Рис.1. Поперечное сенчение потока. Рис. 2. Схема к ычислению расхода воды
u-скоростной вектор; u cosα-проекция аналитическим способом: I,II,III-
к площадке
1. Вычисление расхода воды аналитическим способом. ( метод “скорость-площадь). В гидрометрии наиболее распространен способ определения расходов воды, основанный на измерении местных скоростей течения гидрометрической вертушкой и площади живого сечения потока, сокращенно называемый способом «скорость-площадь» или «аналитическим способом».
Аналитический способ основан на рассечении модели расхода вертикальными плоскостями, перпендикулярными живому сечению, и определении расхода воды Q как суммы частных расходов между соседними плоскостями, проходящими через скоростные вертикали (см.рис. 2).
Расход воды вычисляется по приближенной формуле, имеющий вид
Q=KV1w0+w1+...+wn1+ K Vn wn | (4) |
где V1, V2,...., Vn - средние скорости на вертикалях; w 0 - площадь живого сечения между берегом и первой скоростной вертикалью; w 1, w 2,..., w n-1 - площади живых сечений между скоростными вертикалями; w n - площадь живого сечения между последней скоростной вертикалью и берегом; К - эмпирический коэффициент, величина которого для различных случаев принимается следующей:
|
|
Пологий берег с нулевой глубиной на урезе | К 0.7 |
Обрывистый берег или неровная стенка | 0.8 |
Гладкая стенка | 0.9 |
Наличие мертвого пространства | 0.5 |
В формуле (4) каждое слагаемое представляет собой частичный расход воды: первое слагаемое - частичный расход между берегом и первой скоростной вертикалью, второе слагаемое - частичный расход между первой и второй вертикалями и т.д. Величина каждого частичного расхода вычисляется путем умножения средней скорости на вертикали на соответствующий участок площади живого сечения
Скорость течения измеряют на скоростных вертикалях. Число скоростных вертикалей и точек измерения скорости зависит от состояния водотока, глубины потока и требуемой точности вычисления расхода.
Скорости в отдельных точках живого сечения измеряются одной гидрометрической вертушкой, последовательно перемещаемой от вертикали к вертикали (рис. 3). Средняя скорость на вертикали в зависимости от количества точек измерения находят по формулам: