З а д а н и е 6. Построение кривых зависимости площади водного сечения (w), средней скорости течения (vср) и расхода воды (q) от уровня (н)

Д а н о: ведомость измеренных расходов воды за 19 ..-20.. гг., река ..., створ ....

Т р е б у е т с я: построить графики зависимости Q = f(H), W = f(H), v_ср = f(H).

Р е ш е н и е. Криволинейная зависимость между уровнями и расходами Q = f(H), изображенная графически, называется кривой расходов. Кривая расходов Q = f(H) строится в системе прямоугольных координат совместно с кривыми площадей W = f(H) и средних скоростей v_ср = f(H). На вертикальной оси координат откладываются уровни над нулем графика (см), а по горизонтальной - расходы (м³/с), площади водного сечения (м²) и средние скорости (м/с). Масштабы кривых выбираются в зависимости от величины уровней, расходов, площадей водного сечения и средних скоростей так, чтобы прямые, соединяющие начальные и конечные точки кривых, составляли с осью абсцисс угол, близкий 45°.

По данным ведомости измеренных расходов, на систему координат наносятся точки отдельно для расходов, площадей водного сечения и средних скоростей. По этим точкам проводятся осредненные кривые, которые должны быть плавными. При разбросанности точек кривые строятся по центрам тяжести групп точек (см. рис. 5).

Правильность построения кривых Q = f(H), W = f(H), v_ср = f(H) можно проверить, учитывая равенство Q = W·v_ср. Для этого необходимо "снять" со всех кривых при заданных уровнях значения расхода, площади водного сечения и средней скорости. В случае если равенство Q = W·v_ср не выполняется, следует провести увязку кривых.

После построения кривой надо будет рассчитать координаты по табл. 3.

Таблица 3

Приращение:	Н	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	10
	20
	30
	40
	50

По горизонтальной шкале откладываются единицы уровней, в вертикальной части записываются десятки и сотни.

Приращение расхода на каждый сантиметр уровня должно быть больше предыдущего или равно, но ни в коем случае - меньше. Приращение получают путем разности последующего и предыдущего значений расхода. Получив приращение, необходимо значение для данного интервала прибавить к предыдущему (Q). После заполнения координат следует

Рис. 5. Графики зависимости.

рассчитать процент отклонения измеренных (Q_изм) к (Q_кр.) по кривой по формуле:

(Q_изм - Q_кр)/ Q_кр·100%.

Измеренные расходы должны быть расположены равномерно по обе стороны кривой и процент отклонения (+) и (-) должен быть близким. Измеренное отклонение (Q) не должно превышать ± 8%. Если такое наблюдается, то необходимо провести анализ или заново построить кривую. После выполнения этих требований можно использовать координаты для получения расходов воды на каждый день по наблюдениям за уровнем воды.

Составленные кривые Q = f(H), W = f(H), v_ср = f(H) позволяют определить значение расхода, площади водного сечения и средней скорости течения, не производя непосредственных измерений данных значений в поле. Для этого достаточно легко определяемых значений уровня воды.