Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 445

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ского фильтрования, фильтрования с предварительным отстоем на­ носов или фильтрования под давлением. Более подробно этот во­ прос рассматривается ниже. Выделенные из пробы иа фильтр на­ носы высушиваются на воздухе. Затем фильтры с наносами

тщательно упаковывают в пергаментные

пакетики

и пересылают

в лабораторию, где определяют их вес.

Данные

о весе наносов

в пробах используют для определения мутности и вычисления рас­

хода наносов.

 

 

К о н т р о л ь н ы е

е д и н и ч н ы е п р о б ы воды на

мутность

берут при каждом

измерении расхода взвешенных наносов в том

же месте, где берут ежедневные единичные пробы, темп

же прибо­

рами и в том же объеме (объем пробы должен соответствовать данным табл. 24.2). Первичная обработка проб производится на посту, а взвешивание фильтров с наносами — в стационарной ла­

боратории. По

весу наносов в пробе и объему пробы определяют

мутность контрольной единичной пробы (ред. контр

г/м3 ).

П р о б ы

д л я

о п р е д е л е н и я к р у п н о с т и

взвешенных на­

носов берут

не

при каждом измерении расхода наносов, а только

в характерные

периоды гидрологического режима — половодье, па­

водки и межень

(при мутности более 50 г/м3 ). Всего за год прово­

дится 4—10 определений крупности взвешенных наносов. Пробы берут во время измерения расхода наносов на всех скоростных вертикалях тем же прибором и тем же способом, что и пробы для измерения расхода наносов, но отдельно от них. Взятые пробы сливают в одну для всего живого сечения. При детальном способе пробы для определения крупности берут в двух точках на верти­

кали: на 0,2h

и 0,8/г. Объем пробы зависит от мутности

воды в реке

и от того, какой вес наиосов требуется для

проведения анализа:

при анализе

методом фракциометра навеска

должна

составлять

0,5—2,0 г, при анализе методом пипетка — фракциометр — 2—7 г (указанные методы анализа рассматриваются ниже). Объем пробы в литрах определяется по формуле

 

v =

_ « _ !000 _

 

 

}

 

 

Р

 

 

 

 

где а — величина

требуемой

навески

в

граммах;

р — мутность

воды в г/м3 .

 

 

 

 

 

 

Обработка пробы производится

в

стационарной

лаборатории.

Е ж е д н е в н ы е

е д и н п ч н ы е

п р о б ы

воды на

мутность бе­

рутся в сроки водомерных наблюдений один (в 8 часов) или два раза в сутки (в 8 и 20 часов). В периоды небольшой мутности, в межень, пробы берутся один раз, при повышении мутности свыше 100 г/м3 (в паводки и половодья) —два раза. При резких колеба­ ниях мутности, например на горных реках с паводочиым режимом при внутрисуточном ходе мутности, пробы берут учащенно. При малой мутности (менее 50 г/м3 ) пробы сливают по пятидневкам и анализируют суммарную пробу. При мутности менее 20 г/м3 (в пе­ риоды устойчивой летней и зимней межени) анализируют суммар­ ные пробы по декадам.

308

н CM

120

то

UJ

и г

2390

 

VM/C

 

0,B0

Л ер*»

4,43

 

 

^таксм

S.S

Co

 

 

 

 

 

0,45

^

0,20

 

 

0,S8

Co

 

 

 

 

 

В

и

5*2

 

 

ГА, 0,012

RKZ/C +6.0

40, ff

N бертихалей Расстояния от пост, начала, м Рабочие глубины Л м

Средние скорости VM/C

Элемент, расходы Воды а)лмг/с Средние единичные расходы наносов

Элемент,

расходы

наносов

z = dcp

ti г fa- с)

 

 

*2

°0

§

rsj

 

1Г)

CDО §

сэ" en СП

о

§&

8

to

 

*2

 

о"

 

са

со

«"-)

сэ

<о

 

я*

 

С?

 

 

5

 

 

§

+

Э?

 

•о"

•о

СМ

to

 

in"

 

to*

 

1

1

•4-

 

$

IS

в

*о

г.

-r-

«о

w"

 

<\Г

СМ

*м"

 

 

о>*

 

 

м

 

 

 

 

 

S3"

8"

S3"

S3*

СО

to

to

 

 

1"

с--"

§ '

5

 

 

 

 

 

§ •

CO

s

Й$

to

o,w

5}

<NJ

CS

CM

+

CNj"

 

to

 

 

 

(M

-

 

1

ca

to

 

CM

СЭ

 

s

Cg

 

 

Ch

 

 

CM

to

to

 

 

 

 

to"

s

fa

CM

 

 

 

to

 

 

M

CO

о

 

 

 

 

 

CD

 

'0,559

 

to

1

см

 

СЭ*

of

 

00

 

CNJ

 

CD'

 

car

 

CO

 

 

to

 

toj

cd& 1

 

CD

 

 

 

 

О

4

CM

со

 

 

 

Id

 

 

CM

CO

 

осэ

C\J

 

CM*

 

о

 

to

 

 

 

 

to

 

to"

a

я

Cf

 

 

 

 

о

CM

CM

 

2?*

 

of

to

о"

4-

to

a"

 

 

 

cr

о

 

 

•*

 

c»

 

CO

8"

<=>

 

 

erf

 

 

 

СЭ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 24.8. Вычисление расхода взвешенных наноеов графическим способом.

Гидрометрия

Как уже указывалось, ежедневные единичные пробы берут в по­ стоянном месте, которое должно отвечать определенным требова­ ниям. Оно должно находиться на одной из постоянных вертикалей в стрежневой части потока. Важно в процессе наблюдений убе­ диться, что мутность единичных проб, взятых на выбранном месте, находится в постоянном соотношении со средней мутностью воды реки. Нельзя брать единичные пробы в прибрежных участках, в за­ стойных зонах.

Для взятия ежедневных единичных проб используются те же приборы, что и при измерении расхода наносов и при взятии кон­ трольных единичных проб. Ежедневные пробы берутся неизменно однотипными приборами. Применяется суммарный способ взятия проб (в двух точках — 0,2/г и 0,8/i), одноточечный (0,6/г) или ин­ теграционный. Объем пробы устанавливается в соответствии с табл. 24.2. Первичная обработка проб производится на посту. Вы­ сушенные фильтры с наносами отправляют в лабораторию, где оп­ ределяется вес наносов. По весу наносов и объему пробы подсчитывается мутность.

24.4. Вычисление расхода взвешенных наносов

Расход взвешенных наносов вычисляется по данным измерения расхода воды и значениям мутности, полученным в результате ана­ лиза проб воды, взятых при измерении расхода. Для вычисления мутности проб используют данные о весе наносов в пробах, полу­ чаемые из лаборатории, где производится анализ проб. Мутность воды вычисляется по формуле (23.1). По этой формуле вычисляют мутность всех проб, взятых как в точках, так и суммарно и интег­ рационно.

Расход взвешенных наносов вычисляется двумя способами — графическим и аналитическим. Графический применяется, если из­ мерение расхода наносов произведено детальным способом; анали­ тический— когда расход наносов измерялся сокращенным (двух­ точечным и одноточечным), суммарным и интеграционным спосо­ бами.

В тех случаях, когда в створе измерения расхода река имеет протоки, расход наносов вычисляется отдельно для основного русла и для протоков. Полный расход наносов получается сумми­ рованием частичных расходов.

Графический способ. Вычисление расхода взвешенных наносов производится на чертеже, на котором выполнено графическое вы­ числение расхода воды. Пример вычисления приведен на рис. 24.8. Работа выполняется в такой последовательности:

1) строят эпюры мутности, для этого на эпюрах распределения скоростей течения в точках, где измерялись скорости и брались пробы воды, откладывают значения мутности. Масштаб принимают из расчета, чтобы ширина эпюр мутности примерно равнялась ши­ рине эпюр скоростей течения. При нанесении точек мутности сле­ дует обращать внимание на резко отклоняющиеся точки и не

309

принимать их

во внимание при

проведении

эпюр; значение мут­

ности для этих точек берется с проведенной

эпюры;

 

 

2)

вычисляют

единичные расходы

взвешенных

наносов

а

г / ( м 2 - с ) , для

этого

по соответствующим

точкам эпюр

находится

произведение скорости

и мутности

 

 

 

 

 

 

 

 

<х =

ря;

 

 

(24.4)

3)

строят

эпюры

единичных

расходов

взвешенных

наносов

а,

для этого на эпюрах скоростей течения в соответствующих точках откладывают полученные значения единичных расходов и по по­ лученным точкам проводят плавные линии;

4) определяют элементарные расходы взвешенных наносов г г/(м - с), численно равные площадям эпюр единичных расходов. Площади этих эпюр определяют планиметрированием или с по­

мощью

палетки с учетом горизонтального и вертикального мас­

штабов;

 

 

5) определяют средние единичные расходы взвешенных наносов

на вертикалях

(г/м3 -с), для этого полученные величины элемен­

тарных расходов делят на глубины вертикалей

 

 

 

* с Р = ^ - ;

(24.5)

6)

строят

эпюру средних единичных расходов а с р .

Величины

•ас р откладывают на каждой вертикали в том же масштабе, в ко­ тором отложены значения а на эпюрах скоростей, и выписывают под чертежом для каждой вертикали: для скоростных — получен­ ные величины, для промерных — величины, снимаемые с проведен­ ной эпюры;

7)строят эпюру элементарных расходов, для этого откладывают

вопределенном масштабе на скоростных вертикалях полученные для них ранее величины элементарных расходов. Для промерных вертикалей элементарные расходы вычисляют умножением сред­

него единичного расхода а о р , снятого

на данной

вертикали

с эпюры, на глубину данной вертикали;

значения г

выписывают

под чертежом;

 

 

8) определяют расход взвешенных наносов, численно равный площади эпюры элементарных расходов. Площадь эпюры опреде­ ляют планиметрированием или с помощью палетки; полученное значение расхода переводят в размерность килограмм в секунду.

После вычисления расхода наносов определяют среднюю мут­ ность реки по формуле

 

Р с р = = ^ ю о о _ ,

( 3 4 б )

где R — расход

взвешенных наносов в кг/с; Q — расход

воды

в м3 /с, тогда р с р

— в г/м3 .

 

310

Кроме того, средняя мутность вычисляется для каждой скорост­ ной вертикали по формуле

Рср.в

(24.7>

где г — элементарный расход взвешенных наносов на данной вер­

тикали в г / ( м - с ) ; q—элементарный

расход воды на той же верти­

кали в м2 /с. На графике расхода

можно также построить эпюру

средней мутности на вертикалях,

которая

позволяет

анализиро­

вать распределение мутности по ширине реки.

 

На графике расхода в таблице

принятых

данных

проставляют

полученные значения расхода взвешенных наносов R и средней мутности реки рС р.

Аналитический способ. Аналитическое вычисление расхода взве­ шенных наносов производится по формулам в зависимости от спо­ соба взятия проб воды на мутность.

При взятии проб точечным способом необходимо предвари­ тельно вычислить средние единичные расходы взвешенных наносов для каждой скоростной вертикали. Для этого применяют формулы,, аналогичные формулам для вычисления средней скорости течения на вертикали. При двухточечном способе взятия проб средний еди­ ничный расход вычисляют по формуле

а с р =

а ° ' 2 + *™ ,

(24.8>

где ао,2 — единичный расход

взвешенных

наносов в точке на глу­

бине 0,2/г, равный произведению скорости течения «о,2 и мутности

ро,2, т. е. ао,2 = "о,2Ро,2;

а.о,8 — единичный

расход взвешенных нано­

сов в точке на глубине

0,8/г, равный ao,8=

"o,sPo,s-

При одноточечном способе взятия проб средний единичный рас­

ход на вертикали вычисляют по формуле

 

 

 

 

ср — а 0 , 6 >

 

(24.9)

 

а,

 

 

где uo,6 — единичный

расход

взвешенных

наносов

в точке на глу­

бине 0,6/г, равный ао,б = «о,бРо,б-

 

 

Если измерение

расхода

взвешенных

наносов

производилось

в заросшем водной

растительностью русле или при ледяном по­

крове и пробы брались в точках 0,15 и 0,85 рабочей глубины, то средний единичный расход наносов на вертикали вычисляется поформуле

 

а с Р

=

9

'

(24.10)

где an,i5

и «о,85 — единичные

расходы взвешенных наносов в точках

0,15 и 0,85 рабочей глубины, определяемые, как указано выше.

Аналитическим способом можно вычислять расход взвешенных

наносов,

измеренный детальным

способом, но при этом

следует

311

Смотрите также файлы