Нижнего створа

Расстояние

от уреза

воды, м 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,2

Глубина

воды, м 0,04 0,28 0,39 0,42 0,50 0,47 0,34 0,29 0,21 0,11

Среднее наименьшее время

t_ср= = 26,5 с.

Максимальная поверхностная скорость

u_пов= L/ t_ср= 16/26,5 = 0,60 м/с.

Площади живых сечений на створах, вычисленные как сумма элементарных фигур (рис.7), равны:

w_в=1,29 м²; w_с=1,30 м²; w_н=1,45 м²;

w_ср = = =1,335 м².

Смоченный периметр по створам равен:

χ_в=3,38м; χ_с=4,03м; χ_н=4,31м;

χ_ср = = =3,94 м.

Определяем среднюю скорость движения воды в реке с учетом местных потерь (формула 13), скоростной коэффициент можно определить по формуле 14:

С, рассчитанное по формуле (14), равно 26,8; отсюда

K₁ = = =0,66;

u = К₁ u_пов=0,60·0,66= 0,396 м/с;

Q= uw=0,396 ·1,335 = 0,528 м³/с.

Определение скорости движения воды в водотоке гидрометрическими вертушками.Гидрометрическая вертушка позволяет определить скорость течения более точно, чем поплавки. В настоящее время используют вертушку Н.Е. Жестовского (рис.8). Скорость движения воды вертушкой определяют по частоте вращения лопастного винта, которую учитывают с помощью электрического тока, подводимого от батарей через клеммы. Вертушка при измерении скорости погружается в воду на требуемые глубины, перемещаясь по штанге. Скорость вращения лопастного винта фиксируется с помощью звонка. Одно замыкание электрической сигнальной цепи соответствует 20 оборотам винта. Скорость вычисляют после тарировки вертушки по специальным графикам или таблицам, в которых приводится скорость в зависимости от частоты вращения лопастного винта.

Рис. 8. Общий вид гидрометрической вертушки:

1 – лопастной винт; 2 – корпус; 3 – клеммы звонка; 4 – штанга; 5 – втулка; 6 – хвостовое (рулевое) оперение

Для определения скорости и расхода воды устраивают гидрометрический створ на прямолинейном участке реки, где нет подпора воды. Гидрометрический створ закрепляется на обоих берегах знаками-столбами. Столб на одном из берегов принимается за постоянное начало, от которого всегда измеряются расстояния до каждой промерной вертикали. Промеры глубин производятся через равные расстояния на промерных вертикалях с таким расчетом, чтобы по ширине реки было не меньше 20 промерных вертикалей.

Измерение глубин производится рейкой с делениями 1 см или гидрометрическим грузом на тросе с точностью до 1 см.

На створе назначают скоростные вертикали, на которых определяют скорость течения воды на определенных глубинах. Вертикали устраивают через равные расстояния в количестве не менее пяти (например: при ширине реки менее 20 м вертикали назначаются через 0,5 – 2,0 м; при ширине реки от 20 до 40 м – через 2 – 3 м). Перед измерением скорости течения на каждой скоростной вертикали вначале измеряется рабочая глубина – это расстояние по вертикали от дна до поверхности воды.

Измерение скорости течения на вертикали производится в следующих двух точках по глубине вертикали на 0,2 и 0,8 рабочей глубины (рис. 9); при ледоставе и наличии в русле водной растительности в трех точках (0,15; 0,5 и 0,85 рабочей глубины). При глубинах потока менее 40 см скорость на вертикали измеряется в одной точке: при открытом русле на 0,6, а подо льдом на 0,5 рабочей глубины.

После опускания вертушки в воду в нужную точку по глубине вертикали через один – два сигнала включается секундомер и начинается счет сигналов. Первый сигнал, по которому включается секундомер, в счет не принимается – он называется нулевым.

Включение секундомера, отсчеты времени и остановка секундомера производятся по концу сигнала. Если в течение 100 с поступят два и более сигналов, по следующему сигналу (первому, поступившему по истечении 100 с) секундомер останавливается и измерение прекращается.

Рис. 9. Расположение вертушки в точках по глубине вертикали

При большой скорости течения, когда сигналы поступают чаще, чем через 2 с, измерение прекращается на 50 сигналах, т.е. в этом случае продолжительность измерения может быть меньше 100 с.

В момент окончания последнего сигнала секундомер выключается и записывается номер последнего сигнала и продолжительность измерения в секундах по показанию секундомера.

Результаты измерения скорости в каждой точке записываются в графы 9 и 10 табл. 3. В графу 9 номер последнего сигнала в момент остановки секундомера, а в графу 10 показание секундомера по последнему сигналу. Графы 11, 12, 13, 14, 15 и 19 заполняются при вычислении расхода.

Расход воды в небольших водотоках, осушительных и оросительных каналах можно определить при помощи гидрометрических водосливов.

Таблица 3