Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Вопросы ВИ / вопрос6,9Крюков.docx
Скачиваний:
45
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
184.25 Кб
Скачать

ж. я

/ / '

^ — to I, —- ,,(

,

мм;;;',;»»/;);;,;;;;;//»»;;;;;/;;;;;' 77777777777777777777777777^7^777777777.

'Я/

у//;

Рис. 72. Схемы закрепления скоростных вертикалей на гидростворе:

а — косыми створами; б — веерными створами

расход не более 7ю полного расхода реки. Кроме того, их обя­зательно размещают на стрежне (т. е. в месте наибольшей глу­бины) и на резких переломах поперечного профиля русла. Исхо­дя из этих соображений, количество вертикалей должно примерно составлять: по ширине реки меньше 500 м — 10 — 15, больше 500 м — 15—20. При специальных изысканиях количество верти­калей может быть уменьшено в зависимости от изученности ис­следуемого участка и поставленных задач.

Место положения каждой вертикали на гидростворе опреде­ляется расстоянием ее от постоянного начала. От него и нумеру­ют вертикали. На местности плановое положение намеченных ско­ростных вертикалей определяют различными способами в зави­симости от ширины реки. При ширине реки до 200 м координаты вертикалей определяют по размеченному и перетянутому по гид­роствору тросу. При ширине реки более 200 м — с помощью уг­ломерных инструментов. При периодических измерениях расходов на берегах устраивают косые или веерные створы (рис. 72).

§ 57. Определение расхода воды с помощью вертушки

Как отмечалось, в результате действия сил трения скорости те­чения воды в открытых потоках различны по вертикали и по ши­рине реки и обычно увеличиваются от дна к свободной поверхно­сти воды и от берегов к середине. Поэтому для учета и получе­ния характеристики скоростей их измеряют на каждой вертика­ли в нескольких точках, количество которых зависит от глубины русла и быстроты изменения уровня.

При измерении скорости течения вертушками применяют сле­дующие основные способы: многоточечный, основной и ускорен­ный.

Многоточечный (детальный) способ предусматри­вает наибольшее число скоростных вертикалей с изменением ско­

рости в пяти точках иа каждой вертикали. Он дает наиболее точ­ное представление о расходе. Скорости на вертикали при откры­том русле измеряют в следующих точках: у свободной поверхно­сти, на расстояниях от свободной поверхности, равных 0,2ft, 0,6ft, 0,8/г, и у дна (ft — глубина вертикали). Пятиточечный способ при­меняют" на глубинах более 1,5 м. На вертикалях с глубинами от 1,5 до 0,75 м наблюдения ведут только в двух точках (0,2h и 0,8/i), а менее 0,75 м — в одной точке (0,6/i). При ледяном покро­ве или при наличии водной растительности к пяти вышеуказан­ным точкам добавляют шестую — на расстоянии 0,4ft. При глуби­нах от 1,5 до 1 м измерение скоростей выполняют в трех точках (0,15 ft, 0,50 ft и 0,85 ft).

В точках «поверхность» и «дно» ось вертушки следует устанав­ливать на расстоянии 0,15 м от поверхности воды и дна.

При работе с троса ось вертушки от дна может располагаться на большем расстоянии в зависимости от способа крепления и мас­сы груза.

Основной способ требует меньшего числа скоростных вер­тикалей (ноне менее 10) с измерением скорости при открытом рус­ле и при ледяном покрове (0,2ft и 0,8ft). При глубинах менее 0,75 м измерение производят в одной точке (на расстоянии 0,6ft или 0,5ft). Минимальная глубина при одноточечных измерениях составляет 0,3 м. Оптимальное число вертикалей устанавливают в результате анализа, путем поочередного измерения десяти рас­ходов детальным способом. Критерием применимости основного способа является условие, чтобы среднеквадратичное отклонение расходов воды от измеренных детальным способом было бы не более 3%.

Ускоренный способ применяют при необходимости про­вести измерения как можно быстрее — при резких изменениях уровня (более 10 см/ч) и интенсивной деформации русла. В этих условиях ускорение процесса измерения приводит к значительно­му повышению точности определения расхода. Сущность ускорен­ного способа заключается в том, что время выдержки вертушки в каждой точке измерения сокращается до 30 с при числе скоро­стных вертикалей не менее пяти. При малых скоростях течения, когда сигналы поступают реже 30 с, измерения заканчивают пос­ле поступления двух сигналов. Этот способ применяют как при детальном, так и при основном способах измерения.

Кроме указанных способов, в отдельных случаях применяют и другие способы измерения скоростей течения — сокращенный и интеграционный.

Сокращенный способ предусматривает определение рас­хода воды с измерением скоростей, при открытом русле, в двух точках (0,2 ft и 0,8 ft) или же в одной точке (0,6 ft). При ледоста-' ве скорости измеряются в двух-трех точках. Этот способ применя­ют в исключительных случаях, когда происходят быстрые колеба­ния стока и требуются частые измерения расходов.

Интеграционный способ дает возможность определения расхода воды путем получения осредненных значений скоростей течения как по вертикали, так и по всему живому сечению пото­ка. Наибольшее распространение получил способ интеграции ско­рости по вертикали. Точность этого способа соизмерима с точно­стью детального способа, но затраты рабочего времени значитель­но меньше. Он применяется при глубинах потока более 1 м и ско­ростях течения 0,2 м/с. Число скоростных вертикалей при этом назначается не менее десяти—двенадцати. При измерении на вер­тикали вертушку равномерно с небольшой скоростью (3—5 см/с) опускают от поверхности до дна потока и с той же скоростью под­нимают обратно. Разделив зарегистрированное полное число обо­ротов на время всей операции, получают среднюю частоту вра­щения и по тарировочной таблице находят среднюю скорость на вертикали.

Этот способ получает в последнее время все большее распро­странение в связи с применением специальной интеграционной ус­тановки ГР-101, позволяющей обеспечить постоянную скорость вертикального движения вертушки.

Перед проведением измерений расхода воды с помощью вер­тушки проверяют состояние всего оборудования гидрометрическо­го створа, исправность вертушки, принадлежностей к ней, а так­же состояние плавучих средств и вспомогательного оборудования. Особое внимание уделяют наличию спасательных средств для безопасного ведения работ.

При измерении расходов воды с помощью вертушки произво­дят следующие работы: описание состояния реки и обстановки ра­боты; наблюдение за уровнем воды; промеры глубины; измере­ние скорости течения на вертикалях; определение продольного ук­лона водной поверхности.

Измерение высоты уровня воды ведут по уровенному посту, расположенному в гидростворе. При значительном колебании уро­вня его высоту определяют в начале и в конце работ. Если коле­бания уровня значительные, отсчеты уровня на посту берут одно­временно с измерением скорости течения на каждой вертикали.

Промеры глубин по створу обычно производят при каждом из­мерении расхода. На реках с устойчивым руслом промеры глу­бин допускается производить не при каждом расходе, а через три—пять измерений. При неустойчивом русле, которое может из­мениться за время измерения расхода, промеры выполняют дваж­ды — до и после измерения.

Измеряют скорости течения обычно с лодки одной вертушкой, последовательно перемещаясь с вертикали на вертикаль. Наблю­дения за уклоном производят или путем нивелирования водной поверхности на участке работ, или посредством измерения уров­ней на уклонных постах.

Стоянка судна (лодки) на вертикали должна быть надежной. Для этого судно лучше устанавливать на два якоря — носовой и кормовой.

Измерять расход воды начинают с прибрежной скоростной вер­тикали. При обрывистом береге, у набережных с вертикальной стенкой место положения береговой вертикали назначают вбли­зи уреза, но не ближе 0,3 м от него. В случае отсутствия на этой вертикали течения обследуют береговые участки при помощи глу­бинных поплавков с целью определения границ мертвого прост­ранства (зоны отсутствия течения).

Перед измерением скорости течения на заданной вертикали оп­ределяют рабочую глубину. По ней производят расчет глубин то­чек измерений. Есть два метода измерения скорости течения вер­тушкой в точках: с записью времени поступления отдельных сиг­налов и с записью только общего числа сигналов.

Первый метод применяют только при детальном способе и на­учно-методических исследованиях, когда необходимо проследить характер пульсации в точках живого сечения. Он заключается в записи по секундомеру времени поступления отдельных сигналов не менее чем за 100 с. При редких сигналах производится отсчет времени поступления каждого сигнала, при частых сигналах — через один или несколько сигналов.

Второй метод состоит в подсчете числа сигналов и общей про­должительности измерения скорости в точке. Пропустив один сиг­нал, включают в конце второго сигнала секундомер и ведут от­счет сигналов. При поступлении двух и более сигналов в течение 60 с измерения заканчивают на первом сигнале, поступившем пос­ле истечения 60 с. Если промежуток времени между сигналами превышает 60 с, то производить измерение вертушкой не реко­мендуется, так как скорость течения в этом случае будет близка к начальной скорости вертушки (около 0,08 м/с). При очень нерав­номерном поступлении сигналов вертушку следует вынуть из во­ды и проверить вращение лопастного винта, контакт вертушки, сигнальное устройство и электрические провода. После проверки и исправления наблюдения в точке повторяют. Все измерения за­писывают в специальную книжку по измерению расходов стан­дартного образца (КГ-4).

Соседние файлы в папке Вопросы ВИ