Определение расхода воды и расхода взвешенных наносов в поперечном сечении русла

 

Для верхнего сечения исследуемого участка определяется расход воды и расход взвешенных наносов аналитическим методом.

Порядок выполнения работы:

1) Вычисляются скорости течения воды в каждой из пяти точек на пяти скоростных вертикалях и определяются средние скорости на каждой вертикали ( см. таблицу 8.1.)

n - число оборотов лопасти вертушки в 1 секунду

n = N / t, об/с, где:

N – сумма оборотов лопасти вертушки, об

t – время измерения, с

Вычисляются скорости во всех точках на вертикалях по уравнению вертушки

v = a + b * n, м/с, где:

a и b – коэффициенты уравнения вертушки (a = 0, 036; b = 0, 755)

Средняя скорость на каждой вертикали вычисляется по формуле

V _ср = 0, 1 * ( V _пов + 3 * V _{0, 2} + 3 * V _{0, 6} + 2 * V _{0, 8} + V _дно ), м/с

 

2) Производится аналитическое вычисление расхода воды и площади живого сечения (по таблице 8.2)

Средние скорости течения между вертикалями определяются

vⁱ _{ср .} = (v _{ср . i-1} + v _{ср . i} ) / 2,

 

где v_{ср. i-1} + v_{ср. i} – средние скорости на смежных вертикалях.

При этом для первой и последней частей живого сечения средняя скорость определяется умножением средней скорости на ближайшей вертикали на коэффициент, учитывающий распределение скоростей течения у берегов (в нашем случае принимаем коэффициент за 0, 7).

Расходы воды через части живого сечения вычислим по формуле

q_i = w_i * vⁱ _{ср .}, м³/с.

 

Общий расход воды определяется по формуле

Q = , м³/с.

 

Общая площадь живого сечения определяется по формуле

W = , м².

 

3) По полученным данным дополнительно вычислим:

а) среднюю скорость в живом сечении

V _ср. = Q / W, м/с

б) среднюю глубину живого сечения

h _ср. = W * B, м,

 

где B – ширина русла.

Вычисление расхода взвешенных наносов аналитическим способом:

Порядок выполнения:

1) Определяются мутность и единичные расходы взвешенных наносов в каждой точке отбора проб, затем вычисляются аналитическим способом средние единичные расходы наносов на каждой вертикали. При этом принимается, что пробы на мутность отбирались в тех же точках, в которых проводилось измерение скоростей течения. Вычисления производятся в таблице 8.3.

Величины мутностей в точках отбора проб r определяются делением весового количества наносов на объём пробы

 

, г/м³,

 

где P – вес наносов, г;

А – объём пробы, см³.

Единичные расходы наносов в точках  вычисляются по формуле:

 = v * , г/(м²*с),

 

где v – скорость течения в точке, м/с;

 - мутность в той же точке, г/м³.

Средний единичный расход наносов на вертикали определяются по формуле:

, г/(м² * с)

 

2) По полученным данным аналитическим способом вычисляется общий расход взвешенных наносов по таблице 8.4:

Общий расход взвешенных наносов определяется по формуле:

R = , кг/с,

 

где r_i – расходы наносов через части живого сечения между смежными вертикалями.

Средние единичные расходы наносов между вертикалями определяются по формуле

 = , кг/с,

 

где  - средние единичные расходы наносов на смежных вертикалях (см. таблица 8.3).

Для первой и последней частей живого сечения средний единичный расход определяется умножением среднего единичного расхода на ближайшей вертикали на коэффициент 0, 7.

Расходы наносов через части живого сечения вычисляются по формуле

r_i = w_i *  / 10³, кг/с

 

3) по полученным данным вычислим среднюю мутность в сечении

 = 1000 * R / Q, г/м³,

 

где R – расход взвешенных наносов, кг/с;

Q – расход воды, вычисленный аналитическим методом, м³/с.

Таблица 8.1 – Вычисление скоростей в точках живого сечения

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала li, м	Глубина на вертикали hi, м	Точки измерения на вертикали	Суммарное число оборотов в точке, N, об.	Время измерения в точке, t, с	Число оборотов в 1 секунду n = N / t	Скорость течения в точке, м/с, v = a + b * n	Средняя скорость течения на вертикали, Vср. i, м/с
1	25	1	Поверхность	120	163	0, 74	0, 59	0, 52
			0, 2	120	167	0, 72	0, 58
			0, 6	80	116	0, 68	0, 55
			0, 8	80	148	0, 54	0, 44
			Дно	60	144	0, 42	0, 35
2	75	3, 6	Поверхность	140	145	0, 97	0, 77	0, 64
			0, 2	140	149	0, 94	0, 75
			0, 6	100	128	0, 78	0, 62
			0, 8	100	153	0, 65	0, 53
			Дно	80	160	0, 50	0, 41
3	225	1	Поверхность	140	136	1, 03	0, 81	0, 72
			0, 2	140	137	1, 02	0, 81
			0, 6	120	130	0, 92	0, 73
			0, 8	100	126	0, 79	0, 63
			Дно	80	134	0, 60	0, 49

Таблица 8.2 – Вычисление расхода воды аналитическим способом

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала li, м	Глубина на вертикали hi, м	Площадь сечения между вертикалями wi,		Средняя скорость		Расход между вертикалями qi, м3/с
					На вертикали Vср.i, м/c	Между вертикалями , м/с
1	2	3	4		5	6	7
Урез левого берега	0	0	12, 5			0, 36	4, 5
1	25	1			0, 52
			110, 4			0, 58	64, 03
2	75	3, 6			0, 64
			340, 4			0, 68	231, 47
3	225	1			0, 72
			14			0, 5	7
Урез правого берега	248	0
			W=				Q=
				Vср=0, 64 hср=1, 91

 

Таблица 8.3 – Вычисление мутностей и единичных расходов взвешенных наносов в точках живого сечения

Номер вертикали	Расстояние от постоянного начала li, м	Глубина на вертикали hi, м	Точки измерения на вертикали	Скорость течения в точке, v, м/с	Объём пробы, A, см3	Вес наносов в пробе, P, г	Мутность в точке, , г/м3	Единичный расход наносов в точке, , г/(м2 с)	Сред. ед. расход наносов на верт.,
1	25	1	Поверхность	0, 59	3000	0, 054	18	10, 62	10, 26
			0, 2	0, 58	3000	0, 052	17, 3	10, 03
			0, 6	0, 55	3000	0, 057	19	10, 45
			0, 8	0, 44	3000	0, 066	22	9, 68
			Дно	0, 35	3000	0, 096	32	11, 2
2	75	3, 6	Поверхность	0, 77	3000	0, 067	22, 3	17, 17	14, 80
			0, 2	0, 75	3000	0, 067	22, 3	16, 73
			0, 6	0, 62	3000	0, 071	23, 7	14, 69
			0, 8	0, 53	3000	0, 073	24, 3	12, 88
			Дно	0, 41	3000	0, 079	26, 3	10, 78
3	225	1	Поверхность	0, 81	3000	0, 071	23, 7	19, 19	17, 64
			0, 2	0, 81	3000	0, 066	22	17, 82
			0, 6	0, 73	3000	0, 072	24	17, 52
			0, 8	0, 63	3000	0, 085	28, 3	17, 83
			Дно	0, 49	3000	0, 095	31, 7	15, 53

Таблица 8.4 – Вычисление расхода взвешенных наносов в живом сечении русла

№ № вертикалей	Расстояние от постоянного начала li, м	Глубина на вертикали hi, м	Средний единичный расход наносов на вертикали, , г/(м2 с)	Средний единичный расход наносов между вертикалями , г/(м2 с)	Площадь сечения между вертикалями wi, м2	Расход наносов между вертикалями ri, кг/с
1	2	3	4	5	6	7
Урез левого берега	0	0
1	25	1	10, 26	7, 18	12, 5	0, 09
2	75	3, 6	14, 80	12, 53	110, 4	1, 38
3	225	1	17, 64	16, 22	340, 4	5, 52
Урез правого берега	248	0		8, 82	14 W = 477, 3	0, 12 R = 7, 11

Средняя мутность в сечении

 

 = 1000 * 7, 11 / 307 = 23, 15 г/м³

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: