Иркутский гидрометеорологический техникум

ИРКУТСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ

Практические работы по гидрометрии

Вычисление стока воды и стока наносов

Выполнила:

студентка группы Г-4а

Балакина М.В.

Проверил:

Дробот В.В.

Иркутск 2007

Вычисление стока воды

Построение кривой расходов воды

При устойчивом незаросшем русле и отсутствии переменного подпора между расходами и уровнями воды существует однозначная зависимость, при которой определенному значению уровня соответствует только одно значение расхода воды. В этом случае, имея достаточное количество расходов воды, измеренных при различных уровнях, можно установить зависимость между этими элементами и определить значение расхода за каждый день по наблюденным на водомерном посту уровням. Связь между расходами и уровнями воды обычно устанавливается графически в виде кривой Q=f(Н).

Чтобы установить характер связи между расходами и уровнями, необходимо тщательно проверить и проанализировать исходные материалы. К ним относятся: 1) таблица «Измеренные расходы воды» (ИРВ); 2) таблица «Ежедневные уровни воды» (ЕУВ); 3) совмещенные профили поперечных сечений по гидрометрическому створу; 4) план участка поста; 5) поперечный профиль по гидроствору до уровня высоких вод; 6) техническое дело поста; 7) литературные и архивные материалы, характеризующие режим реки на участке гидрометрического створа.

Анализ материалов наблюдений следует начинать с таблицы ИРВ; при этом нужно произвести: 1) арифметическую проверку величин средней скорости и средней глубины; 2) проверку соответствия уровня воды в день измерения расхода уровню того же дня в таблице ЕУВ; 3) сопоставление записей о состоянии реки в таблице ИРВ с теми же данными в таблице ЕУВ.

Так как для каждого расхода воды имеем равенство Q=FƯ_ср, то оказывается удобным производить дальнейший анализ измеренных расходов производить графическим путем. На листе миллиметровой бумаги строят три кривые: кривую расходов воды Q=f(Н), кривую площадей поперечных сечений F= f(Н) и кривую средних скоростей  Ư_ср= f(Н). При построении кривых по вертикальной оси откладываются уровни для всех трех элементов в одном масштабе, а по горизонтальной оси – расход воды, площадь поперечного сечения и средняя скорость. Посредине полосы нанесенных точек (Q, H), (F,H), (Ư_ср, H) проводятся плавные кривые Q=f(Н), Q=f(Н) и Ư_ср= f(Н).

Свойства кривых: 1) кривая расхода должна быть выпуклой к оси ординат; 2) кривая площади должна быть выпуклой к оси уровней; 3) кривая скорости может иметь различную форму; 4) в местах резкого перелома поперечного сечения – изменяется форма кривой.

В результате анализа материалов наблюдений выясняются особенности режима реки и выбираются способы вычисления ЕРВ.

Увязка кривых

 

Чтобы произвести увязку трех кривых, через каждые 10% амплитуды уровня, а на более изогнутых отрезках чаще с кривых снимаются значения расходов воды, площадей и скоростей и подставляются в формулу Q=F Ư_ср. если расхождение между произведением F Ư_сри расходом, снятым с кривой, не более 1%, то кривые проведены правильно. В противном случае необходимо исправить те кривые, которые отклоняются от среднего положения. Обычно требуется несколько раз вводить исправления и увязывать кривые.

 

Н, см	Q,м3/с с кривой	F, м2	Ưср, м/с	Q=F Ưср, м3/с	Расхождение ∆Q%

Правила построения кривой

Кривая расходов воды Q=f(Н) строится на миллиметровой бумаге в прямоугольной системе координат совместно с кривыми F=f(Н) и Ư_ср= f(Н). масштабы для построения кривых подбираются в зависимости от амплитуды уровней, расходов, площадей и скоростей течений с таким расчетом, чтобы хорда кривой расходов расположилась примерно под углом 45⁰, а хорды кривых площади и средних скоростей под углом 60⁰ к оси абсцисс. Чтобы кривые не пересекались, нули шкал площадей и скоростей сдвигают вправо. Точки с координатами (Q, H), (F,H), (Ư_ср, H) обводится кружками диаметром 1,5-2 мм; против точек расходов на расстоянии 3-5 см от них (по горизонтали) выписываются даты измерения. Кривая расходов воды проводится по средине полосы рассеивания точек (Q, H) сначала от руки, а затем по лекало. При наличии большого количества измеренных расходов кривая Q=f(Н) может быть проведена по центрам тяжести групп точек. Таким же способом проводятся кривые площади и скорости.

Если на участке гидрометеорологического створа при определенном уровне начинают действовать пойма, протоки и рукава, то кривые для них строятся отдельно, а затем вычисляется суммарная кривая Q=f(Н). Значения расходов для этих кривых получаются суммированием расходов, снятых с кривых для основного русла, поймы, притоков при одной высоте уровня для всех кривых.

При значительной амплитуде расходов, когда отношения наибольшего расхода к наименьшему составляет 20 и более, нижняя часть кривой расходов в пределах 20-30% амплитуды уровней вычерчивается в увеличенном масштабе (обычно в 5-10 раз крупнее). Такое построение позволяет вычислить сток воды при низких уровнях значительно точнее.

Вычисление стока наносов

ИРКУТСКИЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ