Способ определения уклона свободной поверхности водотоков Советский патент 1981 года по МПК G01C13/00 

Изобретение относится к гидравлике и инженерной гидрологии и может быть использовано для определения уклонов при производстве гидрометрических работ на открытых искусственных и естественных водотоках. Наиболее близким техническим реше нием к предложенному является способ определения уклона свободной поверхности водотоков, в котором длина базы устанавливается в зависимости от требуемой точности измерения уклона Однако способ не учитывает гидрав лических условий протекания водной массы потока. Ограничения на длину базы по точностным характеристикам связаны с принятым на сети Гидрометслужбы СССР способом измерения уровня воды и не являются принципиальными, так как, применяя более совершен ные технические средства для измерения перепада уровней, уклон можно измерить практически на нулевой базе Ограничения же на длину по гидравлическим условиям являются принципиаль ными, связанными с гидравлическим режимом потока, и технически не могут быть уменьшены. Основной целью измерения уклона является его дальнейшее использование для определения расхода воды. Однако в силу инерционности характера движения водного потока любое локальное изменение уклона может и не характеризовать проходящий через гидрометрический створ расход вода. В силу этого и встает вопрос определения той минимально допустимой длины базы, вытекающей из гидравлического режима потока и морфометрии участка русла. Существующие же нормативные документы дают самые общие интуитивные ухазания о том, что изменения скоростей на участке должно быть однообразным, живые сечения должны либо убывать, либо возрастать и т.д., т.е. они лишены количественных характеристик и не увязаны в конкретном способе, что и влечет субъекттив.изм при выборе длины участка, и как следствие этого, снижение репрезентативности измеренного уклона свободной поверхности. Цель изобретения - повышение точности определения уклона путем выбора оптимальной длины базы. Поставленная цель достигается тем, что в потоке при фиксированном уровне воды одновременно измеряют глубину наполнения, площадь живого сечения,

градиент площади живого сечения вдоль потока, а искомую величину длины базы определяют по формуле

Lr

«fb2.F-0, -длина базы, м -площадь живого сечения, м -глубина, м; ускорение силы тяжести, м/ градиент площади живого cd чения, м, п - коэффициент шероховатости. Способ осуществляется следуквдим образом. В естественном потоке в месте раз бивки гидроствора при определенном (фиксированном) уровне воды в русле одновременно производят измерение известными в гидрометрии техническими средствами глубины направления h (например, эхолотом), площади живого сечения F и градиента площади с по мощью одновременных промеров глубин в гидрометрическом створе, а также в 2-х створах выше и ниже по течению (например, с помощью гидрометрического шеста или наметки), Значения коэффициента шероховатости п определяют (как это принято в гидрометрической практике) по известным таблицам в зависимости от характеристики русла. Измеренные величины подставля ют в приведенную формулу и по ней определяют длину базы. Преимуществами способа, являющими ся следствием повышения точности определения уклона путем объективного

ее определения, является установленис необходимого и достаточного набора измеряемых параметров, знание которых однозначно определяет длину базы, что ведет к снижению трудоемкости. Формула изобретения Способ определения уклона свободной поверхности водотоков, заключающийся в измерении длины базы, измерении превышения межд концами базы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения уклона путем выбора оптимальной длины базы, в потоке при Фиксированном уровне воды одновременно измеряют глубину наполнения, площадь живого сечения, градиент площади живого сечения вдоль потока, а искомую величину длины базы уклона определяют по формуле . F-0, длина базы,м; площадь живого сечения, глубина, Mj /сА - ускорение силы тяжести, м - градиент площади живого сечения, М-, п - коэффициент шероховатости. Источники информации, принятые во внимание при экрпертизе 1. Наставление гидрометеорологическим станциям и потокам. Вып.6, ч. 1. Л., Гидрометеоиздат, 1978, с. 97(прототип).