Обработка расхода с применением интерполяционно-гидравлической модели

Для применения интерполяционно-гидравлической модели, нам необходим расход измеренный детальным способом. Берем расход р. Тургай за 19 мая 1964 года, и обрабатываем книжку КГ-3 Количество промерных вертикалей 23, скоростных 7. Считаем соответственно площадь, скорость и расход для данных промеров. Получили расход Q = 17,46м³1с.

Теперь к данным измерениям можно применить интерполяционно-гидравлическую модель, для этого составим таблицу 1.

Таблица 1 - Определение гидравлического коэффициента и составляющих средних скоростей на вертикалях

№ скоростной вертикали	Рабочая Глубина, м hi	Средняя Скорость, м/с Vi	hi 2/3		V = a0hi2/3	∆Vi= Vi- V
1	1.69	0.48	1.42	0.34	0,41	0,07
2	1.76	0.54	1.46	0.37	0,42	0,12
3	2.02	0.63	1.60	0.39	0,46	0,17
4	2.67	0.58	1.93	0.30	0,56	0,02
5	2.64	0.55	1.92	0.29	0,56	-0,01
6	2.70	0.55	1.94	0.28	0,56	-0,01
7	1.98	0.15	1.58	0.09	0,46	-0,31
				2.06

В данной таблице параметр а считаем по формуле

, (1)

, (2)

где N - количество скоростных вертикалей,

а_о= 2,06/7=0,29

Для вычисления расхода приводится таблица 2.

Таблица 2.Вычисление расхода воды на четырнадцати скоростных вертикалях

№ скорости вертикали	Площадь отсека Fs	Шири на отсека bs	Средняя глубина hs	hs 2/3	Vs= a0hs2/3	∆Vs= 0.5(Vi+ Vj)	Vs= s + ∆Vs	Qs=Vs*fs
0.7
1	3.44	7.0	1.69	1.42	0,41	0,07	0.48	1.65
2	3.81	2.0	1.76	1.46	0,42	0,12	0.54	2.05
3	4.8	2.0	2.02	1.60	0,46	0,17	0.63	3,02
4	5.23	2.0	2.67	1.93	0,56	0,02	0.58	3,13
5	5.33	2.0	2.64	1.92	0,56	-0,01	0.55	2,93
6	4.6	2.0	2.70	1.94	0,56	-0,01	0.55	2,63
7	6.25	2.0	1.98	1.58	0,46	-0,31	0.25	1,56
0.7

Примечание: при вычислении ∆Vs в краевых отсеках вместо весового коэффициента К=0,5 применяется коэффициент К=0,7.

В итоге после расчета получили расход Q=16,97 м³/с. Отклонение полученного значения от расхода воды, вычисленного основным способом, составляет всего 2,8%. Сократим количество вертикалей до 3 и посчитаем для них расход. Для этого нам понадобится таблица 3.

№ скорости вертикали	Площадь отсека Fs	Шири на отсека bs	Средняя глубина hs	hs 2/3	Vs= a0hs2/3	∆Vs= 0.5(Vi+ Vj)	Vs= s + ∆Vs	Qs=Vs*fs
1	3.44	7.0	1.69	1.42	0,41	0,07	0.48	1.65
3	8,61	4,0	1,89	1,53	0,44	0,14	0.58	5,19
6	21,41	6,0	2,67	1.93	0,56	-0,12	0,44	9,82

Получили расход Q=16,66 м³/с. Отклонение полученного значения от расхода воды, вычисленного на семи вертикалях, составляет всего 1,8%, а от расхода воды вычисленного основным способом 4,4%.

Заключение

Вычислив расход на основе его интерполяционно-гидравлической модели, получим незначительные отклонения от расхода, вычисленного детальным методом. Интерполяционно-гидравлическая модель расхода воды практически исключает систематическую погрешность-занижение расхода воды при сокращении числа скоростных вертикалей. Такой эффект достигается тем, что интерполяция средних скоростей на вертикалях по ширине отсека между ними ведется с учетом распределения глубины. Интерполяционно-гидравлическая модель превосходит графический способ обработки расходов воды, в которой средние скорости на вертикалях интерполируются линейно.

При использовании интерполяционно-гидравлической модели достаточно изменять скорости всего на двух скоростных вертикалях, размещенных на одинаковом расстоянии расхода воды при двух скоростных вертикалях в створе равнинной реки.

Использование ускоренных методов расчета расходов воды доказывает, что данные методы очень эффективны и требуют незначительных затрат времени на вычисления, что имеет немаловажную роль в наше время.

Т.к. отклонение не превышает 5 %, это еще раз доказывает эффективность и практичность применения интерполяционно-гидравлической модели.