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

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 110

Скачиваний: 0

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

Н м

Рис. 130.

Внесение поправок к

уровням воды в случае

 

 

 

 

неустойчивого

русла.

 

 

а — хронологический график поправок; б — кривая расходов.

 

 

 

 

6 6 .

Экстраполяция кривых

 

 

Иногда на кривой расходов недостаточно измеренных величин.

Чаще всего

отсутствуют данные расходов в верхней

ее части

(рис. 131).

Продолжение кривой до наивысших уровней,

или

эк ­

с т р а п о л я ц и ю ,

выполняют следующими способами:

1 ) по

ка­

сательной к

основному

направлению кривой, 2 ) по кривым

а =

= fi (Я) и v — f2(H), 3)

по формуле Шези.

 

 

Нем

_ Рис. 131. Экстраполяция кривой Q = f ( H) .

Первый способ применяют, если не освещенный фактическими измерениями участок кривой не превышает 1 0 % всей амплиту­ ды уровней воды. В этом случае кривую продолжают на глаз, по касательной к ее основному направлению в верхней части.

Во втором случае кривую ьл — fi (Я) строят по данным промеров

244

и нивелировки створа до наивысшего уровня (см. рис. 131). Кри­ вую же и2 = \2(Щ продолжают на глаз. Перемножая со на v, по­ лучают расходы воды для верхнего участка кривой.

Третий способ — по формуле Шези — применим для рек с глу­ биной, превышающей 3,5 — 4,0 м. При разных уровнях уклоны определяют по уклонным постам. Величины со и R определяют, как и во втором случае, по данным промеров до наивысшего уров­ ня. Коэффициенты С находят для всех измеренных расходов по формуле

и У R I '

Для участка, где измерены расходы воды, строим кривую С= = f (Я ), которую экстраполируют на глаз до наивысшего уровня.

67. Подсчет стока

Пользуясь кривыми расходов, можно подсчитать сток воды за сутки, месяц, год или другие отрезки времени. Для этого по ве­ домости средних суточных уровней и кривой Q = / (Я) определя­ ют средние суточные расходы воды, на основании этого составля­ ют ведомость средних суточных расходов по форме табл. 6 8 (см. упражнение 33). Допустим, что средний суточный расход в январе равен 3,2 м3/с. Объем стока за январь 1^=3,2-31 - 8 6 400 = = 8,57 млн. м3. Точно так же может быть подсчитан сток других месяцев и за весь год.

 

Вопросы

д л я самопроверки

1.

Для чего служит кривая Q =

f (Я)?

2.

В чем заключается анализ данных, помещенных в ведомости измеренных

расходов воды?

 

3.

Какие кривые дополнительно вычерчивают совместно с кривой Q = / (Я)

пдля чего их используют?

4.Как построить кривую Q = f (Я) при наличии переменного подпора

вгидрометрическом створе?

5.Как вычислить сток воды в открытом, свободном от подпора русле?

6.Как вычислить сток при наличии ледяного покрова или при зарастании

русла?

 

 

 

 

Лабораторно-практические занятия

 

 

Упражнение

33.

1. Построить кривую зависимости между рас­

ходами и

уровнями

Q = f(H)

р. Псел у с. Запселья

за

1955 г.

для

свободного

ото

льда периода.

2. Составить расчетную таб­

лицу

координат

кривой Q = f (Я);

3. Определить средние суточ­

ные расходы воды и вычислить

суммарный сток за май

1955 г.

Да но :

1. Ведомость измеренных расходов воды

(табл. 6 8 ).

245

Таблица 68

Измеренные расходы воды р. Псел у с. Запселья за 1955 г.

 

 

 

Уровень

 

Пло­

 

Дата

Aa

воды над

Расход

 

нулем гра­

щадь

расхода

измерения

створа

фика по

воды

водного

основному

Q м3/с сечения

 

 

 

подпосту

 

(») м2

 

 

 

Н, см

 

 

1

2

3

4

5

6

Средняя

Шири­

Сред­

Способ

скорость

няя

течения

на реки глубина

измерения

г, = Л

М/с

В м

воды,

расхода*

 

ftcp м

 

О)

 

 

 

7

 

а

0

10

1

1/п

2

404

130

238

0,55

72,3

3,29

>КЗ 7/35

2

11/п

1

378

126

201

0,63

63,2

3,18

ЖЗ 9/41

3

23/111

1

331

118

170

0,69

59,7

2 85

ЖЗ 10/46

4

2/IV

1

412

173

221

0,78

65,2

3 ’39

ЖЗ 9/46

5

10/IV '

2

506

258

320

0,81

87,3

3 8 6

ЖЗ 8/40

6

14/1V

2

552

284

370

0,77

94,4

3 92

ЖЗ 8/38

7

20/1V

1

414

128

228

0,56

65,0

3,51

ЖЗ 10/46

8

24/IV

1

315

92,1

165

0,56

58 8

2 81

ЖЗ 9/43

9

2/V

1

962

60,0

137

0,44

55,5

2 ’47

ЖЗ 9/41

10

15/V

1

232

40,3

123

0,33

54,0

2,28

ЖЗ 8/36

11

I/V1

I

164

26,2

83,8

0,31

51,4

1,63

ЖЗ 7/31

12

19/VI

1

139

23,9

70,1

0,34

50,4

1,33

ЖЗ 7/25

13

1/VII

1

130

23,5

64,7

0,36

49 8

1,30

ЖЗ 7/25

14

15/VII

I

108

16,5

54,5

0,30

48,8

1,12

ЖЗ 7/23

15

i/v iii

1

85

11,6

43,4

0,27

47,4

0,92

ЖЗ 7/19

16

15/viil

1

84

10,5

43,4

0,24

46,5

0,93

ЖЗ 7/19

17

4/IX

1

79

10,5

39,9

0,26

45,8

0,87

ЖЗ 7/19

18

15,/IX

1

71

8,64

36,8

0,23

44,7

0,82

ЖЗ 7/18

19

1/X

I

73

8,71

37,8

0,23

44,8

0,84

ЖЗ 7/18

20

14/X

1

66

7,51

34,5

0,22

43,8

0,79

ЖЗ 7/17

21

2/XI

1

82

12,1

41,0

0,30

46,0

0,89

ЖЗ 7/18

22

15/XI

1

76

10,0

38,8

0,26

45,3

0,86

ЖЗ 6 19

* Числитель дроби, стоящий после обозначения вертушки, указывает коли­ чество скоростных вертикалей, а знаменатель — общее количество точен в се­ чении, в которых измерялась скорость течения.

2. Ведомость средних суточных уровней и расходов (табл. 70). Ре ше н и е . 1. В соответствии с п. 65 (построение кривой Q = f(H)) производим анализ данных измерений, приведенных в

ведомости расходов воды. При высоких уровнях расходы измере­ ны пятиточечным способом; русло устойчивое, ие зарастает. Ам­ плитуда колебаний уровней воды на гпдростворе (см. упражне­

ние 26, табл. 51)

составляет 554—

6 6 = 488 см. Измеренными же

расходами (табл.

6 8 ) освещена

амплитуда уровней 552—66=

=486 см, т. е. почти полностью. Формально эта кривая вполне надежна. Однако при более пристальном изучении материалов можно заметить, что в отдельные фазы режима реки кривая ос­ вещена недостаточно равномерно. Так, на подъеме половодья с 23 марта до 10 апреля измерено всего три расхода при интерва­ лах уровней: 412 — 331=81 см и 506 — 412 = 94 см. На спаде же от 14 до 20 апреля измерены два расхода при. понижении уровня

воды

на

552 — 414 = 138 см. Поэтому этот отрезок

кривой Q =

= f

(/7)

нельзя считать надежным. Лучше освещен

измерениями

246

Рис. 132. Кривые зависимости расходов от уровнен р. Псел у с. Запселья.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

69

 

 

Координаты кривой

Q =

f ( H)

 

 

Уровень

 

 

 

 

 

 

над нулем

0

2

4

6

8

 

графика

 

дц/см

 

 

 

 

 

 

16

25,0

25,5

26,0

26,5

27,0

 

17

27,5

28,0

28,5

29,0

29,5

 

18

30,0

30,5

31,0

31,5

32,0

-

19

32,5

33,0

33,5

34,0

34,5

 

20

35,0

35,5

36,0

36,5

37,0

 

21

37,5

37,7

38,0

38,2

38,5

 

22

38,7

39,5

40,2

41,0

41,7

 

23

42,5

43,2

44,0

44,7

45,5

 

24

46,2

47,5

48,7

50,0

51,2

 

25

52,5

53,2

54,0

54,7

55,5

 

26

56,2

57,0

57,7

58,5

59,2

 

27

60,0

61,0

62,0

63,0

64,0

 

28

65,0

66,5

68,0

69,5

• 71,0

 

29

72,5

73,7

75,0

76,2

77,5

 

30

78,7

 

 

 

 

 

нижний участок кривой спада уровней и вся летняя межень. После такой оговорки перейдем к построению кривой.

На лист миллиметровой бумаги форматом 203X288 мм (рис. 132) по вертикали наносим уровни Я над нулем графика водомер­

ного поста (см),

по горизонтали — соответствующие им расходы

воды Q

(м3/с).

Чтобы хорда, соединяющая

концы кривой

Q =

= f

(Я), располагалась примерно под углом 45° к горизонтальной

оси,

принимаем:

масштаб уровней 1 : 50, расходов в 1 делении —

25 м3/с.

Возле каждой точки указываем номер измеренного расхода.

Точки 3, 4, 5,

6 на подъеме легли правее

точек спада

(6, 7,

1, 2). Намечаются схематически две самостоятельные ветви кри­

вой

Q = f (Я): на подъеме

и на спаде весеннего половодья, как

это

показано пунктиром

на

чертеже. Плавная кривая (сплошная

линия) проведена через

центры тяжести отдельных групп точек.

 

По

данным граф 4, 6

и 7 табл. 6 8 вычерчиваем кривые пло­

щадей

водного сечения co =

/i (Я) и средних скоростей v = f2 (Я).

ААасштабы для построения принимаем с расчетом, чтобы хорды, соединяющие концы этих кривых, составляли с горизонтальной осью углы не более 60°.

Проверку кривой

Q = /

(Я) проводим через каждые 50 см уров­

ня. Кривая

Q = f (Я)

считается построенной правильно,

если рас­

хождения между расходами, снятыми с кривой Q = f (Я)

и вычис­

ленными по формуле Q = сои, не превышают 1%. Рекомендуем уча­

щимся провести эту проверку самостоятельно.

крупном

Нижняя

часть кривой

Q = /

(Я) вычерчена в более

масштабе

(вертикальный

1 : 1 0 ,

горизонтальный в 1 делении —

2м3/с).

2.Для облегчения дальнейшего пользования кривой Q — f (Я)

кней составляют таблицу координат Я и Q через 2 см высоты

248

Таблица 70

 

Средние суточные уровни и расходы

воды за май

1955

г.

Число

Я см

^ср. сут

Число

Я см

О

Число

Я

см

^ср. сут

*ср. сут

 

 

м3/с

 

 

М3/с

 

 

 

м3/с

1

276

63,0

11

240

46,2

21

195

33,8

9

264

57,7

12

238

45,5

99

192

33,0

3

25S

55,5

13

236

44,7

23

190

32,5

4

258

55,5

14

235

44,4

24

190

32,5

5

257

55,1

15

232

43,2

25

189

32,3

6

252

53,2

16

230

42,5

26

185

31,3

7

246

50,0

17

225

40,6

27

181

30,3

8

241

46,8

18

299

39,5

28

176

29,0

9

238

45,5

19

215

38,1

29

174

28,5

10

238

45,5

20

204

36,0

30

172

28,0

 

 

 

 

 

 

31

168

27,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1286,7

уровня. Для этой дели снимают значения Q с кривой Q = f (Я), например при уровнях 160 и 170 см над нулем графика. Уровню 160 см соответствует расход воды 25 м3/с, а уровню 170 см — 27,5 м3/с. Разности уровней 170—160=10 см соответствует раз­

ность расходов 27,5 — 25,0 = 2,5 м3/с. На

1

см высоты уровня при-

9

5

 

на 2

см высоты уровня

ходптся AQ= -yjp = 0,25 м3/с. Прибавляя

AQ = 0,50 м3/с,

получим

координаты Я

и

Q

на этом участке

(табл. 69).

координат

кривой Q =/(Я )

составлена для уров­

Таблица 69

ней воды от 160 до 300 см.

3.Зная средние суточные уровни воды Я за май 1955 г. ипользуясь таблицей координат, определяем средние суточные расходы воды Q. Эти величины приведены в табл. 70.

4.Суммарный месячный сток воды

W = 1286,7-86 400= 11,2-106 м3.

ТЕМА 19. ТВЕРДЫЙ СТОК

6 8 . Приборы для отбора проб воды

Пробы воды отбирают

приборами,

которые

называются б а-

т о м е т р а м и . Они представляют собой бутылки,

которые в зави­

симости от глубины потока

опускают на

штанге

(рис. 133) или с

грузом. Бутылку наполняют через водозаборную трубку, а воз­ дух из нее удаляют через воздухоотводящую трубку. Диаметры насадок на каждой из этих трубок зависят от скорости течения воды.

Технически более совершенным является в а к у у м н ы й

б а т о ­

м е т р (рис. 134). Он состоит из заборного наконечника

1, при­

крепленного к грузу. Наконечник вынесен вперед и забирает пробу

9 Заказ № 586

249

Рис. 133. Батометр-бутылка на штанге.

I — бутылка; 2 — воздухоотводящая трубка;

3 — водозаборная трубка;

‘/ — обойма; 5 — зажимной ввит;

6 — хвост.

6

 

Рис. 134. Вакуумный батометр.

1 — наконечник;

2 — гибкий

шланг; 3 — камера;

4 — конус; 5,

6, / — краны;

5 — ннжннП кран.

из струи, не нарушенной

близостью груза. При помощи гиб­

кого шланга 2 наконечник

соединен с камерой 3, представляющей

собой сосуд цилиндрической формы, внизу переходящий в конус 4. Объем сосудов бывает 3 и 6 л. В верхней части вакуумной камеры находятся три крана для соединения со шлангом, идущим от наконечника, с насосом и для поступления атмосферного воз­ духа. Насос откачивает воздух, создавая вакуум, в камере и в шланге наконечника. Вода устремляется в вакуумную камеру. Для слива воды из камеры служит нижний кран 8.

Рис. 135. Батометр «Дон» (а) и батометр-сетка ГГИ (б).

1 — лоток;

2 — рама; 3 — ко­

жух;

4 — дверца.

Приборы для проб донных наносов. Для улавливания песча­

ных, влекомых по дну наносов пользуются батометром

«Дон», а

для более

крупных — гравелистых

и

галечных — батометром

Г. И. Шамова и батометром-сеткой конструкции ГГИ.

20

м и при

Б а т о м е т р

«Дон» применяют

для

глубин до

скорости течения до 1,5 м/с.

 

 

 

а ловуш­

Батометр

(рис.

135 а) состоит из ловушки и кожуха,

ка — из лотка

1,

в который вкладывается рамка 2

с перегород­

ками.

 

 

 

 

 

 

 

Кожух 3 представляет собой коробку с дверцей 4. Дверца за­ крывает входное отверстие, когда батометр поднимают, а когда он находится на дне, пружина открывает дверцу.

9*

251

Смотрите также файлы