- •6,0 Рис. 81. Стандартная кривая (а) и кривая поправок Стаута (б) а) н,м 8,0 7,0 ' 0 102 2-Юг 3-10zb-102q,n3 /е /я 7v Уу/шт /и
- •Глава XIII. Определение расходов наносов § 64. Приборы для изучения влекомых наносов
- •4 65. Измерение и вычисление расхода влекомых наносов при использовании донных батометров
- •Immimnmnroi
- •§ 66. Измерение и вычисление расхода влекомых наносов по элементам движения донных гряд
6,0 Рис. 81. Стандартная кривая (а) и кривая поправок Стаута (б) а) н,м 8,0 7,0 ' 0 102 2-Юг 3-10zb-102q,n3 /е /я 7v Уу/шт /и
изменения ДЯ во времени. Этот график и носит название кривой поправок (рис. 81, б).
Располагая кривой поправок, можно для каждого дня, в который расход не измерялся, найти поправку ±Л# и по формуле Яусл = #Факт±ЛЯ вычислить тот условный уровень, который имел бы место, если бы связь между Q и Н следовала стандартной кривой. После этого достаточно воспользоваться последней, чтобы получить искомый расход.
При наличии переменного подпора расход воды в данном гидростворе зависит не только от уровня воды в нем, но также от уклона. При достаточном числе измерений у каждой точки на поле Q, Н выписывают наблюденный уклон и затем проводят линии связи Q и Н, отвечающие определенным значениям уклона (рис. 82). Полученное семейство кривых и'используется для определения ежедневных расходов воды. Часто бывает удобно в качестве второй независимой переменной использовать не уклон, а уровень на втором водомерном посту, расположенном ниже или выше гидроствора. Для зимнего периода, когда на реке имеется: ледяной покров, наиболее распространенным способом вычисления ежедневных расходов служит способ хронологического- графика зимних. переходных коэффициентов. Он заключается в вычислении расходов воды за зимний период по кривой расходов в
период открытого русла (летней кривой) с введением поправочных зимних коэффициентов Кз* причем
*'з=<?з/<?л,
где Qz — измеренный зимний расход; (Зл — расход, определяемый по летней кривой при Нзим.
1-о,ог%.
w
о,ов
о,,озу„ ^ojns
О t,
п'/с
Рис.
82. Кривые
Q—f
(Н,
I)
нению с летними (увеличение смоченного периметра русла, шероховатость нижней поверхности ледяного покрова, загромождение сечений шугой).
Практически определение ежедневных расходов осуществляется так. Для каждого расхода, измеренного в зимний период при уровне Яяш, вычисляют коэффициент К3■ Далее строят интерполяционный хронологический график K3=f(t) изменения К3 в течение зимы, по горизонтальной оси которого откладывают время t, а по вертикальной — К3. Зная уровень Я3цМ на день, когда расход не измерялся, определяют по летней кривой расход С?л, а по хронологическому графику — значение К3 на этот день. Действительный зимний расход Q3 находят по формуле
О,-023)
Глава XIII. Определение расходов наносов § 64. Приборы для изучения влекомых наносов
Для изучения влекомых наносов применяют специальные приборы, называемые донными батометрами. Принцип действия их заключается в следующем. Прибор устанавливают на дне и на участке дна шириной, равной ширине входного отверстия прибора. Он улавливает наносы в течение определенного промежутка времени. Затем прибор поднимают, из него извлекают наносы и определяют их объем и массу.
Несмотря на кажущуюся. простоту действия, создать прибор, обеспечивающий достаточную точность измерений, довольно сложно. Основная трудность заключается в том, что любой прибор, помещенный на дно, нарушает скоростное поле в придонном слое, а следовательно, и перемещение наносов по дну. Да и сами наносы двигаются неравномерно, в ряде случаев с перерывами. Кроме того, из-за неровностей дна потока часто получается плохое сопряжение принимающей части прибора с дном. В результате часть наносов уходит под прибор или прибор зачерпывает донные грунты. Вследствие этого применение донных батометров не обеспечивает достаточно точных сведений о расходах влекомых наносов. Батометры для измерения расходов влекомых наносов подразделяют на батометры для мелких фракций влекомых наносов (песок, гравий) и для крупных фракций влекомых наносов (галька).
Для определения мелких влекомых наносов в настоящее время применяют в основном батометр «Дон» (рис. 83). Он предназначен для отбора проб в руслах равнинных рек с песчаными и гравелистыми наносами диаметром до 10 мм при скоростях течения до 1,5 м/с и глубинах до 20 м. Им можно пользоваться и при больших скоростях, но при этом необходимо увеличивать массу груза или же применять оттяжки.
Прибор состоит из двух основных частей: ловушки и кожуха. Ловушка представляет собой лоток-ящик 2 и вкладываемую в него раму с жалюзийными перегородками 1. Передняя часть лотка имеет трамплин. Кожух 3 представляет собой коробку в виде усеченного клина без дна. В передней части кожуха имеет- 1 ся дверца 4, прикрывающая вход-
Рис. 83. Батометр «Дон» ное отверстие при опускании и
подъеме прибора и открывающая это отверстие, когда батометр находится на дне. Задняя стенка имеет выходное отверстие, перекрываемое также дверцей при подъеме батометра, и раструб 8, через который вода выходит из батометра. На кожухе расположены: чугунный груз 5, руль (стабилизатор) 7 и подвес 6. Площади входного и выходного отверстия одинаковы. Внутри прибора ввиду плавного увеличения площади живого сечения скорости течения уменьшаются, что способствует отложению наносов. Масса прибора 30 кг.
При определении расходов влекомых наносов время выдержки прибора на дне определяют опытным путем и принимают с таким расчетом, чтобы объем пробы составлял 30—500 см3 или имел массу в 50—750 г. Выдерживать прибор на дне более 10 мин не рекомендуется во избежание подмыва.
Для взятия проб крупных влекомых наносов имеется несколько разновидностей батометров.
Рис.
84. Батометр Г. И. Шамова
ствием вертикальной составляющей гидродинамического давления потока. Входное отверстие прибора имеет размеры 20X20 см, а выходное 43X35 см. При подъеме прибора со дна выходное отверстие закрывают крышкой. Размер ячеек сетки ящика подбирают в зависимости от крупности наносов изучаемой реки. Для улавливания Рис. 85. Батометр-сетка ГГИ мелких частиц на дне сетчатого ящика имеется песколовка, перекрываемая наклонной плоскостью с прорезями (улавливает наносы до 1 см). Продолжительность выдержки батометра на дне подбирают опытным путем.
Батометр-сет к а ГГИ (рис. 85) предназначен для учета крупной гальки, влекомой по дну. Он состоит из металлической рамы шириной 20—40 см, высотой 20 см и натянутой ца нее проволочной сетки. Размер сетки выбирают в соответствии с наименьшим диаметром гальки. Прибор опускается на штанге.
Сетчатый батометр Г Г И-29, сконструированный в ГГИ, применяют для отбора проб влекомых наносов крупностью 5—100 мм, при скоростях течения потока до 4 м;с и глубинах до 2 м. Ширина входного отверстия батометра 25 см, высота 20 см. Батометр ПИ-29 отличается от прежних конструкций тем, что он перемещается вдоль гидрометрической штанги с помощью троса и небольшой лебедки, укрепленной на верхнем конце штанги, и позволяет извлекать пробы из батометра при повторных измерениях на вертикали, не вынимая штанги из потока.
Время выдержки батометра-сетки ГГИ и сетчатого батометра ПИ-29 на дне потока назначают исходя из того, чтобы улавливаемые наносы занимали примерно '/з его объема.
W