Обчислення витрат води, виміряних гідрометричним млинком

При вимірювання швидкостей гідрометричними млинками витрата води може бути обчислена аналітичним, графоаналітичним та графомеханічним способами.

Розглянемо аналітичний та графомеханічний способи.

Аналітичний спосіб. Витрату води обчислюють за формулою

, (61)

де – витрата води; – середні швидкості на відповідних вертикалях; – площа живого перерізу між берегом (межею мертвого простору) і першою швидкістною вертикаллю; - площі поперечного перерізу між суміжними вертикалями; – площа поперечного перерізу між останньою швидкістною вертикаллю і берегом; – коефі­цієнт, величина якого залежить від характеру берега, а саме: при пологому березі з нульовою глибиною на урізі = 0,7; при обривистому березі або не рівній стінці = 0,8; при гладкій стінці = 0,9 і за наявності мертвого простору = 0,5.

В залежності від кількості точок вимірювань та стану русла, середню швидкість на вертикалі визначають за такими формулами.

1) для відкритого русла і за відсутності водної рослинності:

а) при вимірюванні швидкості десяти точок на вертикалі

;

б) при вимірюванні швидкостей в п’яти точках на вертикалі

;

в) при вимірюванні швидкості двох точок на вертикалі

;

г) при вимірюванні швидкостей в одній точці на вертикалі

.

 

При вимірюванні витрати води в руслі з водною рослинністю або за наявності льодового покриву:

а) при вимірюванні швидкості в шести точках на вертикалі

 

;

б) при вимірюванні швидкості в трьох точках на вертикалі

 

;

в) при вимірюванні швидкості в одній точці на вертикалі

 

.

У наведених формулах індекси 0,2; 0,4 та ін. Означають відносне за глибиною положення точок вимірювань швидкостей на вертикалі, рахуючи від поверхні води.

Часткові площі між швидкістними вертикалями обчислюють за простими геометричними фігурами – трикутниками та трапеціями. Кожний доданок формули (61) представляє часткову витрату між швидкісними вертикалями. Повну витрату підраховують як суму часткових витрат води.

Графічний спосіб обчислення витрат води застосовують при вимірюванні швидкостей детальним способом і ведуть в такий послідовності (рис. 43):

Рис. 43 Обчислення витрати води графічним способом

 

1. На аркуші міліметрового паперу будують профіль поперечного перерізу річки і наносять розрахунковий рівень води.

2. На тому ж аркуші креслять епюри швидкостей для кожної швидкістної вертикалі.

3. Обчислюють середні швидкості на вертикалях діленням площі епюри швидкостей на робочу глибину вертикалі; площу епюр визначать планіметром або палеткою.

4. Будують над профілем епюру середніх швидкостей, з якої знімають значення середніх швидкостей для кожної промірної вертикалі.

5. Обчислюють елементарні витрати для всіх вертикалей. Для цього значення середніх швидкостей множать на глибину і отримані дані заносять у відповдіний рядок під профілем.

6. Будують епюру елементарних витрат. Для цього значення елементарних витрат відкладають вверх від рівня води на профілі на кожній вертикалі і по одержаних точках проводять плавну лінію.

7. Обчислюють витрату води, для чого визначають площу епюри елементарних витрат планіметром або палеткою.

Після обчислення витрат на кресленні складають таблицю прийнятих даних.