книги из ГПНТБ / Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация

воды между потребителями, исследования режима грунтовых вод и т. д.

Потребители на оросительных системах обеспечиваются водой по заранее разработанному и утвержденному плану. Комплекс мероприятий по осуществлению этого плана называется плановым водопользованием. Объем подаваемой воды должен строго соот­ ветствовать объему потребления.

Эксплуатационная гидрометрия призвана реализовать планы водопользования.

Гидрометрические посты на гидромелиоративных системах. Учет воды на гидромелиоративных системах производится на гид­ рометрических постах. Местоположение их выбирают в створах,

3.Б а л а н с о в ы е посты строят на водоисточнике ниже впа­ дения в него сбросных каналов. Такие же посты иногда устанав­ ливают на главных каналах. Для учета объема сбрасываемых вод по отдельным участкам балансовые посты устраивают и на сброс­ ной и водосборной сети системы.

4.Учет воды, подаваемой в хозяйство, производится водомер­ ными устройствами в точках водовыдела. На внутрихозяйственной оросительной сети вода учитывается в точках подачи воды из старших каналов в младшие.

Учет воды на гидромелиоративных системах производится сле­ дующими методами: 1 ) русловым, 2 ) существующими гидротехни­ ческими сооружениями с предварительной их тарировкой и 3) спе­ циальными водомерными устройствами.

74. Русловой метод учета стока воды

При русловом методе вода учитывается гидрометрическими приборами в руслах рек и крупных каналов, где глубины и ско­ рости течения достаточны для производства гидрометрических ра­

262

бот. Створы для установки постов и производства измерений долж­ ны отвечать всем требованиям, изложенным выше в теме 9.

Водомерные посты на каналах бывают преимущественно рееч­ ного типа, а на реках и водохранилищах — свайного типа. Для ведения наблюдений посты оборудуют гидрометрическими мости­

ками или люльками.

Для тарирования створа при разных уровнях измеряются рас­ ходы воды. По данным измерений Q и Я вычерчивают кривую Q = f(H). В дальнейшем ведут только водомерные наблюдения. По уровню н кривой Q = /(Д ) определяют расход воды в данном

створе.

Зависимость расхода от уровня периодически проверяют, чтобы обнаружить отклонения, которые происходят как вследствие де­ формации, так и вследствие изменения шероховатости русла. На неустойчивых участках русел рек, являющихся источниками оро­ шения, а также при малых скоростях течения воды, где измерение вертушкой невозможно, устраивают искусственные «контрольные»

регов. Его применяют при больших глубинах и малых скоростях течения.

На неустойчивых створах оросительных каналов контрольные русла устраивают в виде облицованного участка с сохранением размеров профиля канала. Гидрометрические работы здесь ведут обычными способами с целью получения устойчивой кривой Q =

Объем забираемой воды из водохранилища определяют по кри­ вым объемов и площадей V = fi(H) и co = f2^ ) . Сначала прово­ дят наблюдения за уровнем воды, затем по кривой V = f1 (Я) определяют объем воды в водохранилище при данном уровне. При отсутствии притока разность объемов между двумя наблюде­ ниями составляет объем водозабора вместе с потерями на испа­ рение и фильтрацию.

75. Учет воды гидротехническими сооружениями с предварительной их тарировкой

Учет воды существующими гидротехническими сооружениями производится по формулам гидравлики. Для этого измеряют все величины, входящие в состав этих формул, кроме коэффициентов расхода я и ц и коэффициента скорости ср. Например, для неза-

топленного водослива с широким порогом Q — m b H ^ Y 2g. Непо­ средственными измерёниями определяют Q, Ъ и Я. Использование рекомендуемых справочниками значений т может привести к зна­ чительным ошибкам при определении расходов воды. Поэтому гид­

263

ротехнические сооружения тарируют, т. е. коэффициенты расхода определяют опытным путем. Из расчетных формул определяют неизвестные коэффициенты. Зная Q, b и Я, находят т, а именно

т = -----____ -. Для удобства работ составляют таблицы расходов

ЬН и ]/ 2g

каждого сооружения.

Гидротехническое сооружение, предназначенное для учета воды, должно быть технически исправным, иметь правильные формы и плавный подход воды к отверстию. Истечение воды через соору­ жение (свободное или затопленное) должно быть всегда постоян­ ным.

Точки для наблюдений на сооружении закрепляются до тари­ ровки. Они должны быть постоянными и неизменными в высотном отношении. В верхнем бьефе точки наблюдений располагают на расстоянии 3—4 максимальные глубины воды от порога водослива. В нижнем бьефе наблюдения ведут в створе с установившимися скоростями течения воды.

76. Учет воды специальными водомерными устройствами. Их классификация

Водомерные устройства по своему назначению разделяют на три основные группы:

1 ) сооружения только для учета воды, 2 ) водомеры-водовыпуски для учета воды и ее регулирования,

3) водомеры-автоматы, пропускающие определенный, заранее

стий водосливы бывают: трапецеидальные, треугольные и прямо­ угольные.

Т р а п е ц е и д а л ь н ы й водослив (Чиполетти) имеет вырез, суживающийся книзу, с наклоном боковых сторон 1: ’Л (рис. 140). Расход воды через водослив с шириной порога, равной (3—4) Я, при напоре Я = 0,05 -f- 1,0 м и при отсутствии скорости подхода, определяют по формуле

где Q — расход в м3/с; b — длина порога в метрах; Я — высота переливающегося слоя (напор), измеряемая перед водосливом вне кривой спада струи в метрах.

При Ь = 1,0 м

Трапецеидальный водослив можно использовать как точный прибор, если соблюдены следующие условия:

264

а) расстояние р от порога до дна и боковых граней (до откосов канала) должно быть не менее максимального возможного пере­ ливающегося слоя воды;

б ) порог водослива не должен быть подтоплен снизу, т. е. порог должен располагаться выше уровня в нижнем бьефе;

в) высота слоя переливающейся воды должна быть в пределах

от '/ю до Уз длины порога; г) длина порога должна быть в пределах 0,2—1,5 м. При боль­

шей длине водослив нужно тарировать.

Трапецеидальный водослив делают из металлического листа с ребрами жесткости из уголка или швеллера. Можно его устроить и из деревянного щита. В последнем случае кромку выреза за­ остряют односторонним срезом со стороны нижнего бьефа. Кромку

1/4/1

Рис. 140. Трапецеидальный водослив.

отверстия деревянного щита обшивают листовым железом со сто­ роны верхнего бьефа.

Порог водослива устанавливают горизонтально с помощью уровня или нивелира. Рейку (для отсчета напора) прикрепляют со стороны верхнего бьефа на колышке, специально для этого за­ битом в грунт, или непосредственно на щите. Нуль рейки должен быть на одном уровне с порогом водослива.

Водослив располагают нормально к потоку и строго отвесно. Ось выреза водослива должна совпадать с осью потока.

Описанный водомер обладает высокой точностью. Вероятная ошибка измерения расхода ± 2 %. Водослив применяют для из­ мерения расходов не свыше 650 л/с.

Менее точны трапецеидальные водосливы в условиях затоплен­ ного истечения. Расход воды в этом случае определяется фор­

где Q — расход незатопленного водослива; h — превышение гори­ зонта нижнего бьефа над порогом водослива.

Трапецеидальный водослив с вырезом, суживающимся книзу, и наклоном боковых сторон 1 : 1 (конструкции А. И. Иванова) мо­ жет работать при свободном и затопленном истечении при рас­ ходах от 5,2 до 7,35 м3/с. Напор воды над порогом водослива не должен превышать 0,33 Ь, где Ъ—длина порога водослива.

265

Расходы воды (л/с) определяют по формулам для водослива: а) незатопленного

цеидального водослива.

Чаще всего применяют треугольный водослив с прямым углом при вершине, т. е. а = 90° (рис. 141). Расчетная формула имеет вид

Величина напора Н должна быть не меньше 0,05 м. Вероятная ошибка измерения расхода воды треугольным водосливом с пря­ мым углом при вершине 1 —2 %.

П р я м о у г о л ь н ы й водослив без бокового сжатия имеет порог во всю ширину канала. Порог водослива возвышается над дном канала не менее наибольшей величины напора, а при малых напорах — не менее 0 , 2 м.

хода. Значения то без учета скорости подхода даны в приложе­

зато они создают меньший подпор воды. Это водомерное устрой­ ство состоит из перегораживающей русло канала стенки и сходя­ щегося в ней насадка, закрепленного у отверстия. Поперечное се­ чение насадка может быть круглым, квадратным или прямоуголь­ ным (рис. 142).

под уровнем воды не менее 5 см;

266

Р ейки

Рнс. 142. Насадки-водомеры

где d — диаметр; а и b — высота и ширина выходного отверстия насадка (см. рис. 142).

Наблюдения проводят по двум рейкам, установленным со сто­ роны верхнего и нижнего бьефов. Нуль обеих реек устанавли­

(размыв, заиление и зарастание). Режим нижнего бьефа не влияет

267

-*/

Сеч.по l-h-111-IV

Рис. 143. Водомерный порог САНИИРИ.

устанавливается в колодце, который сообщается с верхним бьефом. Нуль рейки совмещается со средней отметкой порога. Со стороны нижнего бьефа рекомендуется устанавливать рейку. Она необхо­ дима для контроля относительного затопления.

268

В о д о м е р н ы е щ и т о в и д н ы е в о д о в ы п у с к и относятся к регулирующим сооружениям, обеспечивающим одновременно и учет воды. Примером может служить водовыпуск СБ-47, предло­ женный М. Б. Бутыриным (рис. 144). Его устанавливают в головах распределительной сети и на хозяйственных водовыделах при рас­ ходах 1,5—2 м3/с и рекомендуют к работе только при истечении из-под щита. Коэффициент расхода близок к единице. Поэтому в расчетных формулах расхода указанный коэффициент отсут­ ствует.

Рис. 144. Водовыпуск СБ-47.

Нули реек устанавливают на уровне порога водослива. Здесь

269-