Способ определения расхода воды в открытых потоках

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ ПОТОКАХ, основанный на измерении средней по сечению скорости течения воды и площади живого сечения гидрометрического створа с последующим их перемножением, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения расхода за счет осреднения средней скорости потока за период пульсаций , дополнительно измеряют уклон дна, уклон свободной поверхности и гидравлический радиус, а период пульсаций скорости определяют из соотношения 2/3 TiK II LJ 112 n(i) период ( длинноволных ) пульгде Т саций водотока, с; I R гидравлический радиус, м; ускорение силы тяжести, м/с ; уклон свободной поверхности D эодотока в относительных единицах; уклон дна водотока в относительных единицах; коэффициент шероховатости. п

(191 (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 51) С 01 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

TiR

2/3

ng (j-1) A!2 где Т тельных единицах; коэффициент шероховатости.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3411392/18-10 (22) 17,03.82 (46) 15.01.84. Бюл. Р 2 (72) В.В.Коваленко (71) Ленинградский гидрометеорологический институт (53) 681.121(088.8) (56) 1. Цейтлин В.T. Расходомеро-измерительная техника, М., Изд-во Стандартов, 1977, с. 44-45.

2. Измерения в промышленности.

Справочное издание. Под ред. П.Профоса, Пер. с нем., М., "Металлургия", .

1980, с. 115-116.

3. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 2, ч. П, Л., Гидрометеоиздат. 1975, с. 103, g 165 прототип). (54 ) (57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСХОДА

ВОДЫ В ОТКРЫТЫХ ПОТОКАХ, основанный на измерении средней по сечению скорости течения воды и площади живого сеЧения гидрометрического створа с последующим их перемножением, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности определеыия расхода за счет осреднення средней скорости потока за период пульсаций, дополнитЕльно измеряют уклон дна, уклон свободной поверхности и гидравлический радиус, а период пульсаций скорости определяют из соотношения период (дпинноволных ) пульсаций водотока, с; гидравлический радиус, м;

Ф. г Е ускорение силы тяжести, м/с уклон свободной поверхности водотока в относительных единицах; уклон дна водотока в относи1067361

2)Я (1) ВНИИПИ Заказ 11196/45 Тираж 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Н:обретение относится к инженерной гипрологии и расходомеро-измериT(инной техники, а именно к способам и":мпрения расхода воды н открытых пульсирующих потоках при превышении в водотоке уклона свободной 5 поверхности над уклоном дна более. к м на 10%.

Известен способ определения расхода жидкости н случае, когда на постоянную во времени составляющую 10 расхода накладываются пульсации, носящие гармонический характер, заключающийся в выборе оптимального интервала осреднения расхода C1 ).

В частности,,при известном периоде )5 колебаний расхода время интегрирования расхода, следуя общему методу f2), выбирают равным .этому периоду и целочисленно кратной этому периоду величине. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения расхода воды в открытых потоках, основанный на измерении средней по сечению .скорости те" чения воды и площади живого сечения гидрометрического стнора с последующим их перемножением. При этом средняя по сечению скорость течения ,воды осуществляется по результатам измерений скоростей течения воды в отдельных строго определенных точках водного сечения гидрометрическими вертушками с осреднением их показаний за фиксированный (равный не менее

100 с, но ненормируемый ) интервал времени. Такое усреднение практически исключает погрешности, обусловленные кратковременными турбулентными пульсациями в потоке (3 ).

Недостатком данного способа явля- 40 ется его низкая точность при определении расходов водотоков, в которых возникают пульсации, не связанные с формируемым расход речным стоком, поскольку периоды этих пульсаций изме45 няются в широких пределах, зависящих от гидравлических и морфометрических параметров потока, и, как правило, отличаются от упомянутого

"фиксированного интервала времени, 50 что обусловливает погрешность в определении средней скорости потока и расхода. Погрешность вносят самые длинноволноные пульсации водотока.

Цель изобре=ения — повышение точности определения расхода за счет осреднения скорости потока за период пульсаций.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения расхода воды в открытых потоках, основанному на измерении средней по сечению скорости течения воды и площади живого сечения гидрометрического створа с последующим их перемножением, дополнительно измеряют уклон дна, уклон свободной поверхности и гидравлический радиус, а период пульсации скорости определяют из соотношения

Т = п (3- ) где Т вЂ” период /длинноволновых/ пульсаций водотока, с;

R †гидравлический радиус, м; ускорение силы тяжести, м/с 2

Э вЂ” уклон свободной поверхности водотока в относительных единицах; уклон дна водотока в относительных. единицах; коэффициент шероховатости.

Способ реализуется. следующим образом.

В водотоке производят примеры глубин по гидроствору известными в гидрометрии техническими средствами. Затем по данным промеров определяют площадь живого сечения и гидравлический радиус R . Одновременно измеряют уклон свободной понерхности

З и уклон дна i с помощью уклонного поста, сравнивают их. При превышении уклона свободной поверхности на уклоном дна более чем на 1.0Ъ (что служит критерием для применения данного способа), по формуле (1) определяют период длинноволновых пульсаций водотока Т, причем значение коэффициента шероховатости и берут из таблиц, например N.Ô.Ñêðèáíîãî.

Далее производится осреднение скоростей течения воды в отдельных точках водного сечения, например, с помощью гидрометрических вертушек эа период пульсаций Т. Затем находится средняя по сечению скорость течения воды и перемножением ее значения со значением площади живого сечения гидрометрического створа получают искомый расход ноды.

Например, при 3 =- 0,0001, 0,00005; и = 2; и = 0,04, период

Т равен 30 мин °

Техническим преимуществом данного способа является повышение точности определения расхода, формируемого речным стоком в указанных случаях, примерно на 10-15% по сравнению с традиционными методами.