2939
.pdf
h
|
Вертикаль № 1 |
|
пов |
h |
|
0,2 |
0,2h |
|
|
0,8h 0,6h |
|
|
0,6h |
|
0,8h |
|
дно |
Рис. 18. Эпюра скорости
Расход воды равен площади эпюры q и определяется по фор-
муле (10).
При аналитическом способе средние скорости по вертикали вычисляются по формулам, приведенным в п. 2.5.4, и затем определяется расход по формуле
Q |
1 |
v h |
B |
|
v |
v |
|
h |
h |
|
B |
|
|
||||||||
|
|
1 |
|
2 |
1 |
|
2 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2 |
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
v |
|
|
v |
|
h |
|
h |
|
|
|
1 |
v h |
B |
. |
||||||
|
n 1 |
|
|
|
n |
n 1 |
|
n B |
|
||||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
n |
|
2 |
|
n |
n |
|
n 1 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(16)
2.6. Расчет расхода воды в реке по формуле Шези
Формула Шези применима при равномерном движении, поэтому она может быть использована лишь на прямолинейных или слабоизогнутых участках реки, устойчивых к деформациям дна и берегов с параллелеструйным течением. Этим требованиям удовлетворяет участок реки, выбранный для разбивки гидроствора. Расход воды вычисляют по формуле
Q C IR, |
(17) |
где площадь живого сечения русла реки; C коэффициент Шези; I – гидравлический уклон; R – гидравлический радиус, определенный по формуле
R |
|
, |
(18) |
|
|
|
|
где – смоченный периметр.
31
Площадь живого сечения по гидроствору вычисляется на основе промеров глубин (см. рис. 17) по формуле
|
1 |
h B |
|
h h |
B |
|
h |
h |
|
1 |
h |
B |
. |
|||
|
1 |
2 |
n 1 |
|
n B |
|
||||||||||
|
2 |
1 |
1 |
|
|
2 |
2 |
|
2 |
n |
|
2 |
n |
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
(19)
Гидравлический радиус живого сечения для равнинных рек приближенно с допустимой ошибкой равен средней глубине по гидроствору, так как ширина русла и смоченный периметр живого сечения мало отличаются друг от друга.
Коэффициент Шези чаще всего определяют по формуле Маннинга
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
C |
1 |
R |
6 |
|
1 |
h |
6 |
, |
|
|
|
|
|||||
|
n |
|
|
|
n |
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(20)
где n – коэффициент шероховатости, который можно определить по табл. 4 в зависимости от состояния русла и грунтов, слагающих дно и берега; hср – средняя глубина в живом сечении.
Таблица 4
Значение коэффициентов шероховатости естественных русел
Характеристика русла |
Коэффициент |
|
шероховатости |
||
|
||
Чистые прямые русла, сложенные мелким песком |
0,017 |
|
d < 0,5 мм |
||
|
||
Чистые прямые русла, сложенные крупным песком |
0,018 |
|
d > 1,0 мм |
||
|
||
Гравийно-галечные русла |
0,019–0,022 |
|
Слегка заросшие крупнопесчаные и гравелистые русла |
0,025–0,030 |
|
То же с каменистым дном |
0,035 |
|
Значительно заросшие русла с медленным течением |
0,040 |
|
Перекатные участки с галечным дном |
0,045 |
Гидравлический уклон определяется по результатам мгновенной связки уровней воды. С учетом сказанного выше формулу Шези приведем к виду:
Q |
|
|
|
2 |
|
|
|
I |
|
||||
|
h 3 . |
(21) |
||||
|
n |
ср |
|
|||
|
|
|
|
|
||
Все три расхода воды, определенные по поплавочным наблюдениям, измерениям скоростей вертушкой и формуле Ше-
32
зи, сравниваются, после чего дается оценка причин возможного расхождения.
3. Составление отчета по практике
Отчет составляется по результатам полевых работ, необходимых вычислений и выполнения графических работ. Прежде всего оформляется пояснительная записка в рукописном или печатном виде на стандартных листах бумаги, в ней все выполненные работы описываются в последовательности, как они изложены в настоящих методических указаниях со ссылками на журналы наблюдений и соответствующую литературу. Для каждого вида работ должна быть указана цель, краткое описание методики, необходимые вычисления, даты и результаты.
Отчет и все приложения к нему составляют единое целое. В приложения входят:
1.План участка реки в изобатах и горизонталях на береговой
ипойменной частях с нанесенными траекториями поплавков и поверхностными скоростями течения.
2.Калька глубин.
3.Расчет расхода воды на гидростворе с эпюрами скоростей по вертикали, расчет средних скоростей и элементарных расходов воды по ширине русла.
4.Расчет расхода воды по поплавочным наблюдениям.
5.Все журналы, ведомости полевых работ. Они заполняются карандашом с подписями производивших работы и прилагаются к отчету в пакете, приклеенном изнутри к обложке отчета.
На титульном листе отчета записываются фамилии с подписями всех студентов, проходивших практику.
Каждый студент по окончании практики сдает зачет.
Заключение
В результате прохождения практики студенты должны освоить методы проведения гидрометрических работ по созданию планов рек в изобатах и горизонталях, а также способы измерения основных гидравлических и гидрологических параметров потока (глубин, скоростей течения, расходов воды, уклонов свобод-
33
ной поверхности, направлений струй). Эти данные являются исходными при проектировании различных мероприятий по использованию энергий потока рек: строительства ГЭС, причальных стенок, каналов, улучшения судоходных условий, строительства водозаборных узлов, дорожных труб и водохранилищ для водоснабжения.
Библиографический список
1.Гидрология и регулирование стока / Г.В. Белоненко, П.М. Постников, А.Т. Иващенко, О.В. Соболева. Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2011. 301 с.
2.Железняков Г.В. Гидравлика и гидрология. М.: Транспорт, 1989. 423 с.
3.Лучшева А.А. Практическая гидрометрия. Л.: Гидрометеоиздат,
1983. 423 с.
4.СП 11-104–97. Инженерно-геодезические изыскания для строительства. М.: Госстрой России, 1997. 142 с.
34
Оглавление |
|
Введение............................................................................................................... |
3 |
1. Топографо-геодезические работы ................................................................. |
4 |
1.1. Общие положения............................................................................................ |
4 |
1.2. Рекогносцировка местности и проложение магистрали ........................... |
4 |
1.3. Измерение углов и длин линий теодолитного хода................................... |
5 |
1.4. Ориентация съемки.......................................................................................... |
6 |
1.5. Нивелирование магистрали............................................................................ |
6 |
1.6. Тахеометрическая съемка............................................................................... |
8 |
2. Гидрометрические работы.............................................................................. |
9 |
2.1. Наблюдения за уровнями воды ..................................................................... |
9 |
2.2. Съемка урезов воды....................................................................................... |
10 |
2.3. Мгновенная связка уровней воды ............................................................... |
11 |
2.4. Промеры глубин ..................................................................................... |
12 |
2.5. Измерение скоростей течения ..................................................................... |
18 |
2.6. Расчет расхода воды в реке по формуле Шези ......................................... |
31 |
3. Составление отчета по практике ................................................................. |
33 |
Заключение ................................................................................................................. |
33 |
Библиографический список ..................................................................................... |
34 |
35
Учебное издание
Иващенко Анатолий Тимофеевич Соболева Ольга Викторовна
Учебная гидрометрическая практика
Методические указания
Редактор А.О. Квач Компьютерная верстка Т.А. Соловьевой
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98 Подписано в печать 15.07.2015
2,25 печ. л. 2,0 уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ № 2939
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения
630049, Новосибирск, ул. Дуси Ковальчук, 191
Тел./факс: (383) 328-03-81. E-mail: bvu@stu.ru
36