Способ градуировки гидрометрических створов Советский патент 1989 года по МПК G01F25/00 

Изобретение относится к гидрометрии речных потоков и может быть использовано для градуировки водомерных сооружений и расходомеров (гидрометрические створы в естественном или фиксированном русле, водосливы, лотки и т.д.) на гидрологических постах, гидромелиоративных и ирригационных системах, а также промьпплен- ных водовыпусках, реках и каналах.

Цель изобретения - уменьшение времени градуировки, экономия водного стока и расширение диапазона измерений.

Сущность способа заключается в следующем.

До прохождения через гидрометрический створ волны неустановившегося режима измеряют уклон дна водотока или уклон свободной поверхности, например, нивелированием, который в условиях равномерного режима равен уклону дна. Производят также промеры глубин и нивелировку створа с целью установления морфометрической зависимости глубины от уровня.

Во время прохождения естественной или искусственной волны через гидрораствор непрерьшно и одновременно измеряют гидравлический уклон потока в районе гидрораствора, уровень воды на посту, например, самописцем

уровня„ в это же время синхронно измеряют расход воды с помощью, например, ультразвукового расходомера,установленного в створе гидрологического поста. В этом же створе непрерывно измеряют параметр нестационарности

... h dV h N -vl

JY dt

+ V

dV 1 -dJ-J

V - расходная, Тов. осреднен- ная по сечению, скорость потока, м/с; h - глубина, м; X - продольная координата, м; t - продолжительность прохождения волны неустановившегося режима, с. Значения V, h и dV/dt получают непрерывных измерений уровня и

расхода воды, а конвективное ускорение (второй член в кьадратных скобках) определяют путем измерения средней по сечению скорости, глубины, скорости изменения глубины во времени, разности уклонов дня и свободной поверхности потока в гидростворе и вьмисляют по формуле

V

- Г- (

где - конвективное ускорение,м/с ;

h - скорость изменения глубины, м/с;

- разность уклонов дна и свободной поверхности в гидростворе (в относительных единицах).

Градуировочную зависимость находят при нулевом значении параметра нестационарности по формуле

Изобретение относится к гидрометрии речных потоков и может быть использовано для градуировки водомерных сооружений и расходомеров на гидрологических постах, гидромелиоративных и ирригационных системах. Целью изобретения является уменьшение времени градуировки и расширение диапазона измерений. Предварительно измеряют уклон дна водотока, производят промеры глубин и нивелировку створа. Во время прохождения естественной или искусственной волны через гидроствор непрерывно и одновременно измеряют гидравлический уклон потока в районе гидроствора, уровень воды на посту, расход воды. В этом же створе непрерывно производят изменение параметра N нестационарности и при N=O по формуле определяют градуировочную зависимость.

Q(h,N)

...оЬ А.

О

det jh (t))

де Q - расход воды, м /с; h - глубина, м;

N - безразмерный параметр нестационарности ; i - уклон дна (в относительных

единицах);

Ц - гидравлический уклон (в относительных единицах); Т - продолжительность прохождения через гидрометрический дд

створ волны неустановившегося режима, с;

А . - алгебраическое дополненение элемента

г .

1

h (t)N,,Jt)h (k)N,o{t)dt в определителе )Ni(t)h4t)N,Jt)

t - время, с;

i,,n/n - степень полинома,аппроксимирующего Градуировочную зависимость,. Расчетная формула дает семейство градуйровочных зависимостей Q f(h,N). Так как расчетная градуи- ровочная зависимость должна соответh (t)N.(t)dt (t) N.o(t)dtJ

д

5

0

е

ствовать установившемуся и равномерному режиму, то надо взять ту из них, которая соответствует значению N 0. Степень аппроксимирующего полинома устанавливают исходя из требуемой точности учета при пользовании градуировочной зависимостью (обычно п - 3).

Описанная совокупность действий снимает ограничения на продолжительность волны неустановившегося режима, что приводит к уменьшению времени градуировки, экономии объема водного стока и расширению диапазона гидравлических условий градуировки.

Лормула изобретения Способ градуировки гидрометрических створов, заключающийся в установлении зависимости расхода воды от уровня в виде полинома п-й степени путем параллельных измерений расхода и уровня воды, а также гидравлического уклона, отлич аю- щ и и с я тем, что, с целью уменьшения времени градуировки, экономии объема водного стока и расширения диапазона измерения, дополнительно производят непрерывные измерения па51А9222П6

раметра нестационарности при прохож- ровочную зависимость находят при зна- дении черет створ всхлны неустановив- чении параметра нестационарности шегося режима и уклон дна, а грудуи- N О по формуле

.., h- А,; j--Milh4t)N,,,(t)dt

Q(b.N) ..i.e .

det jh (t)N;,o (t)h4t)N,.p (t)dtj

где Q - расход воды, м /с;волны неустановившегося режиh - глубина, м;ма, с; N - безразмерный параметр неста- А ; - алгебраическое дополнение элеционарности;Ti/ г г /

i - уклон дна (в относительных мента jh (t))h (t)N,.,(t)dt о

единицах;;в определителе;

(f - гидравлический уклон (в отно-t - время, с;

сительных единицах);i,k О, п/п - степень полинома, апТ - продолжительность прохождения проксимируюшего градуировочную

через гидрометрический створзависимость.