4.2.2. Распределение скоростей по вертикали и живому сечению

Из характэрыстыкамі турбулентного движения вытекает, что мгновенная скорость в каждой точке беспрерывно пульсирует. То есть, что она меняется с течением времени по направлению и величины кругом некоторой средней значимости. Когда проводить измерение скорости достаточно длинно (несколько минут), то можно получить усредненную скорость в данной точке. В гидрологии практично пользуются асераднённай скоростью, которую получают при гідраметрычных наблюдениях.

Распределение скорости по вертикали в живом сечении можно выразить в виде хромой распределения хуткасцей в данной вертикали (черт. ). Для этого на вертикальной оси откладывают вниз от поверхности воды глубину воды, по горизонтальной - скорости цячэння. Когда вычислить площадь получившейся фигуры, а затем разделить ее на глубину, то получим среднюю скорость на вертикали.

Обычно скорость в дна минимальная (нулевая) и увеличивается сначала очень скоро, а затем из некоторой глубины наблюдается сравнительно равномерное распределение хуткасцей. Наибольшая скорость наблюдается в поверхности воды. Однако при ветре и ледаставу она тормозиться.

Частички воды, которые сталкиваются из дном, смачивают его и неподвижные. В данном случае можно свидетельствовать о нулевой значимости скорости воды непосредственно в дна. Однако гідраметрычныя измерения "прыдоннай скорости" свидетельствуют о том, что ее величина редко бывает меньше ? поверхностной, и обычно свыше ?.

Сопротивление движения воды, связанное из трением о дно русла и берега, уменьшает скорость (черт.).

Практично наибольшая скорость наблюдается на глубины 0,2, средняя - приблизительно 0,6 глубины от поверхности воды.

Ледяной покров придает дополнительное трение поверхностного слоя воды о лед, скорости цячэння уменьшаются, распределение их па вертикали меняется: наибольшая скорость размещается поглубже, чем при откровенном русле.

В гідраметрычнай практике скорость цячэння обычно измеряется гідраметрычнымі вяртушкамі или поверхностными поплавками. Наиболее точный первый метод, который позволяет определить скорость в любой точке течения.

4.2.3. Измерение скорости воды посредством гідраметрычнай вяртушкі. Характеристики стока

4.2.3. 1. Речной сток. Характеристики стока

Сток - это перемещение воды и всех растворенных в ей веществ и наносов. Сток является основным фактором в вадазабяспячэнні любой местности. Из второй стороны сток обеспечивает премяшчэнне и распределение по территории растворенных в воде химических элементов и наносов. Без такого процесса невозможно жизнь, развитие и эволюция почвы и растений, жизнь на материках и в океане. В процессе стока участвуют в разной степени все водные объекты суши (рэки, озера, болота, ледники и подземные воды). Гидрологический режим каждого из их абумоўлен его местам в общем процессе сццёку.

Водный сток характэрызуецца основными количественными показателями: расходам воды (Q), средним расходам воды (Qo), объемам стока (W), слоем стока (h), модулем стока (M), коэффициентам стока (?) и нормой стока.

Характеристики стока могут быть определенный для любого прамежка времени (сутки, месяц, время года, год) и за многолетний период (норма стока). Расход воды измеряется из дапамргай гідраметрычнай вяртушкі, определяется графическо посредством кривых расходов и приблизительно - поплавками.

Средний расход воды (Qo) определяется як средняя арыфметрычная величина із расходов воды за разглядаемый промежуток времени:

Qo = (?n0 Qi) / n,

где n - количество членов гидрологического ряда.

Абём стока (W) - объем воды (км3), который стекает из бассейна в замыкаемым створы за некоторый промежуток времени (сутки, месяц, время года, год). Он равный достояния среднего за этот промежуток времени расхода воды Qo на время Т (на продолжительность этого прмежка времени, в секундах):

W = Qo Т, м3 ; W =( Qo Т) / 106, км3.

Модулём стока (M) назывецца количество воды (расход Qo), которая стекает из единицы площади бассейна (F) в единицу времени:

М = (Qo 103)/ F, л/с км2.

Слой стока (h) - слой воды, который получается когда объем стока равномерно распределить по поверхности водосбора:

H= (W 103 ) / ( F 106) = W 103 / ( F 103), мм.

Слой стока используется для сравнения из количеством атмосферных осадков и величины испарения из площади бассейна.

Каэфіціент стока (?) - отношения слоя стока к слою атмосферных осадков (х) за той же промежуток времени:

? = h/ х.

Коэффициент стока характэрызуе участь осадков, которые стекли урэкі.

Наибольшая значимость для географо-гидрологической характэрыстыкі раки, планіравання и организации использования водных ресурсов моей средней значимость характарыстык стока за многолетний период (норма стока) и экстэрмальные характэрыстыкі стока за многолетний период.

Характеристики стока , отнесенные к площади водосбора, позволяют сравнивать разные па водности бассейны. Эти величины наносятся на географические карты и получаются карты стока, по которому можно определить характеристики стока для любого водосборо. Карты стока строятся путем нанесения значимостей характарыстык стока к центру каждого бассейна и затем путям інтерпаляцыіі проводятся изолинии стока.

Первая карта стока была построена для Европейской части СССР Д.И.Качэрыным в 1927 хватит в масштабе 1 : 20 000 000. Не смотря на то, что Д.И.Качэрын имел только сведения о стоке по 32 пунктам, построенная им карта давала довольно правильное представление о распределении стока по территории СССР. Почти к 1937 года она была единственной картой, которой капысталіся практики и ученые. В 1937 хватит Б.Д.Зайкоў и С.Ю Белінкоў построили новую карту стока уже по материалам наблюдений по 1280 пунктов. У1946 хватит Б.Д.Зайковым была пабудаванакарта по данному наблюдений уже по 2360 станциям. На территории СССР длинное время пользовались картой сцёкук.П.Васкэсенскага (1962), построенная по 5690 сточным пунктам и составленная в масштабе 1 : 5 млн. и 1 : 10 млн.

Средний модуль стока речного бассейна может быть определенный по карте стока посредством формулы:

М = (M1f1 + M2 f2 + … + Mnfn) / F,

Где M1 , M2 , M3 , …, Мn - средние значимости модулей стока на участках бассейна, заключенных между двумя соседними изолиниями; f1 , f2 , f3 …, fn - площадь участков, заключенных памі двумя соседними изолиниями стока; F - площадь водосборо.

При разных географических и гидрологических исследованиях разных территорий и бассейнов рек, проектирования и хозяйственном использовании рек, от поставленных задач используются разные характеристики стока. При проектировании вадсховішчаў, гидроэлектростанций, оросительных систем, вадазабяспячэння прадпрыенмстваў, для анализа распределения стока и поселений всегда нужна знать величины средних расходов и объемы стока.