иметь в виду, что графический способ дает большую точность. При взятии проб воды в пяти точках на вертикали средний единичный расход наносов на вертикали вычисляется по формуле
<хср = 0,1 (ап о п -|- За0 ,2 + |
За0 ,й -|- 2а0 ,8 + а д о п ), |
(24.11) |
где аП О в, ссо,2, ••• — единичные |
расходы |
взвешенных |
наносов |
в соответствующих точках скоростной вертикали, определяемые по формуле (24.4).
|
a, |
|
°-з |
|
У |
|
«'/ |
со2 |
и,з | |
шп., |
|
|
|
|
|
|
в) |
|
|
|
п |
|
|
|
|
П-1 |
|
р. |
|
|
Рп-1 |
Рп |
|
о., |
|
вз |
|
|
Рис. 24.9. Схемы к вычислению расхода взвешенных наносов аналитическим способом.
После того как для всех вертикалей определены средине еди ничные расходы взвешенных наносов, общий расход находят по формуле
|
Я = 0,001 (&*,(•>„+ |
ах%4 |
Ц . + |
. . . + |
|
|
+ а |
" - \ + Г Х " |
°>„ - 1 |
+ kan<*„), |
(24.12) |
где |
а ь аг, ... — средние |
единичные |
расходы |
взвешенных |
наносов |
на |
скоростных вертикалях в г / ( м 2 - с ) ; k — коэффициент, зависящий |
от характера распределения скоростей в прибрежной зоне, значе
|
|
|
|
|
|
ние |
которого |
принимается таким же, как при вычислении |
рас |
хода |
воды; со0, со ь ... — частичные площади живого сечения |
в м2 , |
определяемые |
по поперечному профилю (рис. 24,9 а). |
|
|
При взятии проб воды на мутность суммарным или интеграци |
онным |
способом расход наносов вычисляется по другой |
формуле. |
В этом |
случае |
проба воды на вертикали дает среднюю |
мутность |
на данной вертикали. Для вычисления расхода наносов необходимо
предварительно вычислить частичные расходы воды между скорост ными вертикалями, а также между первой вертикалью и берегом и последней вертикалью и противоположным берегом. Частичные расходы воды вычисляются по данным измерений расхода воды. Частичный расход взвешенных наносов между двумя вертикалями определяется умножением полусуммы мутностей на этих верти калях на частичный расход воды между этими же вертикалями. Полный расход наносов определяется по формуле
/? = 0,001 ( P |
l Q 0 + - £ L + l 2 - Q 1 |
+ ••• + |
(24.13) |
+ Р " - ' 2 |
+ Р " ( ? „ - . |
+ P B Q b ) , |
где рь рг,-• - — средняя |
мутность |
на |
вертикалях; |
Q0 — частич |
ный расход воды между берегом и первой скоростной вертикалью;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q,,..., Qn-\—частичные |
расходы |
воды между |
скоростными |
вер |
|
тикалями; |
Qn |
— частичный |
расход воды между |
последней |
скорост |
|
ной вертикалью и берегом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В формулу вычисления расхода величины средней мутности под |
|
ставляют |
в |
г/м3 , а величины частичных |
расходов — в |
м3 /с. |
На |
|
рис. |
б |
приведена |
схема к |
вычислению |
расхода |
наносов |
по |
|
средней мутности на вертикалях. |
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
Как24.9уже |
указывалось, |
при |
средней |
мутности в |
реке |
менее |
|
г/м3 допускается сливать пробы, взятые на |
вертикалях |
суммар |
|
|
ным или интеграционным способом, в одну пробу, которая характе ризует среднюю мутность потока. В этом случае расход взвешен ных наносов вычисляется по формуле
/? = 0,001рс р С?. (24.14)
где pop — мутность суммарной пробы в г/м3 ; Q — расход воды в м3 /с.
После вычисления расхода наносов определяется средняя мут ность и по всему живому сечению.
24.5. Вычисление стока взвешенных наносов
Сток взвешенных наносов вычисляется двумя способами. Пер вый способ основан на использовании данных о мутности ежеднев ных единичных проб воды р е д и связи между мутностью единичных проб и средней мутностью реки рС р = / ( р е д ) . Второй способ основан на использовании зависимости между расходами наносов и рас ходами воды R = f ( Q ) .
Первый способ наиболее распространен и считается основным,, так как позволяет определять сток наносов по сравнительно не
большому числу измеренных расходов взвешенных наносов, |
|
расходов |
в год. Применение |
второго способа |
ограничивается |
тем, |
что для |
построения |
надежной зависимости |
между |
расхо |
|
10— |
дами15 |
наносов |
и расходами |
воды |
R = f(Q) необходимо |
большое |
количество измеренных расходов наносов. Обычно достаточная ча
стота измерения расходов наносов (20—40 в год) |
бывает только |
в первые годы работы станции или при проведении |
гидрометриче |
ских работ по специальной программе.
Вычисление стока взвешенных наносов по мутности ежедневных единичных проб и связи между мутностью единичных проб и сред ней мутностью реки. При вычислении стока наносов этим способом используют следующие данные: 1) мутность ежедневных единич ных проб воды ре д; 2) среднюю мутность реки рС р, определенную при измерении расходов взвешенных наносов; 3) мутность конт рольных единичных проб воды р е д . коптр; 4) расходы воды.
Рис. 24.10. Хронологический график мутности |
единичных проб |
и расходов воды. |
|
Подсчет стока производится в следующей |
последовательности. |
1. Строят хронологический график мутности единичных проб. Для этого используют данные о мутности ежедневных единичных проб воды за год. Этот график строят совместно с хронологическим графиком колебаний расхода воды (рис. 24.10). На гидрологиче ских станциях принято строить графики мутности единичных проб и расходов воды в составе комплексного графика результатов гид рометеорологических наблюдений (см. рис. 7.2).
График мутности единичных проб анализируют совместно с гра фиком колебаний расхода воды. В общем, возрастанию расхода со путствует увеличение мутности. На больших и средних реках пики мутности наступают раньше пиков расходов половодий и паводков; совпадение этих пиков во времени наблюдается обычно на малых реках.
На графики мутности единичных проб наносят точки, соответ ствующие значениям средней мутности реки по данным измерений расходов наносов. Совместный анализ графиков мутности единич ных проб и расходов, а также положения точек средней мутности позволяет выявить ошибочные значения мутности единичных проб,
которые необходимо проверить и.исправить, а недоброкачествен ные данные отбросить.
2. Строят график связи средней мутности реки р с р и мутности контрольных единичных проб воды р е д . контр- Для этого по оси ор динат откладывают значения мутности контрольных единичных
проб, бравшихся |
при измерении |
расхода |
наносов, а |
по оси абс |
цисс— значения |
средней мутности |
реки, |
определенные |
по резуль |
татам измерения расхода наносов. Точки соответствующих значе
ний |
р с р и ред. коптр на графике в большинстве случаев располага |
ются |
таким образом, что по ним можно провести прямую линию |
(рис. 24.11), проходящую через начало координат. Уравнение ее
ред г/м 3
|
|
I |
|
|
160 |
|
|
/ 3 |
|
|
|
а; |
|
|
/ |
|
§ 720 |
Рср = Кред |
|
э- |
|
|
а |
|
|
|
|
5: |
|
|
|
|
*• 80 |
5 с |
|
|
|
•о |
|
|
|
е |
|
о2 - |
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
I . . |
rf |
|
|
|
-LT7 |
|
|
|
|
U0 |
80 |
120 |
1&0 рСр г/м • |
|
Мутность |
средняя |
|
Рис. 24.11. Связь средней мутности реки и мутно |
сти |
контрольных единичных |
проб. |
имеет вид рС р = /'Сред- Полученный |
график |
позволяет по значениям' |
мутности ежедневных |
единичных |
проб воды р е д определять вели |
чины средней мутности реки. Таким образом можно определить
среднюю |
мутность реки за любой день в периоды • между датами |
измерения |
расходов наносов. Для последующих расчетов |
необхо |
димо определить значение коэффициента К в уравнении |
получен |
ной прямой. Это делают так: на проведенной |
прямой намечают |
точку и определяют ее координаты — абсциссу |
р с р и ординату р е д ; |
значение коэффициента К получают из соотношения |
|
|
Ред |
|
|
3. Вычисляют средние декадные расходы взвешенных |
наносов |
по формуле |
|
|
|
ю |
|
|
|
^сР .де,<==0,1 У ^ср . су т • 0,001, |
|
(24.15) |
