3.2. Измерения расхода воды с помощью гидрометрической вертушки
Скорость течения,
и, следовательно, расход воды - является
основными гидрометрическими
характеристиками реки. Для подобных
измерений существует множество методов
и приборов, но самым проверенным и точным
является Эйлеровый метод (вертушечный).
Работа и принцип
гидрометрической вертушки, основывается
на прохождении массы воды с определенной
скоростью через эпюру,
и соответственно поток, вращает лопасти
вертушки. После двадцати полных оборотов
контакты внутри вертушки замыкаются,
и в этот момент звенит звонок, который
сообщает о начале или конце замеров. С
помощью секундомера определяется время
полного числа оборотов. Для подсчета
необходимо общее число оборотов лопасти
разделить на время, за которые произошли
эти обороты. В дальнейшем по специальной
таблице находиться сама скорость течения
реки.
Рисунок 2. Гидрометрическая вертушка ГР-21
При проведении полевых работ, перед началом измерений необходимо выбрать соответствующий участок реки, отвечающий определенным критериям:
ровные, параллельные берега;
не заросшее, растительностью, русло;
скорость течения не ниже 0,10-0,15 м/с.
Измерения расхода воды проводилась на участке реки Бодрак, на искусственно созданном гидростворе, в районе с. Трудолюбовка. Бригада студентов оснащённая: гидрометрической вертушкой со звонком, водомерной рейкой, метром измерителем и секундомером, проводила измерения на одной точке.
Первым этапом было измерение ширины реки и выявления бессточных пространств.
Далее для определения скорости течения на гидрометрическом створе назначаются скоростные вертикали, отдельных точках которых измеряются
скорости течения. Вертикали назначаются после промеров, расстояния между которыми определяется по специальной таблице. Количество вертикалей варьируется в зависимости от ширины реки.
При измерении скорости течения важную роль играет глубина. Если она превышает 0,3 м., то замеры проводятся как на поверхности, так и у дна. Количество промеров на одной вертикали так же зависит от глубины и интенсивности течения.
После чего вычисляется площадь живого сечения и средняя скорость течения. А имея эти данные, мы можем высчитать расход воды.
Замеры проводились на реке Бодрак в районе с. Трудолюбовка, под мостом на специально созданном гидрометрическом створе. А так же реке Альме в районе с. Тополя в 700 метах вверх по течению от гидросооружения (водный канал для орошения), и непосредственно в створе самого канала.
Данные и расчеты по Бодраку (под мостом)
Дата |
Ширина, см |
Уровень воды, см |
Глубина прибора |
Площадь сечения, м2 |
Число оборотов в 1 сек |
Скорость течения, м/сек |
Средний расход воды, м3/сек |
|
22 |
14,1 |
|
0,3102 |
0,99007 |
0,22 |
0,068244 |
|
22 |
13,9 |
|
0,3058 |
0,7 |
0,2 |
0,06116 |
|
22 |
13,1 |
|
0,2882 |
0,49971223 |
0,19 |
0,054758 |
|
22 |
12,7 |
|
0,2794 |
0,417537 |
0,18 |
0,050292 |
Таблица 1. Результаты измерений на реке Альма (точка 1)
Вертикаль |
Глубина реки (м) |
Глубина прибора |
Скорость (20 оборотов) |
||
1 |
0,19 |
- |
- |
||
2 |
0,12 |
- |
- |
||
3 |
0,3 |
0,15 |
34,6 сек. |
||
4 |
0,37 |
0,3 |
0,15 |
15,6сек. |
14,9сек. |
5 |
0,33 |
0,15 |
0,25 |
9,2сек |
|
6 |
0,32 |
0,16 |
22,1сек. |
||
Средняя скорость потока равна 0,324 м/с |
|||||
Площадь сечения равна 1,68 м2 |
|||||
Средний расход воды равен 0,546 м3/с |
|||||
Таблица 2. Результаты измерений на реке Альма (точка 2)
Глубина реки (м) |
Глубина прибора |
Скорость (20 оборотов) в минутах |
|
0,34 |
0,21 |
1,22 |
1,26 |
Скорость течения равна 0,34 м\с |
|||
Площадь сечения равна 0,42 м2 |
|||
Средний расход воды равен 0,144 м3\с |
|||
(Зайков Б.Д. Очерки гидрологических исследований в России)
(Тюфанов С. Р.)