Тема 2. Расчёт расходов воды

аналитическим методом.

Лекционный материал:

1. Речной сток и его характеристики.

2. Поперечный профиль реки и его характеристики.

Водный режим и водность любой реки характеризуются рядом показателей, важнейшим из которых является расход воды Q – это количество воды, протекающее через живое сечение реки за 1 секунду, и измеряется в м³ / с. То есть расход воды можно определить по формуле:

Q = w · v (2.1.),

где w – площадь живого сечения реки в м²,

v – средняя скорость течения в м/с.

Расход воды является основной характеристикой стока, поскольку он основан на данных прямых наблюдений – измерениях скоростей течения и промерах глубин. Все остальные характеристики стока (объём стока, модуль стока и др.) рассчитываются с учётом расхода воды.

Чтобы рассчитать расход воды, нам нужны данные, пригодные для построения поперечного профиля реки. Как показано в теме 1, необходимо установить расстояния между промерными и скоростными вертикалями, провести соответствующие измерения глубин и скоростей течения. Далее необходимо построить в приемлемом масштабе поперечный профиль реки и внести данные в таблицу расчётов (столбцы 1-4).

Таблица 4.

Вычисление расходов воды аналитическим способом.

Промеры глубины									Вычисление площади w				Вычисление расхода воды Q
№ верти- калей		Расстояние от постоянного на- чала, м	Глу-бина, м		Сред- няя глубина между про- мер- ными верти калями, м		Рас- стоя-ние между про-мер- ными верти каля- ми, м		Площадь вод- ного сечения, м²				Средняя скорость, м/с				Час- тич- ный рас- ход между ско- рост- ными верти каля- ми, м³/c
Про- мер- ных	Ско- рост- ных								между про мер- ными верти каля- ми		между ско рост- ными верти каля- ми		на ско рост- ной верти кали		между скорост- ными верти каля- ми
Урез левого берега	--	21,00	0,00
					0,30		4,00		1,20		--		--		--		--
1	--	25,00	0,60
					1,15		5,00		5,75		6,95		--		0,258		1,79
2	1	30,00	1,70
					2,05		5,00		10,25		--		0,387		--		--
3	--	35,00	2,40
					2,40		5,00		12,00		22,25		--		0,579		12,88
4	2	40,00	2,40
					2,32		5,00		11,60		--		0,771		--		--
5	--	45,00	2,25
					2,15		5,00		10,75		22,35		--		0,749		16,74
6	3	50,00	2,05
					2,00		5,00		10,00		--		0,727		--		--
7	--	55,00	1,95
					1,82		5,00		9,10		19,10		--		0,684		13,08
8	4	60,00	1,70
					1,62		5,00		8,10		--		0,642		--		--
9	--	65,00	1,55
					1,48		5,00		7,40		15,50		--		0,592		9,17
10	5	70,00	1,42
					1,48		5,00		7,40		--		0,541		--		--
11	--	75,00	1,53
						1,57		5,00		7,85		15,25		--		0,505		7,70
12	6	80,00		1,61
						1,58		5,00		7,.90		--		0,469		--		--
13	--	85,00		1,56
						1,30		5,00		6,50		--		--		--		--
14	--	90,00		1,05
						0,52		3,00		1,56		15,96		--		0,313		5,00
Урез правого бере- га	--	93,00		0,00
∑										117		117						66,4

Порядок расчёта выглядит следующим образом:

а) рассчитывается средняя глубина между промерными вертикалями, записывается в столбец 5;

б) рассчитывается расстояние между промерными вертикалями и записывается в столбец 6;

в) рассчитывается площадь между соседними промерными вертикалями; записывается в столбец 7. Сумма всех площадей представляет собой живое сечение реки, эту сумму можно подсчитать как между промерными, так и скоростными вертикалями.

г) определяются частичные расходы воды между соседними скоростными (или промерными) вертикалями по формуле 2.1., их сумма представляет собой общий расход воды, проходящей через данный створ. Следует учитывать, что скорость воды вблизи берега принимается как две трети скорости воды на ближайшей скоростной вертикали: 0,258 м/с составляют 2/3 от 0,387 м/c ( строки 4 и 6, столбцы 9 и 10).

Таким образом, расчёт расходов воды аналитическим способом основан на определении живого сечения реки по поперечному профилю и реальном измерении скоростей воды в данном створе.