13.3. Измерение скоростей течения поплавками и вычисление расходов воды
В качестве поплавков для измерения скоростей течения чаще всего используются деревянные кружки высотой 5–6 см, отпиленные от бревна диаметром 10–25 см. Помимо главного и двух вспомогательных створов, на реке намечают створ для пуска поплавков, который располагают на 10–20 м выше верхнего вспомогательного створа.
Для определения расхода воды на реках шириной до 100 м нужно иметь 15–20 поплавков. Поплавки пускают последовательно один за другим в различном удалении от берега по 3–4 с каждого места. Если какой-либо поплавок задержался у берегов или время его прохождения между створами значительно отличается от времени движения других поплавков одной группы, пускают новый поплавок.
Среднюю поверхностную скорость течения для каждой группы поплавков подсчитывают, деля расстояние между верхним и нижним створами на среднюю продолжительность хода поплавков данной группы.
Для вычисления расхода воды площадь живого сечения гидрометрического створа разбивают по ширине на ряд интервалов. Границы интервалов устанавливают посередине между точками, соответствующими средним расстояниям от постоянного начала до мест прохождения каждой группы поплавков через средний створ.
Расход, вычисленный умножением площади живого сечения на поверхностную скорость течения, называется ф и к т и в н ы м.
Фиктивный расход определяют по формуле
Qф = ΣΔωi un i , (13.4)
где Δωi – площади частей живого сечения в расчетных интервалах;
un i – средние поверхностные скорости течения в соответствующих интервалах.
Расчеты по определению фиктивного расхода удобно вести в табличной форме (табл.13.1).
Т а б л и ц а 13.1. Вычисление фиктивного расхода воды
№ про-мерных точек |
Расстояние от постоянного начала, м |
Глубина, м |
Расстояние между промер-ными точками, м |
Средняя глубина между промер-ными точками, м |
Площадь сечения между промерными точками, м2 |
Площадь сечения в расчетном интервале, м2 |
Поверхностная скорость течения в интервале, м/с |
Расход воды в интервале, м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Так как поверхностные скорости течения больше средних скоростей по глубине потока, для определения действительного расхода воды нужно фиктивный расход умножить на эмпирический коэффициент kп:
. (13.5)
Познакомимся с одним из аэрофотометодов измерения скоростей поплавками. С самолета или вертолета делают последовательно один за другим два фотоснимка плывущих поплавков или маркирующих предметов с захватом неподвижных контрольных точек на берегу. При этом замеряют точно промежуток времени Δt между снимками. Сопоставляя положение поплавков на обоих снимках относительно контрольных точек, устанавливают пройденное ими расстояние за время Δt. Далее расчет ведется также, как и при непосредственном измерении на воде.