§ 61. Вычисление расхода воды, измеренного поплавками

Вычисление расхода воды, измеренного поверхностными по­плавками, пущенными по всей ширине реки, производят в следу­ющей последовательности.

1. Прежде всего вычисляют среднюю поверхностную скорость каждого поплавка. Ее получают делением расстояния между верх­ним и нижним створами на продолжительность хода поплавка.

2. По данным промеров глубин по гидроствору строят его по­перечный профиль (рис. 78).

3. На профиле в соответствующих точках откладывают значе­ния измеренных поверхностных скоростей. По нанесенным точ­кам, осредняя на глаз группы точек (за вычетом отбракованных), проводят плавную эпюру распределения поверхностных скоростей течения по ширине реки.

4. В характерных местах построенной эпюры или через рав­ные расстояния назначают скоростные вертикали. Для них с эпю-

v-,M/C

Рис. 78. К вычислению графическим способом расхода воды, определение с помощью поверхностных поплавков ,

ры снимают значения поверхностных скоростей течения. Если глу­бины промерялись наметкой или лотом (т. е. в отдельных точках дна), то скоростные вертикали совмещают с промерными.

5. Аналитическим способом, т. е. применяя формулу (113) с заменой в ней средних скоростей поверхностными, вычисляют так называемый фиктивный расход воды Qc|>>Q.

После этого встает задача перейти от фиктивного расхода к действительному. Логически было бы правильным совершать та­кой переход, вычисляя не полный расход воды, а элементарные расходы. При этом можно использовать формулу (53). Заменив в этой формуле обозначение и_тах на у_Пое и выразив произведение hi по формуле Шези, можем получить

в 151

где С — коэффициент Шези.

Умножая выражение, стоящее в правой части формулы (119), на фиктивный элементарный расход <7ф=Ли_Пов, можно было бы получить действительный элементарный расход и, проделав такие вычисления на всех вертикалях, найти полный действительный расход, приближенно решая интеграл (109).

Но такой путь практически оказывается неосуществимым в силу того, что значение коэффициента шероховатости, а значит и значение коэффициента Шези на отдельных вертикалях бывают неизвестны. Обычно нет достоверных сведений и о коэффициенте шероховатости для всего участка измерений.

Приняв во внимание, кроме того, нередкие отклонения эпюр скоростей от логарифмического закона, а отсюда и общую невы­сокую точность расчета, задачу решают упрощенным способом по следующим этапам.

1. Находят значение коэффициента Шези для всего сечения, подставив в формулу Маннинга (47) среднюю глубину и значение коэффициента шероховатости, взятое из гидравлического спра­вочника, в соответствии с характером русла (на прямолинейных участках корытообразной формы берут « = 0,020—0,025 с/м^1/3).

2. Пользуясь найденным значением коэффициента С, опреде­ляют действительный расход по соотношению Q=K\Q<$, где с учетом численного значения параметра х = 0,4

*, = т= ■ (120)

С +2,5 Уг

Если с помощью поплавков измерена только максимальная скорость в живом сечении и_ПОв. шах, то расход воды вычисляют по формуле

Коэффициент К2, очевидно, меньше коэффициента К\. На пря­молинейных участках с корытообразной формой русла его сред­нее значение равно 0,65.