Журнал измерения скорости при помощи гидрометрической вертушки

№ скоростной вертикали	Рабочая глубина h, м	Глубина опускания вертушки, м	Отсчёт по штанге, м	Местная скорость u, м/с	Средняя скорость на вертикали, м/с
	0,80	0,6 h	0,32	0,046	0,046
	1,10	на поверхности	1,00	0,053	0,130
0,6 h	0,44	0,184
у дна	0,10	0,097
	1,30	на поверхности	1,20	0,254	0,208
0,6 h	0,52	0,197
у дна	0,10	0,184
	1,70	на поверхности	1,60	0,194	0,261
0,2 h	1,36	0,296
0,6 h	0,68	0,354
0,8 h	0,34	0,185
у дна	0,10	0,091
	2,60	на поверхности	2,50	0,194	0,261
0,2 h	2,08	0,296
0,6 h	1,04	0,354
0,8 h	0,52	0,185
у дна	0,10	0,091

Для определения средних скоростей на вертикали графическим методом по данным табл. 5 строятся эпюры местных скоростей. Вертикальный масштаб для построения принимают, как правило, 1:20 или 1:40. Горизонтальный масштаб в данном случае должен показывать какое числовое значение скорости вложено в 1 см чертежа. Масштаб скоростей всегда записывается словами (рис. 20).

Рис. 20. Эпюры местных скоростей на скоростных вертикалях

Средняя скорость графически определяется по формуле

, (11)

где – площадь эпюры скоростей, вычисляется как сумма площадей геометрических фигур, в частности, треугольника, трапеции, или с помощью стандартных компьютерных программ Excel, ACAD; h – рабочая глубина.

Определение расхода воды с использованием скоростей,

Измеренных поплавками

Расход воды с использованием скоростей, измеренных поплавками, определяют аналитическим методом. Так как на поверхности водотока скорость всегда больше средней скорости по глубине, то и расход воды будет завышенным, т.е. фиктивным Q_ф. Согласно уравнению неразрывности потока расход воды равен произведению площади живого сечения ω на среднюю скорость V:

. (12)

Для вычисления составляющих расхода необходимо построить поперечный профиль среднего створа (гидроствора № 2) с эпюрой скоростей, измеренных поплавками (рис. 21). По данным журнала промеров глубин в гидростворах строят поперечный профиль створа № 2. Из журнала измерений скорости поверхностными поплавками выбирают значения скоростей и откладывают их вверх от свободной поверхности на соответствующих расстояниях в створе № 2 в порядке удаления поплавков от базиса. Если самый дальний поплавок находился в створе на расстоянии большем, чем расстояние от базиса до последней промерной вертикали, то поперечник увеличиваем до охвата всех поплавков, если меньшем, то поперечник обрезаем. Эпюра скоростей и поперечный профиль створа должны ограничиваться одним и тем же расстоянием от базиса.

Рис. 21. Поперечный профиль створа № 2 с эпюрой скоростей,

измеренных поплавками

Масштабы для построения поперечного профиля и эпюры принимают в соответствии с предыдущими рекомендациями.

, (13)

где – площадь эпюры скоростей, измеренных поверхностными поплавками; B – расстояние от уреза воды до самого дальнего поплавка в гидростворе № 2.

Площадь живого сечения ω вычисляют как сумму площадей геометрических фигур, составляющих поперечный профиль гидроствора № 2, соответствующего эпюре скоростей.

Для определения действительного расхода требуется ввести поправочный коэффициент K:

, (14)

где C – коэффициент Шези для среднего створа.

По формуле Шези средняя скорость определяется как

(15)

Отсюда

, (16)

где R – гидравлический радиус, принимаемый для незамкнутого русла равным средней глубине по живому сечению в створе ; i – средний уклон дна русла.

. (17)

На участке проведения гидрологической практики средний уклон дна русла р. Иртыш составляет 0,00009.

, (18)

где Q – действительный расход воды в реке.