрологические расчеты при наличии наблюдений
№
п/п
Qi м3 / c
(Qcp – Qi )2 м3 / c
s = 1.298
1.
20.0
5,246
2.
26.8
1,554
Kp%
P%
Qp%
3.
23.8
1,446
1,49
0,001
25,55
4.
21.6
3,646
1,42
0,03
24,35
5.
23.7
1,546
1,38
0,05
23,66
6.
21.6
3,646
1,36
0,1
23,32
7.
22.5
2,746
1,34
0,3
22,98
8.
20.7
4,546
1,30
0,5
22,29
9.
21.5
3,746
1,28
1
21,95
10.
29.8
4,554
1,20
3
20,58
11.
23.1
2,146
1,17
5
20,06
12.
22.1
3,146
1,13
10
19,37
13.
24.5
0,746
1,08
20
18,52
14.
21.9
3,346
1,06
25
18,17
15.
25.6
0,354
1,05
30
18,00
16.
27.5
2,254
1,02
40
17,49
17.
28.6
3,354
0,997
50
17,09
18.
27.4
2,154
0,972
60
16,66
19.
44.5
19,254
0,945
70
16,20
20.
28.9
3,654
0,931
75
15,96
21.
27.5
2,254
0,915
80
15,69
22.
22.4
2,846
0,874
90
14,98
23.
23.8
1,446
0,842
95
14,44
24.
24.7
0,546
0,821
97
14,08
25.
20.9
4,346
0,782
99
13,41
26.
21.7
3,546
27.
23.8
1,446
28.
24.5
0,746
29.
21.8
3,446
30.
27.3
2,054
31.
27.6
2,354
32.
22.7
2,546
33.
22.0
5,246
34.
27.5
3,246
75
24.7
3,646
35.
29.8
2,254
76
26.6
0,546
36.
25.0
4,554
77
20.3
1,354
37.
26.0
0,246
78
29.8
4,946
38.
23.2
0,754
79
25.4
4,554
39.
27.2
2,046
80
27.9
0,154
40.
27.6
1,954
81
24.7
2,654
41.
22.6
2,354
82
22.3
0,546
42.
20.4
2,646
83
25.3
2,946
43.
28.7
4,846
84
28.8
0,054
44.
26.0
3,454
85
23.1
3,554
45.
29.0
0,754
86
28.7
2,146
46.
23.4
3,754
87
23.5
3,454
47.
21.7
1,846
88
30.0
1,746
48.
26.0
3,546
å = 2221.7
å = 236.336
49.
26.6
0,754
50.
20.7
1,354
51.
27.1
4,546
52.
27.0
1,854
53.
21.8
1,754
54.
24.7
3,446
55.
21.7
0,546
56.
22.5
3,546
57.
27.4
2,746
58.
28.9
2,154
59.
23.5
3,654
60.
27.7
1,746
61.
22.3
2,454
62.
24.1
2,946
63.
27.8
1,146
64.
25.9
2,554
65.
28.1
0,654
66.
28.1
2,854
67.
25.9
2,854
68.
29.0
0,654
69.
23.8
3,754
70.
23.9
1,446
71.
28.5
1,346
72.
28.7
3,254
73.
22.4
3,454
74.
21.6
2,846
Qср. = å Qi/ / n = 25.246
s = Öå( Qср – Qi)2 / n = 1.298
Cv = s / Qср. = 0.051
Cs = 2Cv = 0.102
Qp% = Kp%Q0
Wp% = Kp% · W0
Qp75% = 15,96
Qp90% = 14,98
Qp95% = 14,44
1.2.2. Построение теоретической кривой обеспеченности и определения расчетных расходов реки при коротком ряде наблюдения.
По полученным значениям координат в Р% и Qp% строится теоретическая кривая обеспеченности максимальных годовых расходов представлен на рисунке 1.
По построенной кривой обеспеченности можно определить расходы реки.
1.2.3. Построение к обеспеченности при длинном ряде наблюдения и определение расчетных отметок уровней воды.
В этой работе необходимо построить кривую обеспеченность по данным длинного ряда наблюдений и определить по ней отметки расчетных уровней и обеспеченности
1,5,10,50,75,95%.
Исходные данные:
85,39;
83,50; 83,50; 83,45; 83,40; 83,32; 83,30; 83,29; 83,24; 83,21; 83,15; 83,08; 83,07; 83,04; 83,00;
82,97; 82,97; 82,90; 82,90; 82,80; 82,75; 82,74; 82,70; 82,57; 82,57; 82,57; 82,54; 82,48; 82,45; 82,40; 82,39; 82,33; 82,27; 82,24; 82,08; 82,08; 82,07; 82,05; 82,04;
81,80; 81,78; 81,74; 81,74; 81,70; 81,67; 81,67; 81,54; 81,52; 81,50; 81,45; 81,43; 81,43; 81,43; 81,37; 81,30; 81,25; 81,09; 81,04;
80,95; 80,94; 80,90; 80,90; 80,90; 80,79; 80,78; 80,70; 80,69; 80,67; 80,59; 80,41; 80,32; 80,30; 80,30; 80,28; 80,25; 80,21; 80,19; 80,15; 80,01; 80,00.
Для построения кривой обеспеченности по вертикальной оси откладывается интервал расходов равный четырем м3 / с
n = 80 – 100%
8 – х%
х% = 100% / 80 = 1,25
получим ступенчатый график продолжительности.
Ступенчатый график продолжительности переводится в кривую обеспеченность путем соединения главной кривой середины ступеней.
Расчеты водохранилища.
2.1. Построение кривых площадей и объемов водохранилищ.
Полезный объем водохранилища: z0,00 = 78,00 м3.
Высота сечения рельефа: ΔH = 4,0 м.
1. а = 0,3; в = 0,5.
2. а = 1,7; h = 0,4.
3. а = 3,0; h = 0,5
4. а = 4,9; h = 0,9
5. а = 7,7; h = 1,3
6. а = 10,8; h = 2,0
7. а = 12,9; h = 2,2
8. а = 16,0; h = 2,7
Отметка расчетных гор, м.
Fi, м2
Средняя площадь зеркала
Fср., м.
Высота слоя
ΔH, м.
Объем слоя
∆W, м3.
Объем
W, м3.
Тыс.
1
2
3
4
5
6
76,00
78,00
82,00
86,00
90,00
94,00
98,00
102,00
104,00
0,00
150
960
2785
6670
11546
17720
23800
31540
75
555
1872
6120
12443
20406
29620
39570
2
4
4
4
4
4
4
4
150
2220
7488
24480
49772
81624
118480
158280
0,00
0,150
2,370
9,858
34,338
84,110
165,734
284,214
4442,494
2.2 Назначение расчетных уровней и объемов водохранилища.
Необходимо назначить отметки расчетных уровней и определить мертвых объемов и объемов форсировки, а также величину расчетного расхода водопропускного сооружения при следующих данных:
Мутность r = 110 г/м3
время эксплуатации водохранилища – 50 лет.
Полезный объем водохранилища: W = ∑∆W = 442494 м3.
Камеральная обработка измерений скорости и расхода реки.
3.1. Определение средних скоростей по глубине.
На топографической съемке участка 1 – I по данным топографической съемки производится построение поперечного сечения реки в на личинном створе 1 – I поперечное сечение вычерчивается 6 малые вертикали и горизонтали.
На построенном поперечном сечении намечается 7 промерных вертикалей, указываются на поперечном сечении.
В выбранных промерных вертикалях с помощью вертушки в 5 точках по глубине у поверхности, на глубине 0,2h; 0.6h; 0.8h. и у дна производится измерение скоростей данные, о которых представлены в таблице.
По полученным скоростям путем интерполяции на поперечном сечении с интервалом изотахии.
Глубины измерения скорости.
Скорости на промерных вертикалях в долях от Umax.
1
2
3
4
5
6
7
У поверхности
0,5
0,8
1,5
1,8
1,2
0,8
0,5
0,2h.
0,4
0,7
1,3
1,6
1,0
0,7
0,3
0,6h.
0,3
0,5
1,0
1,1
0,8
0,5
0,25
0,8h.
0,2
0,3
0,6
0,7
0,5
0,4
0,15
У дна
0,1
0,15
0,2
0,2
0,25
0,2
0,1
Umax. = 1,30.
По полученным значениям измеренных скоростей на рисунке построим эпюру распределения скоростей по глубине.
Средние скорости по глубине определяется по формуле:
Vср. = Fэп. / n [м / с].
1). F1 = 0.65 + 0.52 / 2 · 1.2 = 0.643
F2 = 0.52 + 0.33 / 2 · 1.3 = 1.02
F3 = 0.33 + 0.26 / 2 · 1.2 = 0.354
F4 = 0.26 + 0.13 / 2 · 1.2 = 0.234
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 6 = 0.375 м/с.
2). F1 = 1.04 + 0.91 / 2 ·1.5 = 1.462
F2 = 0,91 + 0,65 / 2 ·2,5 = 2,574
F3 = 0,65 + 0,38 / 2 · 1,7 =0,927
F4 = 0,38 + 0,2 / 2 ·1,5 = 0,435
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 8 = 0,675 м/с.
3). F1 = 1,95 + 1,69 / 2 · 2 = 3,64
F2 = 1,69 + 1,3 / 2 · 4 = 5,830
F3 = 1,3 + 0,78 / 2 ·2 = 2,08
F4 = 0,78 + 0,26 / 2 · 2 = 1,04
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 10 = 1,259 м/с.
4). F1 = 2,34 + 1,69 / 2 · 3,1 = 6,246
F2 = 1,69 + 1,43 / 2 · 6,1 = 9,516
F3 = 1,43 + 0,91 / 2 · 3,1 = 3,627
F4 = 0,91 + 0,26 / 2 · 3,2 = 1,872
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 15,5 = 1,377 м/с.
5). F1 = 1,56 + 1,3 / 2 · 2 = 2,86
F2 = 1,3 + 1,04 / 2 · 4 = 4,68
F3 = 1,04 + 0,65 / 2 · 2 = 1,69
F4 = 0,65 + 0,4 / 2 · 2 = 1,05
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 10 = 1,028 м/с.
6). F1 = 1,4 + 0,91 / 2 · 1,2 = 1,386
F2 = 0,91 + 0,65 / 2 · 2,9 = 2,262
F3 = 0,65 + 0,52 / 2 · 0,9 = 0,526
F4 = 0,52 + 0,26 / 2 · 1 = 0,39
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 6 = 0,760 м/с.
7). F1 = 0,65 + 0,39 / 2 · 0,8 = 0,416
F2 = 0,39 + 0,32 / 2 · 2,2 = 0,781
F3 = 0,32 + 0,19 / 2 · 0,5 = 0,127
F4 = 0,19 + 0,13 / 2 · 0,5 = 0,08
Vср. = F1 + F2 + F3 + F4 / 4 = 0,351 м/с.
3.2. Измерение расхода реки.
Измерение расходов реки базируется на измерении скорости, а также как скорость измеряются поплавками или вертушки то и расходы реки измеряются так же.
Измерения расходов реки с помощью поплавков.
1. на участке реки намечается промерный створ I – I.
Которым необходимо измерять расход реки.
2. в обе стороны от промерного створа на одинаковом расстоянии 1 / 2 назначаем 1,1 и закрепляем их вешками.
3. с помощью поплавков измеряют поверхностную скорость в створе I – I.
4. в примерном створе I – I производится измерение глубин.
5. промерный створ I – I делится на ряд одинаковых участков.
6. путем интерполяции по измеренным поверхностным скоростям находят поверхностные скорости на границах участка и откладываем в выбранном масштабе скоростей в виде отрезков.
7. для каждого участка 1-2; 2-3; 3-4; находят среднюю поверхностную скорость определяем по формуле:
q = ω · v.
8. имея в виду что расход всегда равен произведению площади ω(живое течение) на среднюю скорость v, определяют расход на каждом участке 1-2; 2-3; 3-4; т.д.
9. полный расход реки I – I равен сумме расходов и вычисляется по формуле:
Q = ∑ qi.
Так как расход через каждый участок и полный расход реки определяется поверхность скорости измерений поплавками который всегда за исключением зимы, больше средней скорости на участке то полученные значения расхода реки получается завышенным, таким образом чтобы получить значение нужно к полученному расходу ввести понижающий коэффициент который зависит от конфигурации поперечного сечения реки и для повных рек составляет в среднем 0,7 – 0,8 тогда расход реки определяется по формуле:
Qрек. = qk.
Измерение расходов реки с помощью вертушек.
1. основой для определения расходов реки являются вычерченное поперечное сечение реки по промерным работам с намеченными вертикалями, в которых не менее чем в 5 точках были проведены измерения скоростей вертушками, были построены эпюры распределения скоростей по глубине вычисленные средние скорости по глубине.
2. в выбранном масштабе скоростей откладывать против каждой промерной вертикали от свободной поверхности полученные значения средних по глубине скоростей.
3. концы отраженных отрезков соединяют параллельными линиями получают линию средних скоростей теперь если для уточнения расчета необходимо добавить несколько промерных вертикалей то для них среднюю скорость по глубине можно определить по линии промерных вертикалей.
4. для каждой промерной вертикали вычисляется удельный расход тоисть расход, приходящийся на 1 м. Ширины русла реки, определяется по формуле:
qi = ωi vi = hi · 1м· ui = hi vi.
5. выбрав масштаб удельных расходов, откладываем их для каждой промерной вертикали в виде отрезков от поверхности воды и соединяют концы отрезков прямыми получают линию удельных расходов.
6. расход реки в данном примерном створе равен площади заключенный между линией удельных расходов и поверхности воды.