Файл: Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация.pdf

погоду. Перед началом и по окончании измерений проводятся наблюдения за уровнем по водомерному посту.

Вычисление расхода воды. Расход воды вычисляют аналитиче­ ским способом. На клетчатку (рис. 116) по оси абсцисс наносят

.расстояния от постоянного начала, а по оси ординат — продолжи­ тельность хода поплавков. По журнальным данным наносят точки поплавков. Через центры тяжести отдельных групп точек на глаз проводят плавную эпюру распределения продолжительности хода поплавков по ширине реки.

В местах выраженных перегибов эпюры, а при отсутствии их через равные расстояния назначают скоростные вертикали, обяза­ тельно совмещая их с промерными. Для них определяют поверх-

Рис. 116. Эпюра распределения продолжительности хода по­ плавков по ширине русла.

скоростными вертикалями равен произведению средней скорости

Расход назван фиктивным потому, что он вычислен не по сред­ ней скорости на вертикали, а по средней скорости из поверхност­ ных. Действительный частичный расход несколько меньше фиктив­ ного.

Расходы воды прибрежных участков между левым урезом и первой скоростной вертикалью, а также между последней верти­ калью и правым урезом определяют по формулам:

21Г-

Величина k зависит от очертаний берега и характера движения воды в прибрежных участках. Если берег пологий, глубина воды у уреза равна нулю, то /г = 0,7, если берег обрывистый, то /е = 0,8; при наличии гладкой стенки /е = 0,9, а при наличии мертвого про­ странства (скорость в прибрежном участке отсутствует) k = 0,5.

Расход во всем поперечном сечении получается суммированием частичных расходов

Действительный расход получается умножением Qtj, на попра­ вочный коэффициент k\, т. е.

Для определения k\ используют значения расходов воды, изме­ ренные при уровнях, близких к тем, при которых измерялись рас­ ходы поплавками. Расход, вычисленный по поверхностным скоро­ стям, равен <2ф, а по средним скоростям на вертикалях QK. От­

сюда k\ = При отсутствии специальных наблюдений k\ при­ нимают по табл. 60.

Т а б л и ц а 60

Поправочные коэффициенты k t к фиктивному расходу

58. Гидрометрические вертушки

Гидрометрическая вертушка — наиболее точный прибор для из­ мерения скоростей течения в отдельных точках.

Каждая вертушка состоит из следующих основных частей: кор­ пуса, оси, лопастей, счетно-контрольного механизма и хвоста или руля.

В к о р п у с е вертушки заключен счетный механизм. Корпус имеет приспособление для закрепления вертушки на штанге или для подвешивания на тросе.

О сь вертушки вместе с лопастями вращается на шариковых подшипниках или подшипниках из агата, сапфира или сплава. Вертушки бывают с вертикальной или горизонтальной осью, вра­

218

Если N — число оборотов вертушки за время t секунд, то скорость вращения лопастей

низмом. В последнее время преобладает электрическая сигнализа­ ция. Сигналы через определенное число оборотов вертушки пере­ даются на электрический звонок, зуммер или электрическую лам­ почку.

Контактный механизм (рис. 119) состоит из червячной шестер­ ни 1, на которую насажен контактный штифт 2. Шестерня вра­ щается от червячной передачи на оси вертушки. Контактная пру­

Рис. 119. Счетно-контактный механизм.

вертушке от батареи, состоящей из двух гальванических элемен­ тов. Замыкание тока приводит в действие электрическую сигнали­ зацию. Ток замыкается через равное число оборотов в зависимости от числа штифтов и зубцов на шестерне.

в виде листа; у других руль выполнен из двух взаимно перпенди­ кулярных лопастей; горизонтальная служит для поддержания вер­ тушки в горизонтальном положении, а вертикальная удерживает ■ее в направлении течения.

Для у с т а н о в к и вертушки на нужную глубину служат штан­ ги и тросы. Вертушку крепят при помощи винта на штанге; плоский поддон препятствует погружению штанги в рыхлое дно.

При больших глубинах вертушку опускают при помощи лебед­ ки. В этом случае она помещается на вертлюге, к нижнему концу которого прикрепляется груз, а к верхнему трос, идущий к лебедке

(см. рис. 103).

Типы вертушек и их конструктивные особенности. Гидрометри- -ческая вертушка Ж-3 имеет в верхней части корпуса две клем­ мы. Из них одна изолирована от корпуса. К ней подключен отри­ цательный полюс батареи. Два зажимных винта в задней части корпуса служат для укрепления вертушки на штанге. Электриче­

:220

ская цепь вертушки сконструирована следующим образом: изоли­ рованная клемма проводит ток от батареи к гнезду штепселя, да­ лее по токопроводящему стержню на контактную пружину, с пру­ жины на контактный штифт, на шестерню, ось, корпус вертушки и

ный винт особой формы: образующая винтовой поверхности пря­ молинейна. Погрешность измерения не превышает 3%. Вертушка измеряет скорости в большом диапазоне: от 0,05 до 5,0 м/с.

Г и д р о м е т р и ч е с к и е в е р т у ш к и с в е р т и к а л ь н о й о с ь ю применяют главным образом в ирригационной практике (вертушка ИВХ). Вертушка состоит из корпуса, ротора и хвоста.

в передней части корпуса, заполнена маслом и хорошо защи­ щена от воды.

Тарировка вертушки и пользование тарировочными таблицами и кривыми. Для определения скорости течения воды в точке необходимо установить зависимость между скоростью вращения лопастей и скоростью течения воды. Эта зависимость устанавли­ вается опытным путем в лабораторных условиях. Процесс опреде­ ления зависимости скорости движения воды и от числа оборотов п вертушки в 1 секунду или u — f(n) называется тарированием.

Вертушки тарируют в стоячей воде в прямоугольных лотках или круглых бассейнах. При этом вертушку перемещают в воде с определенной скоростью. Одновременно определяют число обо­ ротов вертушки и продолжительность ее передвижения. Обычно над лотком по отшлифованным рельсам с помощью электродвига­ теля катится тележка. Вертушка укреплена на тележке. Через оп­ ределенные расстояния устроены контакты, замыкаемые тележкой при ее движении, чем и определяется пройденный путь. Все дан­ ные записываются автоматически на ленте хронографа. Изменяя скорость движения тележки, получают значения п при разных скоростях.

Данные, полученные при тарировании, оформляют графически в виде тарировочных кривых n = f(n). Зависимость обычно выра­ жается кривой линией в нижней части, т. е. при малых скоростях, и прямой линией при больших значениях и. Поэтому нижнюю часть тарировочной кривой обычно вычерчивают в крупном масштабе (рис. 1 2 0 ), а прямую линию в более мелком масштабе.

Данные тарировки обрабатывают. Уравнения имеют следующий вид:

221