Файл: Методические рекомендации по измерению расходов воды рек аэрометодами..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
Невязку ws следует откладывать в масштабе кальки монтажа маршрута.
Приведенные выше положения о распределении невязки спра ведливы только для случая равномерного распределения и удале ния поплавков от оси маршрута. В общем случае распределение невязки следует начинать со сноски положений поплавков на ли
нию маршрута (линию, соединяющую |
пункты привязки), выпол |
|
няя последующие операции в том же порядке. |
|
|
Распределение линейной невязки |
удобно выполнять также |
|
с помощью фоторедуктора. При этом одна из калек |
играет роль |
|
планшета, а вторая закладывается в |
редуктор и |
изображения |
с нее переносятся на кальку-планшет. Большая длина калек не позволяет производить редуцирование одновременно для всего маршрута и оно осуществляется поочередно для отдельных его частей. Последние представляют собой соответственно равные от резки линии, соединяющей опорные пункты на концах маршрута. Фоторедуктор позволяет выполнять построение схемы в масштабе, отличном от масштаба аэрофотосъемки. Если это необходимо, то схема вычерчивается на специальном планшете, на который по очередно редуцируются обе кальки по изображениям опорных пунктов. Распределение невязок с помощью редуктора является наиболее производительным.
Если координаты опорных пунктов, а следовательно и расстоя ния между ними, известны, то линейные невязки определяются для каждой из калек монтажа в отдельности. В этом случае по правки вводятся в оба положения поплавка. Это может выпол няться непосредственно на кальках графическим способом или на редукторе. В последнем случае кальки монтажа маршрутов по очередно редуцируются на планшет по заданному расстоянию между опорными пунктами.
В результате описанной выше обработки получается планшет в условном масштабе. Для определения истинного значения мас штаба могут быть использованы регистрограмма показаний радио высотомера или выполнено сравнение расстояний между точками привязки маршрутов на карте и на планшете. Специально для этих целей перед съемкой на маршруте могут быть сброшены ба зисные системы.
Вся последующая обработка материалов аэросъемки (вычисле ние расходов воды) выполняется так же, как и при съемках от дельными отсеками (см. § 4 гл. II).
Р аздел IV
ИНТЕГРАЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДОВ ВОДЫ С САМОЛЕТА
Г Л А В А I
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ИНТЕГРАЦИОННОГО СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДОВ ВОДЫ И ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ АЭРОСЪЕМОЧНЫХ РАБОТ
§ 1. Сущность способа
Внедрение интеграционного способа в практику аэрогидрометрических работ определяется тем, что этот способ позволяет отказаться от использования переходного коэффициента К и по лучать элементарные расходы воды непосредственно по измере ниям на аэроснимке.
Как уже отмечалось выше, в рассматриваемом способе в каче стве интегратора скоростей от поверхности до дна используется самоустройство (гидробомба), а затем, после достижения им дна, интегратором служит выходящее из устройства жидкое масло (см. приложение 7). Для пояснения рассмотрим рис. IV-1, на ко тором точкой А обозначено место приводнения устройства, сбро шенного с самолета. От этой точки устройство погружается на дно (точка С) со скоростью Ui за интервал времени t'. Из точки С уст ройством в течение некоторого времени выпускается жидкое масло, всплывающее со скоростью U2, которое появляется на поверхно сти воды в точке В.
Таким образом
^ = ^ + ^ = - £ 7j-'°cp+-f7^' yc p |
(77^ I |
(IV-1) |
|
или |
|
|
|
q = L |
U\Цг |
|
(IV-2) |
их+ и2 |
|
||
где Ux и U2 определяются эмпирически |
в лабораторных |
усло |
|
виях.
Для определения L необходимо найти на аэроснимке положение точки А. С этой целью устройство снабжается небольшим поплав ком с красителем, который отделяется от него в момент удара
6 Заказ № 345 |
81 |
о воду. В некоторые моменты времени t3 и 4 поверхностный попла вок фотографируется с обязательной привязкой к положению В. На рис. IV-1 положения поплавка в моменты съемок обозначены
Л' и А". |
Измерив по аэроснимкам |
расстояние А/ = /4— 13 = |
А'А" |
||
, |
4 |
л . |
|
М |
|
и зная t3— tz— Ati, |
вначале получаем ип= тт— . а затем величину |
||||
отрезка |
ЛЛ/ = |
/5 = |
уп( 4 — 4). После |
Д ^2 |
зна |
чего находим требуемое |
|||||
чение L по выражению |
|
|
|||
L—/5 — 4-
Вслучае необходимости нанесения точки А на аэроснимок от резок 15 откладывается на аэроснимке от точки А' в сторону, об ратную движению поплавка. За vn в данном случае принимается
скорость перемещения поплавка на поверхности воды (что при
А" |
а' |
В |
L |
Рис. IV-1. Схема, поясняющая определение расходов воды способом двойного интегрирования.
ветре не может совпадать со скоростью и направлением поверх ностного течения потока).
Момент времени
где 4 — момент сброса устройства с самолета; Н — высота сброса; U3—-скорость падения устройства в воздухе, получаемая эмпи рически.
Интеграционный способ измерения расходов воды практически не требует никакого предварительного оборудования створа или проведения какого-либо наземного комплекса работ (измерения профиля створа, установления водомерного поста и пр.). Единст венным оборудованием, которое можно пожелать для постоянно действующих створов, это разбивка и маркировка на берегу ба зисов для определения масштаба съемок. Это оборудование сэко номит базисные буйковые системы и облегчит аэросъемочные ра боты. Выбор самого створа для измерения расходов может осуществляться непосредственно с самолета в процессе аэровизу
82
ального облета участка работ или предварительно по фотосхемам, если таковые имеются в наличии.
Интеграционный метод в основном применим для открытых русел крупных рек. Точность метода (при одноразовом измерении на створе) в зависимости от параметров аэрофотосъемки состав ляет 5— 10%.
§ 2. Предварительный выбор и оценка параметров летно-съемочных работ
Производство летно-съемочных работ для определения расхо дов воды способом двойного интегрирования следует начинать с предварительного выбора масштаба съемок, при котором будет обеспечиваться одновременный захват одним аэроснимком по верхностного поплавка и точки выхода масла при второй аэро съемке и примерной оценке получения требуемой точности изме рения расходов воды при данных гидрологических условиях.
Выбор масштаба съемки может быть выполнен с использова нием основной формулы вычисления элементарного расхода спосо бом двойного интегрирования (IV-2).
Запишем формулу (IV-2) в следующем виде: |
|
где q = hvcр. |
рабочую фор |
Принимая U\ = 13 см/с, t/2= l ,66 м/с, получим |
|
мулу для расчета величины L |
|
L =/тоСр0,08. |
(IV-3) |
Значение L при вторичной аэрофотосъемке шлейфов масла и поверхностного поплавка на снимке не должно быть более 13—
14см.
Предварительная оценка точности измерения расхода воды
производится в камеральных условиях с привлечением материа лов наблюдений прошлых лет.
Для подсчета средней квадратической ошибки измерения пол ного расхода воды может быть использована формула, принятая
Международной |
организацией |
по |
стандартам |
ИСО |
Р-748 |
|||
(USO-748), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(IV-4) |
где Оп —■ средняя |
квадратическая ошибка, определяемая выбором |
|||||||
числа |
вертикалей |
на |
створе, |
ее |
значения даны в табл. IV-1; п — |
|||
число |
вертикалей |
на |
створе; |
ов — ошибка определения расстоя |
||||
ний между вертикалями; ои — ошибка |
измерения |
глубин; |
Ov — |
|||||
ошибка определения средней |
скорости течения на |
вертикали. |
||||||
6* |
83 |
Таблица IV-1
Величина ошибки а п при различном числе вертикалей п
на |
гидростворе |
|
|
п ............. |
8 |
15 |
50 |
°п °/о • • • |
5 |
3 |
1 |
Примем ошибку измерения элементарного расхода способом двойного интегрирования равной <т9 = У a2ft+ с |Т Заменяя в фор муле (IV-4) сумму с^+сг2 на ст,, получим рабочую формулу для
подсчета средней квадратической ошибки измерения полного рас хода воды способом двойного интегрирования
|
|
|
°Q = |
V |
|
( ° в + а1) • |
|
|
(IV-5) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица IV-2 |
||
Значения ошибки a q/ q |
при различной |
величине |
отношения A t i / A t |
и К п = |
1 |
||||||||
Величина Atv 'At . . . . |
A tx = |
2Л< |
Atx |
= At |
|
Д^ = |
0,5Д< |
|
Дt x = ~ |
О |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение |
aqjq о/0 . . . |
|
35 |
|
|
26 |
|
|
16 |
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Значение Oq/Q в зависимости |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
д/./д/ |
5 |
10 15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
5 |
10 |
15 |
20 |
|
|
|
|
|
= 0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
At\ = |
2Дt |
|
е>-Ч. II |
|
Д/, = |
0,5Дt |
. . |
At |
h tl= = ~T~
13,0 |
9,5 |
7,5 |
6,5 |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
5,0 |
4,5 |
4,5 |
16,5 12 |
9,5 |
8 |
|
10,5 |
7,0 |
6,0 |
5,0 |
4,5 |
4,5 |
4,0 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
13 |
9 |
7,5 |
6 |
7,0 |
5,0 |
4,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
3,0 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
9 |
6,5 |
5 |
4 |
6,5 |
5,0 |
3,5 |
3,0 |
3,0 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,5 |
2,0 |
8 |
6 |
4,5 |
3,5 |
Значение относительной средней квадратической ошибки изме
рения элементарного расхода воды может быть найдено по сле дующей формуле:
_2 |
|
Дh |
21 |
|
:v |
1+ 2 ^ - |
(IV-6) |
||
я |
At |
АГп, |
где — интервал времени между приводнением гидробомбы и первой съемкой; А/ — интервал времени между съемками; aLJU 0 — относительная средняя квадратическая ошибка скорости всплыва ния капель масла, равная 10%; Кп— коэффициент отношения
подъемной скорости всплывания поплавка в потоке к его скорости
всплывания в спокойной воде [14]. |
м2/с |
К = 0,8 и |
при q< 5 |
м2/с |
||
При q = 5 м2/с |
К = 1 , при |
q> 5 |
||||
К =1,2. |
выражения (IV-6), |
величина |
ошибки |
oqlq |
||
Как видно из |
||||||
(табл. IV-2) существенно зависит от отношения интервалов вре |
||||||
мени AtJAt. |
формулы |
(IV-5) |
для |
примерной |
предполетной |
|
Использование |
||||||
оценки значения oq/Q не всегда удобно, поэтому на практике
удобнее пользоваться приведенной ниже табл. IV-3, в |
которой |
||||
даны значения oq/Q в зависимости от AtJAt, п и |
коэффициента |
||||
Кп. |
|
значения |
o q / Q вначале |
задаются |
|
При предполетной оценке |
|||||
возможными интервалами A^i |
и At и минимально |
необходимым |
|||
числом вертикалей п (согласно гл. II разд. III). Затем с помощью |
|||||
табл. IV-2 |
по заданному значению AtJAt находят o jq . Далее, если |
||||
возможно, |
грубо оценивается |
величина |
среднего |
элементарного |
|
расхода воды на створе (больше, меньше или близкого к 5 м2/с) и выбирается коэффициент Кп- Если подобная оценка не дается,
то К принимается равным единице. По параметрам AtJAt, |
п и Кп |
|||||||||||||||
в табл. IV-3 находят значение o q / Q . |
В тех случаях, |
когда найден |
||||||||||||||
ное |
по |
табл. |
IV-3 значение |
o q / Q |
является неприемлемым, зада- |
|||||||||||
от A t J A t , п и коэффициента К п |
|
|
|
|
|
|
|
Таблица IV-3 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
5 |
10 |
15 |
|
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
45 |
50 |
|
|
лП=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кп = 1,2 |
|
|
|
|
|
7,5 |
7 |
6,5 |
6 |
5,5 |
5,5 |
20,0 |
14,5 |
11,5 |
9,5 |
9,0 |
8,5 |
8,0 |
7,0 |
6,5 |
6,5 |
|
5,5 |
5,5 |
5 |
4,5 |
4,5 |
4,5 |
15,5 |
11,0 |
9,0 |
7,0 |
6,5 |
6,5 |
6,0 |
5,5 |
5,5 |
5,5 |
|
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3 |
3 |
3 |
11,0 |
8,0 |
6,0 |
5,0 |
4,0 |
4,0 |
4,0 |
3,5 |
3,5 |
3.5 |
|
3,5 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2,5 |
9,5 |
7,0 |
5,5 |
4,0 |
4,0 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3,5 |
3,0 |
|
ются новыми значениями параметров, |
изменяя |
AtJAt |
или число |
|||||||||||||
вертикалей п. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Г Л А В А |
II |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ПОЛЕВЫЕ И КАМЕРАЛЬНЫЕ РАБОТЫ |
|
|
|
||||||||||
§ 1. Производство аэросъемочных работ
Для выполнения аэросъемочных работ интеграционным спосо бом требуется:
84 |
85 |
|