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

течения воды равна щ. Вертушка не в состоянии уловить очень малые скорости, вернее, при малых скоростях течение воды не мо­ жет преодолеть сопротивление в подшипниках, червячной передаче, контактном механизме и т. д. Скорость и0— начальная скорость вертушки. Она тем меньше, чем совершеннее конструкция.

Всертификатах, прилагаемых к вертушке, даны значения а, Ьу

си «о тарировочных уравнений. По приведенным уравнениям со­ ставляются таблицы, которыми пользуются для вычисления ско­ ростей, измеряемых вертушкой. Такая таблица, соответствующая кривым на рис. 1 2 0 , приведена в упражнении 28 (см. табл. 64).

шить. Ходовую часть, кроме подшипников, разбирают, все части

это приводит к нарушению тарировки.

После очистки в полость лопастного винта заливают трансфор­ маторное масло; ходовую часть собирают и укладывают в ящик. Если погнулись оси и крылья или если на шариках и в обойме подшипников обнаружены раковины, вертушку отправляют в ре­ монт и тарировку. Время от времени необходимы контрольные тарировки вследствие износа частей прибора.

Зимой после работы вертушку надо опустить в воду, чтобы удалить образовавшийся лед. После работы очищают и все осталь­ ные принадлежности: лебедку, штанги, тросы.

59. Измерение скоростей вертушкой

Скорости измеряют в отдельных точках на выбранных с к о р о ­

222

Т а б л и ц а 61

детальном измерении число вертикалей принимают в зависимости от ширины русла, располагая их на равном друг от друга расстоя­ нии.

Если в поперечном профиле есть резкие переломы, то скорост­ ные вертикали приурочивают к этим переломам. В пойме число скоростных вертикалей может быть уменьшено.

При назначении мест расположения вертикалей необходимо учитывать изменение шероховатости в поперечном профиле.

ледяного покрова скорости измеряют в шести точках: на расстоя­ нии 15—25 см от нижней поверхности льда на глубине 0,2#, 0,4#, 0,6#, 0,8Я и вблизи дна.

Кроме детального, существуют основной и сокращенный спо­ собы измерения расходов. При основном способе сокращается число скоростных вертикалей и число точек измерения на верти­ кали. В свободном ото льда и водной растительности русле ско­ рости измеряют на глубинах 0 ,2 # и 0 ,8 Я, а при небольших глуби­ нах — в одной точке 0,5# или 0,6#. При ледяном покрове измере­ ния ведут на 0,15, 0,50 и 0,85 рабочей глубины.

При сокращенном способе скорости измеряют на глубине 0,6#. Пульсация скоростей у дна и берегов больше, чем на середине реки. Поэтому средняя скорость может быть определена достаточ­ но точно только за продолжительное время (когда положительные и отрицательные отклонения от истинной скорости взаимно компенсируются). Чем ближе к берегу реки и дну, тем продолжи­ тельнее должно быть измерение скорости. Практически следует убедиться, что пульсация невелика и не вносит значительных погрешностей в измеряемую скорость. Для этого проверяют про­ должительность отдельных приемов. П р и е м о м называется число сигналов и соответствующее ему количество оборотов лопастного

винта между записями времени.

Так, между двумя сигналами вертушки ЖМ-3 лопастный винт делает 20 оборотов. Если скорость течения невелика и позволяет

223

При измерении скоростей в точке придерживаются следующих обязательных положении: 1 ) общее число приемов должно быть четным, 2 ) продолжительность измерения не менее 1 0 0 с, 3) раз­ ница между продолжительностью обеих половин наблюдении не должна превышать 5 с. Для примера даны результаты измерения в одной точке.

В этом примере общая продолжительность превышает 100 с. Продолжительность первых 16 приемов составляет 57 с, а следую­ щих 16 приемов 116—57 = 59 с. Разница здесь всего 2 с (59—57).

На реках с очень большими скоростями течения продолжитель­ ность наблюдений можно сократить при условии, чтобы число оборотов вертушки было не менее 500.

Порядок производства работ следующий: записывают дату и время начала работ, уровень воды по водомерному посту и рас­ стояние от постоянного начала до уреза воды. Установив лодку или паром на ближайшей до уреза скоростной вертикали, дважды промеряют ее глубину. По среднему значению обоих промеров вы­ числяют среднюю глубину, а по ней глубину расположения скоро­ стных точек. После этого приступают к измерению скоростей, на­ чиная с поверхностной.

Секундомер включают по началу или по окончании сигнала. При быстром течении удобнее отмечать время по концу сигнала, а при медленном — по началу.

После всех измерений снова записывают время (часы и мину­ ты) и уровень воды на водомерном посту. При интенсивных ко­ лебаниях уровня наблюдения производят перед началом измерений на каждой вертикали. В этом случае в руслах с устойчивым про­ филем допускается сокращенный способ измерения расхо­

да воды.

Зимой скорости измеряют подо льдом. Во льду вырубают лунки, над каждой из которых устанавливают будку на полозьях. В лун­ ках измеряют толщину льда и шуги, а также толщину снега подо льдом. Если шуга занимает больше 20% водного сечения, следует выбрать другой створ для измерения расхода воды. Глубину вер­ тикали принимают без толщины погруженного льда. Точки изме­ рения скоростей намечают в зависимости от выбранного способа измерений (шеститочечный, трехточечный и т. д.).

При переходе с одной вертикали на другую вертушку опускают в теплую воду, чтобы она не покрылась льдом.

Урезы воды устанавливаются по нижней поверхности льда в прибрежных лунках.

224

дографы. Искомый частичный расход (рис. 1 2 1 ) равен полупроизведению площадей ABCD н EFGH на расстояние Ь\ между ними. Обозначив эти площади через с/i и qo, получим

Площадь эпюры можно представить в виде площади равнове­ ликого прямоугольника, у которого основание равно глубине вер­ тикали, а высота средней скорости, т. е.

ражается в м2/с. Элементарные расходыдычисляются графически путем планиметрирования годографов.

Таким образом, частичный расход равен полуиропзведению эле­ ментарных расходов на расстояние между вертикалями. Суммируя

Суммирование тоже можно выполнить графически. Для этого выше уровня воды откладывают элементарные расходы над соот­ ветствующими вертикалями и соединяют полученные точки плав­ ной кривой (см. рис. 122). Она называется эпюрой распределения элементарных расходов по ширине реки. Площадь этой фигуры и выражает величину расхода реки.

Итак, графический расчет выполняют следующим образом:

1.Вычерчивают поперечный профиль створа, на котором пока­ зывают положение промерных и скоростных вертикалей, расстоя­ ния от постоянного начала, глубины, отметку расчетного уровня и толщину погруженного льда и шуги (для зимы).

2.Вычерчивают эпюры скоростей (годографы) па вертикалях.

3.Определяют элементарный расход q = hva как площадь эпю­ ры на каждой вертикали. Эту площадь определяют планиметром или палеткой, а среднюю скорость получают делением площади на глубину.

4.Средние скорости на скоростных вертикалях заносят в соот­ ветствующую графу под профилем (см. рис. 1 2 2 к упражнению 29). Вычерчивают эпюру распределения средних скоростей по ширине реки. Эти величины отложены от уровня над скоростными вертика­

промерных вертикалях. Для этого снятые с чертежа значения ув умножают на соответствующие глубины. Все значения q, рассчи­ танные для скоростных и промерных вертикалей, заносят в соот­ ветствующую графу и откладывают в заданном масштабе над про­ филем. Полученные точки соединяют плавной кривой (линия 2 на

226