Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Вопросы ВИ / вопрос4.docx
Скачиваний:
65
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
291.34 Кб
Скачать

за высотой уровня воды. Она заключается в проверке полевой книжки, приведении отсчетов вы­соты уровня к одной постоянной плоскости отсчета, называемой нулем графика гидрологического поста, вычислении средних за сутки значений, составлении таб­лиц ежедневных уровней воды и построении графика колебания уровней за период наблюдений.

За нуль графика поста при­нимают условную неизменную по высоте горизонтальную поверх­ность (плоскость), которую обыч­но назначают ниже наинизшего уровня воды в данном месте (практически на 0,5 м) с тем, чтобы избежать отрицательных значений уровня.

Превышение нулей наблюде­ний (рейки, головки свай или постоянно закрепленной точки) над нулем графика называется приводкой.

Высота нуля наблюдений за период работы поста может из­меняться, например, из-за перестановки рейки, выпирания сваи при замерзании грунта и т. д. С каждым изменением изменяется н приводка соответствующего нуля наблюдений. Изменениям при- водок ведут точный учет по датам.

Уровень воды за каждый срок наблюдений над нулем графика получается путем сложения отсчета с его приводкой (рис. 64).

Принятым интервалом первичного осреднения уровней явля­ются сутки.

Средний суточный уровень за каждый день при стандартных наблюдениях (08, 20 ч) и четырехсрочных наблюдениях (02, 08, 14 и 20 ч) вычисляют как среднее арифметическое из значений уровня.

При многосрочных наблюдениях через равные промежутки вре­мени среднесуточное значение уровня определяется по такой фор­муле:

/Я0 + Я"4 \ 24

(103)

"ср. сут = [ 2 +Нг2 +■■■+ И2А-J : IT'

где Н0 и #24 — значения уровня воды ■соответственно в 0 и 24 ч;

Нь #2 и т. д. — значения уровней через принятые равные промежутки времени, исключая 0 и 24 ч; п — принятый интервал времени, ч.

Рис. 64. Схема высотного положе­ния нулей наблюдения и графика:

г —отметка нуля графика поста; z, — отметка репера; 23— отметка уровня воды;z:l — отметка нуля1наблюдения; Я, — превышение репера Над нулем на­блюдения; Н2— превышение нуля наблю­дения над нулем графика; Н3— отсчет;На— приводка сваи № 2

Перед дальнейшей обработкой полученных уровней произво­дят контроль материалов наблюдений. Он сводится к просмотру

записей в полевой книжке и выборочной проверке выполненных вычислений.

Данные ежедневных наблюдений сводятся в таблицу ежеднев­ных уровней воды. При длительном периоде наблюдений в табли­це, помимо среднесуточных уровней, выписывают среднемесячные и среднегодовые значения, а также наивысшие и наинизшие зна­чения уровней ро месяцам и отдельно за год.

Среднемесячные уровни и среднегодовые вычисляют как сред­неарифметические из среднесуточных и среднемесячных уровней соответственно. Максимальные и минимальные значения уровней выбирают из всех наблюденных величин, включая и дополнитель­ные срочные наблюдения.

Ледовые явления и другие сведения в таблице уровней отме­чают следующими условными обозначениями:

: - сало; v - затор льда ниже поста;

) - заберег; ▲ - затор льва Выше поста и б отборе;

х -редкий шугоход; X ~ затор ниже поста;

  • - густой шугоход; X ~ зажор выше поста и б отборе;

средний шугоход; I - ледостав; о -редкий ледоход; - закраина;

» - средний ледоход; Р - разводья;

  • - густой ледоход; Р - первый и последний теплоход; П -подбижка; Ж - начало и коней лесосплава.

II - вода течет поверх льда;

На основании таблицы ежедневных уровней строится график колебаний уровня воды. На график наносятся все характеристи­ки ледового состояния водоема (см. рис. 30).

Глава XII. Измерение скоростей течения и определение расходов воды

§ 51. Способы измерения скоростей течения

Скорости течения измеряют прежде всего для определения рас­ходов воды. Знание скоростей течения необходимо также для оп­ределения расходов взвешенных наносов и решения ряда других задач, например для оценки воздействия потока на дно и берега реки, для определения скорости хода судов и составов.

129

В водных изысканиях применяют два основных способа из­мерения скоростей: с помощью поплавков и с помощью гид­рометрических вертушек. Поплавок представляет собой взвешенное в воде твердое тело небольшой массы, которое дви­жется вместе с окружающей жидкостью. Гидромеханический ана­лиз показывает, что все плавающие тела движутся несколько бы­стрее окружающей жидкости, однако вследствие малой массы поп-

«/«5—1545

лавков соответствующая разность скорости незначительна и при обработке измерений ее не учитывают.

Таким образом, зная путь А1, пройденный поплавком за время At, мы можем найти скорость течения по формуле

v =Ml М. (104)

Скорость v будет осредненной на отрезке А/ траектории по­плавка.

Гидрометрическая вертушка 'представляет собой механический прибор, снабженный лопастью, которая способна вращаться под действием гидродинамического давления набегающей жидкости. Между скоростью течения и угловой скоростью лопасти существу­ет прямая связь. Эту связь устанавливают путем специального испытания вертушки — ее тарирования. Располагая резуль­татами тарирования, можно от известной частоты вращения лопа­сти за время At перейти к скорости течения. Эта скорость будет осредненной за время А^.

В последнее время стали применяться в опытном порядке два новых способа измерения скоростей: ультразвуковой и электро­магнитный.

Ультразвук, подобно лучам света, может быть собран в пучок. Направив такой пучок по течению, будем иметь скорость распро­странения сигнала ci = v-\~c (с — скорость звука в воде); напра­вив пучок против течения, получим скорость распространения сиг­нала c2 = vс. Измерив скорости С\ и можно найти скорость течения по формуле

С1 +С2

v = —2——. (105)

Скорость v будет осреднена по длине пути ультразвукового сиг­нала.

Электромагнитный способ основан на законе электромагнит­ной индукции. Вода обладает небольшой электропроводностью и значит поток представляет собой движущийся проводник. Если навести на него магнитное поле, то в воде возникает электродви­жущая сила (э. д. с.)I. Она будет тем больше, чем быстрее дви­жется вода. Следовательно, скорость течения на некоторой глу­бине от поверхности воды можно узнать, измерив разность потен­циалов в двух точках поперечного сечения, расположенных на этой глубине. Полученная скорость будет осреднена по прямой, соединяющей точки измерения.

Ультразвуковой способ уже нашел практическое применение на реках и каналах с небольшой амплитудой колебания уров­ней.

§ 52. Поплавки

Основные типы поплавков показаны на рис. 65.

Наиболее широко применяются поверхностные поплав­ки. Их обычно изготавливают из дерева в виде отрезанных от дерева кружков диаметром 15—30 см, толщиной около 3—5 см. Для больших рек поплавки изготавливают в виде крестовин из досок или брусков. Длина каждой крестовины 0,5—0,8 м, а тол­щина 4—10 см. Для лучшей видимости поплавок снабжают флаж­ком, а для устойчивости снизу подвешивают грузик.

глуб

а)

р

л30СМ

Рис. 65. Типы поплавков: а — поверхностные^ б — глубинные

131

i/45*

Для измерения скорости и направления течения в толще пото­ка применяют глубинные поплавки. Такой поплавок обычно со­стоит из двух связанных тросом или шнуром поплавков, из кото­рых верхний находится на поверхности воды, а нижний — на за­данной глубине. Если верхний поплавок сделать малых размеров по сравнению с нижним, то приближенно можно считать, что вся система будет двигаться со скоростью, равной скорости те­чения на глубине погружения нижнего поплавка. Если же поп­лавки изготовить одинаковой формы и объема, то скорость дви­жения двойного поплавка УдВ будет равна полусумме поверхност­ной и глубинной скорости течения, т. е.

(106)

откуда

^глуб 2 УЛВ ~VnOD

Значит, определив скорость двойного поплавка и измерив от­дельно поверхностным поплавком поверхностную скорость иПов,

МОЖНО ВЫЧИСЛИТЬ И Углуб-

Основное преимущество измерения скоростей и направления те­чений с помощью поплавков — относительная простота производ­ства работ. Поплавки могут быть легко изготовлены на месте. В качестве дополнительного оборудования на малых реках нужен только секундомер, а на больших, кроме того, угломерный инст­румент и лодка. Поплавки могут применяться как при весьма

больших, так и при весьма малых скоростях течения, а также п во время редкого ледохода, когда применение других приборон затруднительно. В этом случае поплавками могут служить отдель­ные льдины. Кроме того, поплавки дают возможность проследить струи течения на довольно большом протяжении, что очень важно при изучении скоростного поля потока на отдельных участках рек.

К недостаткам поплавков следует отнести ограниченность их применения в условиях ветреной погоды, меньшую по сравнению с другими приборами точность результатов, оцениваемую возмож­ной ошибкой в 5—10%, и невозможность измерения скоростей те­чения в отдельных точках.

Соседние файлы в папке Вопросы ВИ