Хидрометрични работи и наблюдения на реката през лятото
Федерална служба за хидрометеорология и мониторинг на околната среда.
Иркутски хидрометеорологичен колеж.
ДОКЛАД ОТ ПРАКТИКАТА
Хидрометрични работи и наблюдения на реката през лятото
студент гр. G-3a
1. Измерване на водния поток по различни начини
1.1 Измерване на водния поток с хидрометър
Многоточков (подробен) методпредвижда измерване на водния поток по увеличен спрямо обичайния брой високоскоростни вертикали 10-15 с измерване на скоростта в 5-10 точки (завой; 0,2; 0,6; 0,8; дъно - със свободен канал; завой; 0,2; Многоточковият метод дава най-точния дебит.
През първата година от експлоатацията им се измерват дебитите на новооткрити хидротехнически участъци по многоточков метод (най-малко 10 дебита в различни фази на режима).
Основният метод,когато броят на високоскоростните вертикали е намален с 1,5-2 пъти в сравнение с детайлния, а текущите скорости се измерват в 2-3 точки на всеки вертикал.
Методът на вертикална интеграциясе използва при дълбочини над 1 m и скорости на течението над 0,2 m/s. Измерването се извършва с помощта на интегрирана инсталация GR-101.
Ускореният методсе използва за бързи промени в нивото при измерване на водния поток при интензивна деформация на канала, при наличие на променлив подпор и при други неблагоприятни условия.
Съкратените методиосигуряват измерване на водния поток чрез средна скорост при 1-2 представителни вертикали или единична скорост в точка 0,2 от работната му дълбочина.
1.2Измерване на водния поток с поплавъци
Измервания с повърхностни поплавъци.Точността на измерванията с поплавъци е значително по-ниска от тази на въртящите се плочи, поради което повърхностните поплавъци се използват за разузнавателни изследвания на реки, когато въртящите се плочи се повредят. При интензивен дрейф на леда, когато измерванията със спинера стават невъзможни и отделни ледени късове служат като плувки.
Измерванията на поплавъка се извършват при безветрие или слаб вятър от 2-3 m/s. По крайбрежието е положена магистрала, успоредна на основното направление на течението и перпендикулярно на нея са разделени три участъка: горен, среден и долен. Разстоянието между вратите се определя така, че продължителността на плувките между тях да е най-малко 20 секунди.
Измерването на скоростта на течението с повърхностни поплавъци се състои в определяне на времето на преминаване от тях на разстоянието от горната до долната траса и местата на преминаване през средната траса.
В диапазона за изстрелване първият поплавък се хвърля от брега или се изстрелва от лодката и в момента, в който премине горния диапазон, по сигнал на наблюдателя, стоящ в този диапазон, техникът пуска хронометъра. В момента, в който плувката пресече средната линия, се маркира мястото на преминаване от постоянното начало по маркираното въже или насечки от брега с гониометричен инструмент. Когато поплавъкът премине долната центровка по сигнал на наблюдателя, стоящ на тази центровка, техникът спира хронометъра.
Следващият поплавък се пуска на известно разстояние от първия и цялата работа по измерване на скоростта на потока се повтаря в същия ред. Общо се пускат 15-20 плувки, разпределени равномерно по ширината на реката.
Ако е невъзможно да се пуснат плувки по цялата ширина на реката, например при реки с бързо течение, където плувките се разрушават към средатапоток, скоростите на водния поток се определят от най-високата повърхностна скорост. В този случай 5-10 плувки се изстрелват върху прътовата част на потока. От всички изстреляни плувки се избират три с най-голяма продължителност на хода, като се различават един от друг във времето с не повече от 10%; при по-голямо отклонение в продължителността на загребването се пускат още 5-6 плувки.
Записването на резултатите от измерванията на водния поток от поплавъци се извършва в книгата KG-7M (n) , За да се определи скоростта на потока, се начертава графика на продължителността на поплавъците, на която по хоризонталната ос се нанасят разстоянията от постоянното начало до мястото, където поплавъците преминават средното подравняване, а по вертикалната ос - продължителността на поплавъците между горното и долното подравняване. На нанесените точки се прави осреднена диаграма на разпределението на продължителността на хода на плувката по ширината на реката. На местата, където диаграмата е извита, и при гладката й форма се задават най-малко 5-6 високоскоростни вертикали на равни разстояния, които за по-лесна обработка се комбинират с измервателни вертикали. За всеки високоскоростен вертикал скоростта на течението на повърхността се изчислява чрез разделяне на разстоянието между горната и долната секции на продължителността на хода на поплавъка, взета от диаграмата.
Умножавайки площите на отделенията между високоскоростните вертикали по половината от сумата на повърхностните скорости върху тях, се получават частични фиктивни скорости на водния поток qfz. Тяхната сума, като се вземат предвид пределните коефициенти, дава общатафиктивна консумация на водаQf.
Ако най-високата повърхностна скорост се измерва с помощта на поплавъци, тогава тя се използва за изчисляване на водния поток Q=KmaxVmaxF, където Vmax е средната стойност на скоростите на трите най-големибързи плувки; Knaib \u003d 1-5.6ghI / Vmax (h-средна дълбочина на потока; g-ускорение на свободно падане) F-площ на водния участък.
1.3 Измерване на водния поток с дълбоки поплавъци и интегриращи поплавъци
Поплавъците от този тип се използват за измерване на относително ниски скорости на потока (до 0,15-0,20 m/s), когато измерванията с центрофуга не са много надеждни. И да се определят границите на мъртвото пространство. Скоростите на течението се измерват от лодка, на която центровете са направени от три хоризонтални релси: горна, средна и долна на разстояние една от друга 1 м. С помощта на прът се изстрелва дълбока плувка. Хронометърът определя времето, за което плувката преминава разстоянието от горната до долната центровка. Във всяка точка плувката се пуска поне три пъти. Скоростта в точка се изчислява, като се раздели дължината на основата - разстоянието между портите на средната продължителност на хода на поплавъка. Консумацията на вода се изчислява аналитично подобно на консумацията на вода, измерена с въртяща се маса, записите се водят в KG-3M (n).
1.4 Хидравлично измерване на водния поток
Използва се, когато не е възможно да се измери водния поток по други начини. Разходът на вода се изчислява по формулата Q=VсрF, Vср=CRJ, където R е хидравличният радиус; J-надлъжен наклон; Коефициент на C-скорост или коефициент на Шези C=1/nRx-1,5 n при R 1 m.
2. Анализ на водния поток, измерен по подробен начин, за да се установи възможността за преминаване към основния метод на измерване
Анализът се състои в избора на част от високоскоростни вертикали, според стойностите на средната скорост на потока, от които е възможно да се изгради диаграма на разпределението на скоростта по ширината на реката, близка до диаграмата, изградена за всички вертикали.
Изборът на високоскоростни вертикали се извършва по следния начин. За всяка скороствертикално, освен графичната обработка на изтичането, се изчислява аналитично стойността на средната скорост на потока за намален брой точки: 0,2 и 0,8 от работната дълбочина в свободен канал; 0,15; 0,50 и 0,85 работна дълбочина за зауствания, измерени по време на замръзване и обрасъл канал. Стойностите на средната скорост се прилагат към чертежа на графичната обработка на водния поток, измерен подробно, и от тях се изготвя диаграма на разпределението на средната скорост на потока по ширината на реката. За основния метод за измерване на водния поток се избират тези скоростни вертикали, на които стойностите на средната средна скорост, изчислена от намаления и общия брой точки, съвпадат или се различават леко. При намаляване на броя на високоскоростните вертикали, един от тях трябва да бъде назначен в основната част на потока, а останалите - в местата на основните фрактури на диаграмата.
Съгласно избрания брой вертикали, всички водни изпускания се изчисляват втори път вече по обичайния аналитичен начин. Обичайният аналитичен метод позволява да се намали броят на високоскоростните вертикали до 7-8, а в някои случаи до 5.
Стойността на всеки поток, изчислена аналитично, се сравнява с потока, обработен графично и се приема като стандарт.
Преминаването към основния метод на измерване е възможно при условие:
1. систематичната грешка на разходите, изчислени по аналитичния метод, не надвишава 2 на сто;
2. средната обща грешка не надвишава 3 %;
3. Най-голямата грешка на индивидуалния дебит, минус системната грешка, не надвишава 5%.
3. Анализ на измерването на водния поток с цел преминаване към намален метод
Анализът се състои в избора на един високоскоростен вертикал в основната част на потока, стойността на скоростта, по която (средна, в точката 0,6 или 0,2), умножена попостоянен коефициент, се различава от средната скорост на водния участък с не повече от 10%.
3.1 Дипломиращи грамофони на полето
Произвежда се в случай, че е невъзможно да се изпрати грамофона в басейна за калибриране. Калибрирането в течаща вода се извършва чрез сравняване на показанията на тестовата въртяща се маса. За целта в живия участък на реката се маркират няколко точки с различни скорости, като във всяка от тях скоростта се измерва първо от работещ грамофон, а след това от тествания и отново работещ. Въртящото се колело в точката се поддържа най-малко 250 секунди. Скоростта в дадена точка се приема като средноаритметична стойност от две измервания от работеща въртяща се маса. Въз основа на броя обороти на изпитвания грамофон и стойността на скоростта на работния грамофон се построява калибровъчна крива за калибрирания грамофон.
Полевото калибриране в застоял резервоар може да се извърши чрез директно калибриране и чрез сравнение с примерна въртяща се маса.