Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

1)свойства и качество измерительных приборов,

2)методы и условия производства измерений,

3)изменчивость измеряемых величин во времени.

Кроме погрешностей, возникающих при измерении, на точность определения расхода воды влияют способ вычисления расхода и ошибки, которые могут быть при этом допущены. При надлежащем контроле эти ошибки можно устранить. Однако применение того или иного вычислительного приема не может устранить погрешно­ сти, допущенные при полевых измерениях.

Все погрешности при измерении расхода можно разделить на случайные и систематические.

Случайные погрешности могут возникать как при измерении площади живого сечения, так и при измерении скоростей течения. При каждом измерении глубин, расстояний между вертикалями, скоростей погрешности могут быть как положительные, так и от­ рицательные.

Причины случайных погрешностей при измерении площади жи­ вого сечения следующие: 1) приближенность измерения глубин и расстояний между вертикалями, 2) невозможность строго выдер­ жать постоянство положения промерных вертикалей. По данным полевых измерений случайная погрешность в определении пло­ щади живого сечения составляет около 3%.

Причины случайных погрешностей при измерении скоростей те­ чения следующие: 1) приближенность определения продолжитель­

Общая величина случайных погрешностей при измерении рас­ хода воды составляет около 3—4%.

Систематические погрешности, в отличие от случайных, оказы­ вают одностороннее влияние на результат измерения, завышая или занижая значение измеряемой величины.

Причины систематических погрешностей при измерении пло­ щади живого сечения следующие: 1) невертикалы-юе положение штанги или троса при промерах (глубины завышаются), 2) набе­ гание воды на штангу или наметку, 3) влияние грунта дна при промерах —при мягком дне глубины завышаются, при каменистом занижаются, и др. Суммарное влияние указанных причин обычно приводит к некоторому завышению площади живого сечения, до 2 - 3 % .

Причины систематических погрешностей при измерении скоро­ стей течения следующие: 1) погрешность в тарировании вертушки (в пределах прямолинейного участка тарнровочной кривой погреш­

204

личины трения в механизме вертушки в процессе ее эксплуатации (трение возрастает, вызывая занижение измеряемых скоростей, особенно при малых значениях последних), 4) влияние вязкости масла (при понижении температуры вязкость возрастает и наобо­ рот), 5) неучитываемое влияние косоструйности, 6) погрешность, вносимая неопределенностью экстраполяции эпюры распределения скоростей по вертикали от нижней точки измерения до диа, и др.

Общая величина систематических погрешностей при определе­ нии расхода воды находится обычно в пределах — 1 , + 5%.

На точность измерения расхода воды значительное влияние ока­ зывают условия производства работ, например наличие в русле значительного количества шуги, наличие водной растительности, заросшая пойма и пр. В табл. 13.4 приводятся ориентировочные величины погрешностей определения расхода воды при различных условиях измерения (см. в кн. «Наблюдения на гидрометеорологи­ ческой сети СССР» [42]).

Таблица 13.4

Ориентировочные величины погрешностей определения расхода воды методом «скорость—площадь» (измерение гидрометрической вертушкой)

Принципиальные основы оценки погрешности определения рас­ хода воды сформулированы Г. В. Железняковым и Б. Б. Данилевичем [28] в форме следующей зависимости:

где Ah — абсолютная погрешность измерения глубин; До — абсо­ лютная погрешность измерения скорости течения; А6 — абсолютная погрешность измерения расстояний между вертикалями; со„ — пло-

205

щадь, ограниченная эпюрой распределения средних скоростей на

можным, например при ледоходе, молевом лесосплаве, а также при аварийном состоянии гидрометрической переправы. При ледоходе поплавками служат приметные льдины, при лесосплаве — бревна. Поплавки находят широкое применение при измерении расходов воды аэрометодами.

Для измерения расхода воды выше и ниже основного гидро­ метрического створа на равных расстояниях разбивают дополни­ тельно два створа с таким расчетом, чтобы продолжительность хо­

округления до целой секунды и, кроме того, за счет некоторой неточности определения моментов прохождения поплавка через ли­ нии створов. Наблюдения показали, что ошибки в определении продолжительности хода поплавков могут достигать 1—2 секунд.

206

При больших скоростях течения ошибки в определении продолжи­ тельности хода поплавков оказывают меньшее влияние на точность измерения скорости. Поэтому при скоростях более 2 м/с прини­

В 5—10 м выше верхнего створа разбивают пусковой створ, обозначая его вехами на берегах; он служит для запуска поплав­ ков. Остальные створы также закрепляют вехами. На основном

с берега, на широких с лодки; поплавки пускают из пяти—восьми мест по ширине реки так, чтобы через основной створ они про­ ходили группами по две—четыре штуки;

2)при прохождении каждого поплавка через створы наблюда­ тели дают сигналы; продолжительность хода каждого поплавка от верхнего до нижнего створа определяется по секундомеру;

3)на основном створе в момент пересечения его поплавком от­

ния с берега при наличии перетянутого через реку размеченного троса; при большой ширине реки наблюдения ведут с лодки, а при невозможности пользоваться размеченным тросом применяют за­ сечки угломерными инструментами.

При измерении скоростей течения у берегов, где поплавки могут задерживаться прибрежной растительностью и где скорости тече­ ния малы, рекомендуется пускать поплавки на более коротком уча­ стке, разбивая для этой цели верхний и нижний створы на мень­ шем расстоянии между ними.

При невозможности пустить поплавки по всей ширине реки измеряют только наибольшую поверхностную скорость течения.

207