Диденков Ю.Н., Чернов А.Ю. Полевые методы гидрогеологических исследований. Методическое пособие - файл n1.doc

Диденков Ю.Н., Чернов А.Ю. Полевые методы гидрогеологических исследований. Методическое пособие
Скачать все файлы (2485.3 kb.)

Доступные файлы (2):
n1.doc2283kb.06.12.2012 08:01скачать
n2.doc203kb.06.12.2012 08:02скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9
средний створ (основной) и на равных расстояниях от среднего - верхний и нижний створы. Расстояние между створами берется примерно равным 20-25 Vmax (где V max - наибольшая скорость течения воды, м/с). На среднем створе над поверхностью воды натягивается трос (шнур), на котором размечается местоположение промерных вертикалей от постоянного начала (магистрали или урезов берегов). Трос натягивается на высоте, не мешающей проходу поплавков, и закрепляется на берегах. Промеры глубин (в метрах) проводятся по среднему (основному) створу. Расстояние между промерными вертикалями зависит от ширины реки (см. п. 3.3.).

6.3. Для измерения скоростей течения по всей ширине реки выше верхнего створа поочередно забрасывают поплавки (например, деревянные кружки диаметром 10-20 см, толщиной 2-5 см, или бутылки, частично наполненные водой и закупоренные пробками так, чтобы из воды высовывалась только верхняя часть бутылки). По секундомеру отмечают время в момент прохождения поплавком верхнего и нижнего створа и определяют скорость каждого поплавка.

На среднем створе по размеченному тросу отмечают место прохождения каждого поплавка от постоянного начала. Затем поплавки разбивают на группы при помощи простого графика, где по горизонтальной оси откладывают расстояния от постоянного начала (в метрах) до мест прохождения поплавками среднего створа, а по вертикальной оси - продолжительность хода поплавков (в секундах) между верхним и нижним створами. В группу объединяются поплавки, близкие друг к другу по месту прохождения через средний (основной) створ. Для каждой поплавочной группы определяют центры тяжести, т.е.:

а) средняя продолжительность хода поплавков группы, с;

б) среднее расстояние от постоянного начала, м.

Все записи заносят в журнал, форма которого дана в приложении 8.

  1. Средние поверхностные скорости поплавков вычисляются по формуле:

(46)

где L - расстояние между верхним и нижним створами, м;

tср. - средняя продолжительность хода поплавков группы, с.

Пользуясь полученными поверхностными скоростями, вычисляется «фиктивный расход» (Qф) по формуле:

(47)

где V1, V2,...,VN - средние скорости поплавковых групп, м/с;

F1, F2,...,FN - частичные площади водного сечения для каждой группы поплавков или «площадь водного сечения в интервале» (м2), за границу которой принимается середина между центрами тяжести поплавковых групп. Эту границу для удобства вычислений совмещают с ближайшей промерной вертикалью.

  1. Для нахождения действительного расхода Q необходимо Qф умножить на коэффициент К, который зависит от шероховатости русла, глубины и уклона, т.е.:

(48)

Существует ряд способов определения коэффициента K, например:

а) путем параллельных измерений расходов воды поплавками и вертушкой при трех различных уровнях. Вычисляют величины коэффициентов:

(49)

и строят кривую зависимости коэффициентов K от высоты уровня воды. Построив кривую K=(H), находят по ней величину K для любого уровня, при котором определялся расход воды.

б) При отсутствии расходов, измеренных вертушкой, K вычисляют по различным гидравлическим формулам (49) или берут приближенные значения K из таблицы 4.

Таблица 4

Приближенные значения переходных коэффициентов

(по Г.В. Железнякову)




Средняя глубина, м

Характеристика русла

1

1 - 5

5




K1

K2

K1

K2

K1

K2

1

2

3

4

5

6

7

Русла прямые, чистые илистые (глина, песок, галечные, гравийные)


0,80


0,64


0,84


0,66


0,86


0,67

Русла извилистые, частично заросшие травой, каменистые. Поймы сравнительно разработанные (трава, редкие кустарники)


0,75


0,60


0,80


0,63


0,83


0,65

Русла и поймы значительно заросшие, с глубокими промоинами; русла извилистые с наличием крупных валунов


0,65


0,55


0,74


0,59


0,80


0,62

Поймы спрямленные, таежного типа

0,57

0,46

0,69

0,56

0,75

0,60

(50) (51)

где C - скоростной коэффициент (коэффициент Шези), значения которого изменяются от 10 до 70 м0,5/с.

Значения скоростного коэффициента С берутся из таблиц в зависимости от значения коэффициента шероховатости и величины гидравлического радиуса R (табл. 5).

6.6. Существуют и другие способы определения средней скорости течения, измеренной поплавками. Так, например, из всех поплавков выбирают два, которые прошли через створы с максимальной скоростью.

В данном случае средняя скорость потока будет:

(52)

где (53)

C - определяется по формуле (53) или по таблице 5

Таблица 5

Значения коэффициента Шези (С, м0,5/с)

(по формуле Г.В. Железнякова)

R, hср,

N

М

0,010

0,015

0,020

0,025

0,030

0,040

0,050

0,080

0,10

0,20

0,1

80,7

49,2

34,5

26,0

20,5

14,1

10,5

5,47

3,92

1,01

0,3

89,7

57,3

41,4

32,1

26,0

18,6

14,3

8,09

6,13

2,37

0,5

94,0

61,2

44,9

35,3

28,9

21,1

16,5

9,73

7,54

3,29

0,7

96,9

63,8

47,4

37,6

31,1

22,9

18,1

11,0

8,65

4,04

0,9

99,1

65,8

49,2

39,3

32,6

24,4

19,4

12,0

9,58

4,69

1,2

101,6

68,2

51,4

41,3

34,5

26,1

21,0

13,3

10,8

5,66

1,6

104,1

70,5

53,6

43,4

36,5

27,9

22,7

14,8

12,1

6,55

2,0

106,1

72,4

55,4

45,1

38,1

29,4

24,1

16,0

13,2

7,43

2,5

108,1

74,3

57,1

46,8

39,8

31,0

25,6

17,2

14,4

8,41

3,0

109,7

75,8

58,6

48,2

41,1

32,2

26,8

18,3

15,4

9,28

3,5

111,1

77,1

59,9

49,4

42,3

33,3

27,8

19,3

16,3

10,1

4,0

112,3

78,3

61,0

50,5

43,3

34,3

28,8

20,2

17,1

10,8

4,5

113,4

79,3

61,9

51,4

44,2

35,2

29,6

20,9

17,9

11,5

5,0

114,3

80,2

62,8

52,2

45,1

36,0

30,4

21,6

18,6

12,1

Расход воды определяется по формуле
Q=K - Vнаиб.*F (54)

7. При гидрогеологической съемке большую часть расходов воды целесообразно измерять методом поверхностных поплавков с использованием соответствующих коэффициентов шероховатости дна (см. раздел I), т.к. он наиболее прост и доступен. Вертушки необходимы при определении коэффициентов «К» на реках, где измерения требуют особой точности, а также при работе на стационарных гидростворах.
7. Оценка расхода заданной обеспеченности

Описанный метод применяется при производстве одного из основных видов гидрогеологических исследований - стационарных наблюдениях за режимом поверхностных вод. Результаты замеров заносятся в журнал наблюдений, затем обрабатываются и расход воды оценивается с необходимой степенью достоверности (обеспеченности).

Обеспеченностью расхода называется вероятность того, что рассматриваемое значение этой величины может быть превышено среди совокупности всех возможных значений. Обеспеченность расхода рассчитывается при оценке естественных и привлекаемых ресурсов, эксплуатационных запасов, надежности подачи воды в системы водоснабжения и ряде других случаев. Обычно производится расчет 5 %, 50 % и 95 % обеспеченности. Чем выше процент обеспеченности, тем достоверней конечный результат. Это определяется детальностью исследований.

Обработка результатов наблюдений производится в следующем порядке:

1. По результатам ежедневных замеров составляется вспомогательная ведомость повторяемости расходов. Для этого амплитуда колебаний расхода разбивается на равновеликие интервалы и заполняется следующая таблица.


Интервалы расхода,


Число дней с одинаковым значением расхода (в рамках интервала)

по месяцам

Повторяемость равных значений расхода

Продолжитель-ность

л/с

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

IX

X

XI

XII

дни

%

дни

%







































































































Итого

31

28

31

30

31

30

31

31

30

31

30

31

365

100

365

100

2. Строится график обеспеченности, по которому определяется расход заданной обеспеченности.


Значения Q5, Q50, Q95 - расходы потока 5%, 50% и 95% обеспеченности.

Литература к разделу 5.

  1. Наставление гидрометеостанциям и постам., вып. 6, ч. I и вып. 2, ч. II. Гидрометеоиздат, 1962

  2. Справочник гидрогеолога (под ред. М.Е. Альтовского) Госгеолтехиздат,1962.

  3. Лучшева А.А. Практическая гидрометрия., Л. Гидрометеоиздат, 1983.


28

27


3

26


4

25


5

24


6

23


7

22


8

21


9

20


10

19


11

18


12

17


13

16


14

15


29

56


30

55


31

54


32

53


33

52


34

51


35

50


36

49


37

48


38

47


39

46


40

45


41

44


42

43


57

76


58

75


59

74


60

73


61

72


62

71


63

70


64

69


65

68


66

67

1   2   3   4   5   6   7   8   9
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации