Меню

Как определить расход реки за одну секунду

Как определить расход реки за одну секунду

Расходом воды называется объем воды (в кубических метрах), протекающей через площадь живого сечения в единицу времени (в 1 секунду): Q=F-Vср,

где Q —расход воды, F — площадь живого сечения и Vcp — средняя скорость течения.

Следовательно, для определения расхода воды нужно определить площадь живого сечения и среднюю скорость течения. Площадью живого сечения называется площадь поперечного сечения потока, ограниченная внизу руслом, а вверху поверхностью воды и расположенная перпендикулярно к направлению течения.

Для изучения расхода воды необходимо на реке выбрать определенный участок для гидрометрического створа. Створом вообще называется прямая линия, проведенная поперек реки, а створ, на котором определяют измерения расхода, называется гидрометрическим створом.

При выборе места для измерения воды надо учитывать следующие условия:

  1. русло реки на протяжении не менее четырехкратной ширины реки должно быть однообразным, прямолинейным;
  2. не должно быть никаких искусственных сооружений, влияющих на уровень воды и скорость течения;
  3. выбранный участок должен быть характерным для исследуемой реки.

Определение площади живого сечения заключается в том, что вдоль живого сечения определяют расстояния, а между промерными точками, а затем измеряют глубину: h1,h2. hn, называемые промерными вертикалями.

Расстояния между промерными точками устанавливаются в зависимости от ширины реки. При ширине реки до 100 м расстояния берут от 2 до 2,5 м. Вообще расстояния между промерными точками колеблются от 1/20 до 1/50 ширины реки.

Точка, от которой определяют положение промерных вертикалей, называется постоянным началом створа. Располагать промерные вертикали лучше на расстояниях, которые указаны в нижеприведенной таблице.

Источник

Измерение расхода воды в речке

Когда план реки сделан, вы, чтобы иметь о реке полное представление, можете еще определить количество воды, протекающей в ней в одну секунду, – то, что называется «расходом» воды: в реке.

Для этого понадобится сделать некоторые измерения и расчеты, которыми мы сейчас и займемся.

Для простоты проделаем сначала это не с речкой, а с канавой. Прежде всего измерим скорость течения в ней воды. Для этого отмерим вдоль нее какую-нибудь длину – например 20 метров – и у концов промеренной линии воткнем по шесту. Став у того шеста, который выше по течению, бросим в воду какой-нибудь поплавок (закупоренную пустую бутылку с вложенным в нее листком белой бумаги), заметив этот момент по часам с секундной стрелкой. Затем, перебежав к переднему шесту, подстережем момент, когда поплавок поравняется с ним. Измерение скорости закончено; остается лишь ее вычислить. Положим, расстояние в 20 метров поплавок проплыл в 50 секунд; значит, в одну секунду вода проносила его на 20: 50, т. е. на 0,4 м, или на 40 см.

Скорость, которую мы таким образом получаем, не есть, строго говоря, та с р е д н я я скорость, с какою движутся водяные частицы в канаве: это скорость н а и б о л ь ш а я. Ведь поплавок плыл по поверхности волы, а здесь вода проносится быстрее, чем у дна или боков канавы, где она трется о землю и замедляет этим свое течение. Однако, разница получается небольшая, и в данном случае мы можем не принимать ее в соображение.

Итак, мы узнали, с какою скоростью движутся частицы воды, текущей в канаве. Чтобы определить число протекающих мимо нас литров воды, нужно еще определить поперечную водяную площадь, или то, что называется площадью «живого сечения» канавы, – величину DABС (черт. 126). Если сечение канавы прямоугольное, то для вычисления площади живого сечения достаточно измерить ширину канавы и глубину воды в ней. Пусть ширина канавы 0,75 метра, а глубина воды 25 см, т. е. 0,25 метра. Тогда площадь живого сечения этой канавы равна

Читайте также:  Угрюм река режиссер постановщик

0,75? 0,25=0,19 кв. м.

Нетрудно сообразить, что при скорости 0,4 метра через такое сечение ежесекундно проносится

0,19? 0,4 = 0,076 куб. м = 76 литров.

Мы узнали, что мимо нас ежесекундно протекает в канаве 76 литров воды.

Если стенки канавы не отвесны, а наклонны, то живое сечение ее имеет форму не прямоугольника, а трапеции DABC, (черт. 126). Чтобы определить площадь DABC, нужно измерить, кроме глубины, еще расстояние и АВ. Найдя полусумму DC и АВ, умножаем ее на глубину канавы (т. е. на высоту трапеции). Пусть = 1 метру, АВ = 0,75 м, а глубина по-прежнему 0,25 м. Тогда площадь живого сечения канавы равна

0,5? [1 + 0,76]? 0,25 = 0,22 кв. м.

При прежней скорости течения – 0,4 метра в секунду, – получаем, что через сечение ежесекундно проносится

0,22? 0,4=0,09 куб. м =90 литров.

Количество протекающей воды принято называть расходом воды. То, что мы здесь вычисляли, есть «расход» воды в канаве. Расход воды в речке вычисляется совершенно таким же образом.

Пусть живое сечение реки имеет форму, указанную на черт. 127: АВ – ширина реки, DD 1 – глубина ее, измеренная в самом глубоком месте. СС 1 и ЕЕ 1 – глубины посредине между точкою D и берегами. Соединим точки A, С 1, D 1, Е 1 и В прямыми линиями. Наша задача сводится к тому, чтобы вычислить площадь фигуры AC 1D 1Е 1В. Фигура эта состоит из двух треугольников и двух трапеций. Определив площадь каждой из этих фигур в отдельности, найдем площадь всего живого сечения, а умножив ее на скорость течения, получим расход воды.

Заметим еще, что приемом, указанным раньше, определяется, как было уже упомянуто, не средняя скорость течения, а н а и б о л ь ш а я, т. е. скорость ее самых быстрых струй. В реках средняя скорость меньше этой наибольшей примерно на 1/4.

Нивелирование

Часто нужно бывает определить, насколько одна точка земной поверхности выше или ниже другой. Это выполняется различными приемами, носящими общее название н и в е л и р о в а н и я.

Если точки А и В (черт. 128), высоты которых сравниваются, расположены недалеко одна от другой, то нивелирование можно выполнить помощью длинной, негнущейся планки и плотничьего ватерпаса (черт. 129). Планку кладут горизонтально так, чтобы один конец ее упирался в точку А, а другой подпирают отвесно поставленным колом С. Затем переносят планку дальше и кладут ее горизонтально так, чтобы один конец приходился у основания кола С, а другой опирался на новый кол. Так поступают до тех пор, пока не достигнут точки В, в которую должен быть вбит последний кол. Измерив тогда высоту всех кольев, складывают их и таким образом узнают, на сколько точка А лежит выше В.

Способ этот очень хлопотлив и применим только для небольших расстояний. Нивелирование на большом расстоянии выполняют иначе, – именно при. помощи особого прибора, называемого нивелиром (черт. 130). Устройство прибора несложно: две отвесные трубки, сообщающиеся посредством соединительной трубки, установлены на треноге. В трубки налита вода; так как она в обоих сосудах стоит на одинаковом уровне, то прямая AD, проходящая через оба уровня, должна быть горизонтальна.

Разность высот точек А и В (черт. 131) определяют помощью нивелира так. Помещают нивелир в промежуточную точку С, а в точку А ставят отвесно рейку, разделенную на дециметры и сантиметры (черт. 132). Вдоль рейки ходит дощечка, которую подвигают до тех пор, пока ее средняя линия не будет видна наблюдателю у нивеллира на одной линии с обоими уровнями воды в сосудах. Заметив положение дощечки, переносят рейку в точку В, не изменяя положения нивеллира. Дощечку снова помещают на одной высоте с уровнями воды в сосудах. Разность высот дощечки покажет, насколько разнятся высоты точек А и В.

Читайте также:  Река она хакасия легенда

Если требуется определить высоту целого ряда точек местности (В, С, D на черт. 133) над или под горизонтальной плоскостью, проходящей через А, то поступают следующим образом. Поместив нивелир между А и В, находят высоту А над В, как сейчас было объяснено. Затем, перенеся нивелир между В и С, находят высоту В над С. Сложив обе разницы в высотах, находим возвышение А над С. Подвигаясь таким образом дальше, мы доходим до точки Е, которая выше предыдущей точки D. Ясно, что тогда надо будет ее соответственно уменьшить разность высот А и D чтобы узнать возвышение точки А над Е. Таким путем к концу работы определятся разности высот для всех точек нивелируемого «профиля» ABCDEF.

Короче говоря, надо сложить отдельно все показания при взглядах вперед и все показания при взглядах назад, и из первой суммы вычесть вторую. В результате получим возвышение конечной точки над начальной; отрицательный результат покажет, насколько конечная точка ниже начальной.

Разность высот конечных точек А и F можно найти и не производя вычислений для каждой промежуточной точки. Обозначим положение дощечки на рейке в точке А через а; в точке В – через b при взгляде вперед и через b 1, при взгляде назад; в точке С – через с и с 1, в точке D – через d и d 1 и т. д. Чтобы найти разность высот А и F мы произвели следующие действия:

[bа] + [с – b 1] + (dс 1) – (е – d 1) – [е 1 – f].

Раскрыв скобки, имеем

bа + с – b 1 + dс 1 – еd 1 – е 1 – f

b + с + d + е + f – [а + b 1 + с 1 + d 1 + е 1].

Источник



Расход воды

Расхо́д воды́ – количество воды, протекающей через поперечное сечение русла водотока (реки, ручья, канала) в единицу времени. Выражают расход воды обычно в м 3 /с; а для очень малых водотоков и родников (источников, ключей) – в л/с.

Расход воды – одна из важнейших характеристик, применяемых в гидрологии суши. Величины расходов воды используют при описании изменения водного стока рек, водности рек и их водоносности. При этом применяют различные виды осреднения.

Понятие «расход воды» широко используют также в различных отраслях, связанных с водным хозяйством, водоснабжением, водоотведением, канализацией и т.д. Применяют понятие «расход воды» и в океанологии при характеристике водообмена через морские проливы или при оценке переноса вод морскими течениями. В этом случае расход воды, равный 1 млн м 3 /с получил название «свердруп» – св (по имени норвежского исследователя морей Отто Свердрупа). Например, расход воды в Гольфстриме может достигать 10–30 млн м 3 /с, или 10–30 св, что превышает средний расход воды Амазонки в 43–130 раз.

Наиболее часто понятие «расход воды» применяют при изучении водного режима рек. На разных реках и в разные фазы их водного режима (половодье, паводок, межень) величина расхода воды может изменяться от нуля во время перемерзания или пересыхания реки до многих тысяч м 3 /с. Наибольшие расходы воды во время половодья зафиксированы в низовье Амазонки (270–300 тыс. м 3 /с), в рукаве Падма в объединённой дельте Ганга и Брахмапутры (130–150 тыс. м 3 /с). До зарегулирования стока на Нижнем Енисее расход воды в половодье мог достигать 120 тыс. м 3 /с, а на Нижней Волге – 30–35 тыс. м 3 /с.

Расход воды водотока определяют несколькими способами: 1) с помощью гидрометрических вертушек, измеряющих скорость течения, и измерения площади поперечного сечения русла путем промеров (этот метод наиболее распространён; его называют «скорость – площадь»); 2) с применением доплеровских измерителей скорости течения; 3) с помощью поплавков (применяется на малых водотоках); 4) с помощью специальных мерных устройств – гидрометрических лотков и водосливов (применяется на малых водотоках или на гидротехнических сооружениях).

Читайте также:  Черная река в хорошем качестве

На реках расходы воды обычно измеряют всего по несколько раз в году. Чтобы получить значение расхода воды на любой день, применяют расчётный метод: с помощью заранее построенной графической связи между измеренными расходами воды и соответствующими уровнями воды на ближайшем гидрологическом посту (так называемых кривых расходов); с их помощью по данным об ежедневных уровнях определяют расходы воды на эти же даты.

На основе данных об ежедневных расходах воды путём осреднения находят среднемесячные, среднегодовые, среднемноголетние расходы воды, а также средние расходы воды за любой интервал времени (например за сезон, за половодье, паводок и т.д.). На основе данных об осреднённых расходах воды рассчитывают и другие характеристики водного стока реки.

Источник

Определение расхода ручьев и небольших рек.

Для определения расхода небольшого потока поплавками выбирают прямолинейный участок, имеющий примерно одинаковую глубину и ширину на протяжении не менее тройной его ширины. Скорости течения на таком участке должны быть равномерными. Перпендикулярно оси потока разбивают и закрепляют вешками верхний, средний и нижний створы. Выше верхнего створа намечают пусковой створ. По линии среднего створа А’В’ на расстоянии L1 промеряют глубины h1, h2, h3,…h(n-i) и определяют площадь живого сечения потока F по формуле:

На участке между верхним и нижним створами определяют при помощи поплавков среднюю поверхностную скорость потока. Время проплыва t (мин) поплавками расстояния L(м) от верхнего до нижнего створов определяют по секундомеру. Поплавки пускаются с вспомогательного створа с расчетом определения не менее по 3 поплавкам скорости в середине потока V1, у правого берега V2, и у левого V3. Средняя поверхностная скорость потока рассчитывается по формуле:

Расход водного потока определяется по формуле:

Q=kVF, где F – площадь сечения потока, V — средняя поверхностная скорость потока, k — коэффициент перехода от средней поверхностной скорости течения к средней скорости потока, равный 0,80-0,85

Точность составляет 8-15%.

Перечислить все экзогенные процессы, которые вы наблюдали на практике.

Гравитационные процессы — изменение поверхности Земли под действием силы тяжести. Обвалы, осыпи (Богомоловское).

ЭГП водохранилищ. Переработка, заиление (ГЭС), эрозия речная (Мулянка, Верхняя Курья)

Овражная эрозия, овраг «балка» (Пальники).

ЭГП связ. с действием подземных вод. Карст (Богомоловское), заболачивание (утиное болото).

12) План описания оползня.

  1. Название и местоположение оползня.
  2. Генезис, ориентировка, конфигурация, высота и крутизна склона на котором расположен оползень.
  3. Базис оползня.
  4. Форма оползня и его размеры в плане: длина, ширина, площадь; Превышение наивысшей отметки бровки срыва над базисом и средний уклон поверхности оползня.
  5. Характеристика границ оползня, состояние обрывов (свежие, выветрелые, задернованные, геологический разрез), их профиль; Высота, крутизна и характер бровок; Амплитуда смещения; Трещины у границ оползня, их ширина; Наличие просевших участков; Следы надвигания и смятия, валы и бугры выпирания, следы подмыва.
  6. Определение морфологических элементов оползня и их характеристика (форма, размер, средний уклон и характер поверхности; отмечается наличие бессточных впадин или замкнутых депрессий, запрокинутых площадок, валов, бугров, гряд, трещин, суффозионных воронок, следов свежих смещений). Рельеф поверхности вокруг оползня в пределах его водосборной площади.
  7. Характер поверхности ниже оползня (пляж, бечевник, урез воды в водоеме, терраса, дно оврага), наличие вала впереди оползня; следы суффозии.
  8. Родники и другие водопроявления; источники питания оползня водой.
  9. Растительный покров на оползне и вокруг него; наличие болотной растительности; наклон, искривление или разрыв стволов деревьев.
  10. Здания и другие сооружения ( в том числе дороги, насыпи, водоемы, противооползневые и берегоукрепительные сооружения) на оползне и вокруг него.

Источник

Adblock
detector