Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

образца (КГ-4 и КГ-5). Обработка массового материала измере­ ний расходов воды, например станций и постов государственной гидрологической сети, производится с помощью электронных вычи­ слительных машин, для чего данные измерений расходов кодиру­ ются и затем наносятся на перфоленту, которая вводится в ЭВМ. Более подробно вопросы механизированной обработки рассматри­ ваются в главе 35.

В случае, если за время измерения расхода воды уровень в реке изменился, необходимо определить расчетный уровень, который принимается при вычислении расхода. Расчетный уровень необхо­ дим также при построении кривой расходов. При изменении уровня

Рис. 13.21. Схема к вычислению расчетного уровня.

не более чем на 10 см за расчетный уровень принимают его сред­

Уточненный аналитический способ. Как уже указывалось, фор­ мула (13.5) является приближенной: в ней допускается линейная интерполяция средней скорости между соседними вертикалями. В действительности эпюра распределения средних скоростей по ши­ рине реки имеет криволинейное очертание. Кроме того, объем части модели расхода между скоростными вертикалями вычисляется в указанной формуле как объем призмы, однако этот объем имеет более сложную форму и было бы правильнее определять его по формуле обелиска. В результате указанных допущений величина расхода, вычисленная по формуле (13.5), как правило, оказыва­ ется несколько заниженной.

А. П. Браславским [10] была предложена новая формула для аналитического вычисления расхода воды, правильнее учитываю­ щая форму части модели расхода между соседними вертикалями, а также и наличие кривизны эпюры средних скоростей на верти­ калях.

Не останавливаясь подробно на выводе формулы Браславского, покажем только сущность его предложения. Объем части модели расхода между двумя соседними вертикалями можно выразить формулой

нейное изменение глубины между вертикалями, причем /zi</z2 , по-

В результате интегрирования и преобразования последнего уравнения получается расчетная формула, имеющая в окончатель­ ном выражении весьма простой вид

где со — площадь живого сечения между соседними скоростными вертикалями; ve — большая из средних скоростей на соседних вер­ тикалях; К — коэффициент, определяемый в зависимости от отно­ шения — ; и м — меньшая из средних скоростей на соседних верти-

калях.

Полный расход определяется как сумма частичных расходов

I = п

194

Практически расчет выполняется, в табличной форме (пример расчета см. в табл. 13.2).

Применение уточненного аналитического способа вычисления расхода воды наиболее эффективно при ровном корытообразном профиле дна реки. При этом эпюра средних скоростей течения на вертикалях имеет выпуклый вид по всей ширине реки. В таких ус­ ловиях возможно значительное сокращение числа скоростных вер­ тикалей до трех—пяти без понижения точности результатов опре­ деления расхода. Это бывает очень важно при необходимости быстро провести измерения, например при неустановившемся дви­ жении воды. Но и при неправильной конфигурации профиля дна реки применение рассматриваемого способа целесообразно, так как позволяет сократить некоторое число скоростных вертикалей. Число промерных вертикалей при этом сокращать нельзя.

По данным Браславского, формула (13.20) позволяет вычислять расходы с ошибкой не более 4,4% при сокращенном числе верти­ калей, тогда как формула (13.5) при таком же уменьшенном числе вертикалей дает значительно большие ошибки, до 22%.

Графический способ. В этом способе интегрирование заменя­ ется измерением площади эпюры элементарных расходов плани­

-х

Рис. 13.22. Схема к аналитическим формулам определения элементарного (а) и полного расхода (б).

ного расхода для каждой вертикали может быть определена путем измерения площади эпюры скоростей планиметром или палеткой. Средняя скорость течения для каждой вертикали определяется де­ лением величины площади эпюры скоростей (или, что то же, эле­ ментарного расхода) на глубину вертикали.

Площадь эпюры элементарных расходов, построенная для всего живого сечения (рис. 13.22 6), равна полному расходу воды.

Для вычисления расхода выполняют ряд графических построе­ ний. Работа производится в такой последовательности:

1)на листе миллиметровки стандартного размера вычерчивают профиль поперечного сечения реки"и наносят расчетный уровень (рис. 13.23);

2)на том же месте вычерчивают эпюры скоростей для каждой

вертикали в том же вертикальном масштабе, что и на профиле;

3)вычисляют средние скорости течения на вертикалях деле­ нием площади эпюры скоростей на рабочую глубину вертикали; площади эпюр определяют планиметром или палеткой;

4)строят эпюру средних скоростей, для этого над профилем по линиям соответствующих скоростных вертикалей откладывают от линии уровня воды величины средних скоростей и по полученным точкам проводят плавную линию; с эпюры снимают значения сред­ них скоростей для каждой промерной вертикали и проставляют

196

Рис. 13.23. Вычисление расхода поды графическим способом.

Гидрометрия

I

I

I

I