2. Определения расхода воды в русле реки по результатам промеров

Вариант задания, выполняемый студентом, определяется по номеру зачётной книжки.

2.1. Из табл. 9 берётся зависимость глубины h в створе реки от расстояния x от постоянного начала на берегу для различных вариантов y (предпоследняя цифра номера зачётной книжки).

Таблица 9

x	y
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
2,23	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
2,50	1,05	0,78	1,52	0,55	1,17	0,48	1,14	1,62	1,07	0,88
3,00	1,55	1,05	2,10	0,78	1,55	1,14	1,78	2,20	1,67	1,15
3,50	1,85	1,23	2,52	0,99	1,77	1,78	2,15	2,52	1,87	1,33
4,00	2,10	1,45	2,88	1,23	2,15	2,45	2,45	2,14	2,10	1,49
4,50	2,55	1,50	2,99	1,48	2,67	2,17	2,88	2,15	2,43	1,57
5,00	2,88	1,48	3,17	1,98	2,78	2,10	3,15	2,13	2,55	1,47
5,50	3,15	1,42	2,88	2,15	2,55	2,18	3,25	2,05	2,37	1,46
6,00	2,87	1,37	2,52	2,35	2,60	2,05	3,05	2,00	2,14	1,47
6,50	2,24	1,15	2,14	2,15	2,88	1,67	2,54	1,88	1,99	1,23
7,00	2,25	0,87	1,89	1,80	2,15	1,20	2,17	1,76	1,53	1,17
7,50	1,70	0,55	1,53	1,67	1,78	1,14	1,80	1,53	1,42	1,08
8,00	1,15	0,48	1,20	1,20	1,55	0,98	1,75	1,22	1,05	0,76
8,50	0,76	0,35	0,87	0,80	0,75	0,45	1,05	0,78	0,98	0,53
8,89	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00

2.2. Из табл. 10 берётся распределение скоростей по ширине и глубине в створе реки, где h_m – глубина дна на данной скоростной вертикали, z – последняя цифра номера зачётной книжки.

Таблица 10

x, м	3	4	5	6	7
0,1hm	0,60(z + 1)	0,62(z + 1)	0,64(z + 1)	0,82(z + 1)	0,88(z + 1)	0,73(z + 1)
0,2hm	0,59(z + 1)	0,61(z + 1)	0,63(z + 1)	0,80(z + 1)	0,86(z + 1)	0,71(z + 1)
0,6hm	0,54(z + 1)	0,56(z + 1)	0,58(z + 1)	0,72(z + 1)	0,75(z + 1)	0,64(z + 1)
0,8hm	0,50(z + 1)	0,52(z + 1)	0,54(z + 1)	0,63(z + 1)	0,66(z + 1)	0,58(z + 1)
0,9hm	0,47(z + 1)	0,48(z + 1)	0,50(z + 1)	0,56(z + 1)	0,58(z + 1)	0,52(z + 1)

2.3. Рассмотрим порядок выполнения задания на конкретном примере. По отметкам дна h и горизонтальным координатам промерных вертикалей строим поперечный профиль русла (рис. 12)

Рис. 12	x	h
	2,23	0,00
	2,50	0,78
	3,00	1,05
	3,50	1,10
	4,00	1,15
	4,50	1,25
	5,00	1,32
	5,50	1,40
	6,00	1,62
	6,50	2,00
	7,00	2,20
	7,50	2,10
	8,00	2,05
	8,50	1,60
	8,89	0,00

2.4. Вычисляем площадь водного сечения

ω = [0,27(0,00+0,78)+0,5(0,78+1,05)+…+0,39(1,60+0,00)]/2 = 9,63 м².

2.5. Ширина реки

В = x_n – x₀ = 6,66 м.

2.6. Средняя глубина

h_ср = ω/B = 9,63/6,66 = 1,45 м.

2.7. Строим профили скоростных вертикалей. Батометр (рис. 13) не может измерять скорость на поверхности реки и на дне. Поэтому эти скорости определяем графической экстраполяцией.

Рис. 13

2.8. Результаты измерения скоростей при х = 3,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,52
0,10	0,51
0,21	0,50
0,63	0,45
0,84	0,42
0,95	0,39
1,05	0,34

Рис. 14

Средняя скорость на вертикали ;

= 0,456 м/с.

2.9. Результаты измерения скоростей при х = 4,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,53
0,20	0,52
0,36	0,51
0,63	0,46
0,78	0,42
0,95	0,36
1,15	0,32

Рис. 15

Средняя скорость на вертикали u_v = 0,471 м/с.

2.10. Результаты измерения скоростей при х = 5,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,54
0,10	0,54
0,26	0,53
0,79	0,48
1,05	0,42
1,22	0,36
1,32	0,30

Рис. 16

Средняя скорость на вертикали u_v = 0,472 м/с.

2.11. Результаты измерения скоростей при х = 6,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,72
0,10	0,72
0,50	0,70
1,02	0,62
1,40	0,53
1,52	0,48
1,62	0,40

Рис. 17

Средняя скорость на вертикали u_v = 0,631 м/с.

2.12. Результаты измерения скоростей при х = 7,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,81
0,10	0,80
0,44	0,76
1,31	0,65
1,76	0,56
2,10	0,48
2,20	0,41

Рис. 18

Средняя скорость на вертикали u_v = 0,660 м/с.

2.13. Результаты измерения скоростей при х = 8,00 м

h, м	u, м/с
0,00	0,65
0,10	0,64
0,41	0,61
1,23	0,54
1,64	0,48
1,95	0,42
2,05	0,39

Рис. 19

Средняя скорость на вертикали u_v = 0,546 м/с.

2.14. Сводим в таблицу (табл. 11) данные для построения графиков распределения глубины h, скорости v_в, и удельного расхода q на вертикали (рис. 20). В промежуточных точках (0,5 м, 1,5 м и т. д.) скорость на вертикали находим как полусумму скоростей в соседних точках. Например, на вертикали х = 3,5 м скорость

v_в = (0,47 + 0,63)/2 = 0,55 м/с.

2.15. Удельный (на единицу длины) расход на вертикали находим, перемножая глубину и скорость на вертикали. Например, на вертикали х = 3,5 q = h v_в = 1,40·0,55 = 0,77 м³/с/м.

Таблица 11

x, м	Δx, м	h, м	vв, м/с	q, м³/с/м
2,23		0,00	0,00	0,00
2,50	0,27	0,78	0,23	0,18
3,00	0,50	1,05	0,46	0,48
3,50	0,50	1,10	0,46	0,51
4,00	0,50	1,15	0,47	0,54
4,50	0,50	1,25	0,47	0,59
5,00	0,50	1,32	0,47	0,62
5,50	0,50	1,40	0,55	0,77
6,00	0,50	1,62	0,63	1,02
6,50	0,50	2,00	0,65	1,29
7,00	0,50	2,20	0,66	1,45
7,50	0,50	2,10	0,60	1,27
8,00	0,50	2,05	0,55	1,12
8,50	0,50	1,60	0,27	0,44
8,89	0,39	0,00	0,00	0,00

Рис. 20

2.16. Находим расход воды в данном сечении

Q = 0,27(0 + 0,18)/2 + 0,5(0,18 + 0,48)/2 + … = 5,10 м³/с.

2.17. Средняя скорость в сечении

V = Q/ω = 5,10/9,63 = 0,53 м/с.

ЛИТЕРАТУРА

1. Константинов Ю.М. Гидравлика. – К.: Вища школа, 1981. – 358 с.

2. Константінов Ю.М., Гіжа О.О. Інженерна гідравліка. – К.: Слово, 2006. – 432 с.

3. Кузник И.А., Луконин Е.И., Пилипенко В.Я. Гидрология и гидрометрия. – Ленинград.: Гидрометеоиздат, 1974. – 280 с.

4. Константинов Н.М. Гидрология и гидрометрия. – М.: Высшая школа, 1980. – 199 с.

5. Железняков Г.В. Гидрология и гидрометрия. – М.: Высшая школа, 1981. – 264 с.

6. Карагодин В.А., Молоков М.В. Отвод поверхностных вод с городской территории. – М.: Стройиздат, 1974. – 215 с.

7. Отведение и очистка поверхностных сточных вод / В.С. Дикаревский, А.М. Курганов, А.П. Нечаев, М.И. Алексеев. – Ленинград: Стройиздат, 1990. – 224 с.

8. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. – 72 с.

9. Лукиных А.А., Лукиных Н.А. Таблицы для гидравлического расчёта канализационных сетей и дюкеров по формуле акад. Н.Н. Павловского. – М.: Стройиздат, 1974. – 156 с.

10. Гидравлический расчёт сетей водоотведения: Расчётные таблицы / Ю.М. Константинов, А.А. Василенко, А.А. Сапухин, Б.Ф. Батченко. – К.: Будівельник, 1987. – 120 с.

11. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. / Под ред. А.К. Перешивкина. – М.: Стройиздат, 1978. – 576 с.

40