Zmerajte prietok vody. Systémy vnútorného zásobovania studenou a teplou vodou. Aké faktory ovplyvňujú priepustnosť kvapaliny potrubím

Pre rôzne technologické potreby a iné potreby je často potrebné určiť prietok vody v potrubí a jeho dynamiku za určité časové obdobie. Pre mnohé cyklické procesy je dôležité neustále sledovať prietok vody a moderné merania sú tu nevyhnutné.

CJSC "Expertíza inžinierskych sietí" vyrába:

  • meranie prietoku vody a odpadových vôd v tlakových a netlakových (gravitačných) potrubiach pomocou prenosných ultrazvukových prietokomerov (dočasná inštalácia vodomerov),
  • vyhodnocuje presnosť odpočtov stacionárnych prietokomerov Zákazníka. Merania sa vykonávajú na potrubiach z rôznych materiálov a s priemerom od 50 mm do 2 m.

Presné určenie prietoku a množstva kvapaliny potrebné v prípade obchodných sporov a súdnych sporov, pre správne plánovanie rekonštrukcie, výber čerpacích jednotiek a priemerov potrubí, hydraulické výpočty a modelovanie.

Meranie prietoku kvapaliny je dôležitým opatrením pri zisťovaní rozloženia prietokov, kontrole presnosti stacionárnych vodomerov. Meranie prietoku vody a odpadových vôd umožňuje určiť stupeň využitia (zaťaženia) vodovodných a kanalizačných sietí.

Ceny

Meranie spotreby vody - od 20 000 rubľov.
Ceny

Vybavenie

Pri našej práci používame vysoko presné ultrazvukové zariadenia. Každá zostava prietokomeru má Certifikát o zhode (Certifikát o schválení typu meracieho prístroja), prechádza periodickým overovaním (potvrdené príslušnými dokumentmi). Všetky naše prietokomery boli pred kúpou vybrané na základe výsledkov porovnania zariadení rôznych značiek, stability odpočtov aj za nepriaznivých podmienok vr. na starých potrubiach. To nám umožňuje vykonávať presné merania na existujúcich sieťach, zisťovať rozloženie prietokov, spotrebu vody jednotlivých spotrebiteľov, nájsť zdroje strát vody, vykonávať porovnávacie merania s existujúcimi stacionárnymi meračmi na posúdenie správnosti ich odpočtov.
Na meranie prietoku vody v tlakových vodovodných a tepelných (vykurovacích) sieťach používame nasledujúce zariadenia:

  • Prenosný ultrazvukový prietokomer GE Panametrics PT878 (USA), 2 sady a. Prístroj určuje rýchlosť a prietok kvapaliny v potrubí. Chyba merania je v rozmedzí 0,5-2%. Vonkajší priemer potrubia môže byť 50-5000 mm. Každá sada je navyše vybavená hrúbkomerom a rôznymi úchytmi: na reťaze a magnety.
  • Prietokomer ChronoFlo (Hydreka, Francúzsko) ja). Hlavnou výhodou tohto zariadenia je dobíjacia batéria s dlhou životnosťou (80 hodín pri zapnutej LCD obrazovke a vypnutom podsvietení).

Zariadenia, ktoré určujú prietok vody

Naša spoločnosť disponuje modernými ultrazvukovými zariadeniami od známych výrobcov, ktoré umožňujú presne určiť prietok vody. V závislosti od vlastností objektu naši špecialisti vyberú optimálny typ zariadenia. Na inštaláciu zariadenia nie je potrebné demontovať časť potrubia.

Príklad prieskumnej oblasti na zistenie skrytých únikov.

Služba je potrebná v situáciách

  • Určenie prietoku v rôznych častiach siete umožňuje identifikovať skryté úniky.
  • Meranie prietoku vody a odpadovej vody umožňuje určiť zaťaženie potrubia, možnosť zvýšenia prietoku (napríklad pripojenie nových odberateľov).
  • Merania charakteristík prietoku umožňujú určiť skutočné hodnoty rýchlosti, prietoku, plnenia potrubia: maximálne, minimálne, priemerné, akumulované. Na základe výsledkov meraní sa vytvárajú tabuľky a grafy
  • Pomocou meraní v rôznych bodoch siete môžete identifikovať neznáme spojenie.
  • V priemyselných podnikoch je kontrola spotreby vody často dôležitá pre súlad s technologickým procesom, plánovanie modernizácie, optimalizáciu režimov a šetrenie zdrojov.

Presne určíme prietok vody a poskytneme stanovisko, ak potrebujete v tejto otázke preukázať svoj prípad na súde.

Výhody našej spoločnosti:

  • Stanovenie prietoku vody sa vykonáva pomocou moderného zariadenia, ktoré má vysokú presnosť.
  • Odchod na objekt v deň registrácie objednávky je možný.
  • Zaručená vysoká kvalita práce za rozumné ceny.
  • V prípade potreby naši špecialisti cestujú do regiónov.
  • Po ukončení meraní je zákazníkovi poskytnutá technická správa, ako aj odporúčania na odstránenie zistených problémov pri účtovaní spotreby vody.

Podniky a obytné budovy spotrebúvajú veľké množstvo vody. Tieto digitálne ukazovatele sa stávajú nielen dôkazom konkrétnej hodnoty udávajúcej spotrebu.

Okrem toho pomáhajú určiť priemer sortimentu rúr. Mnoho ľudí verí, že nie je možné vypočítať prietok vody podľa priemeru potrubia a tlaku, pretože tieto pojmy spolu úplne nesúvisia.

Ale prax ukázala, že to tak nie je. Kapacita vodovodnej siete závisí od mnohých ukazovateľov a prvý v tomto zozname bude priemer potrubia a tlak v potrubí.

Odporúča sa vypočítať priepustnosť potrubia v závislosti od jeho priemeru už v štádiu projektovania konštrukcie potrubia. Získané dáta určujú kľúčové parametre nielen domácej, ale aj priemyselnej diaľnice. O tomto všetkom sa bude ďalej diskutovať.

Priepustnosť potrubia vypočítame pomocou online kalkulačky

POZOR! Ak chcete správne vypočítať, musíte venovať pozornosť tomu, že 1 kgf / cm2 \u003d 1 atmosféra; 10 metrov vodného stĺpca \u003d 1kgf / cm2 \u003d 1atm; 5 metrov vodného stĺpca \u003d 0,5 kgf / cm2 a \u003d 0,5 atm atď. Zlomkové čísla v online kalkulačke sa zadávajú cez bodku (napríklad: 3,5 a nie 3,5)

Zadajte parametre pre výpočet:

Aké faktory ovplyvňujú priepustnosť kvapaliny potrubím

Kritériá, ktoré ovplyvňujú opísaný ukazovateľ, tvoria veľký zoznam. Tu sú niektoré z nich.

  1. Vnútorný priemer, ktorý má potrubie.
  2. Prietok, ktorý závisí od tlaku v potrubí.
  3. Materiál odoberaný na výrobu potrubného sortimentu.

Určenie prietoku vody na výstupe z hlavného potrubia sa vykonáva podľa priemeru potrubia, pretože táto charakteristika spolu s ostatnými ovplyvňuje priepustnosť systému. Pri výpočte množstva spotrebovanej tekutiny tiež nie je možné zanedbať hrúbku steny, ktorej určenie sa vykonáva na základe odhadovaného vnútorného tlaku.

Dá sa dokonca tvrdiť, že definíciu „geometrie potrubia“ neovplyvňuje samotná dĺžka siete. A veľmi dôležitú úlohu zohráva prierez, tlak a ďalšie faktory.

Okrem toho niektoré parametre systému majú na prietok skôr nepriamy ako priamy vplyv. To zahŕňa viskozitu a teplotu čerpaného média.

Ak to trochu zhrnieme, môžeme povedať, že určenie priepustnosti vám umožňuje presne určiť optimálny typ materiálu na stavbu systému a zvoliť technológiu použitú na jeho montáž. V opačnom prípade nebude sieť fungovať efektívne a bude si vyžadovať časté núdzové opravy.

Výpočet spotreby vody podľa priemer okrúhle potrubie, závisí od toho veľkosť. V dôsledku toho sa po väčšom priereze bude počas určitého časového obdobia pohybovať značné množstvo kvapaliny. Ale po vykonaní výpočtu a pri zohľadnení priemeru nie je možné znížiť tlak.

Ak vezmeme do úvahy tento výpočet na konkrétnom príklade, ukáže sa, že cez 1 cm otvor cez 1 cm otvor prejde menej kvapaliny ako cez potrubie siahajúce do výšky niekoľkých desiatok metrov. Je to prirodzené, pretože najvyššia spotreba vody v oblasti dosiahne najvyššie hodnoty pri maximálnom tlaku v sieti a pri najvyšších hodnotách jej objemu.

Pozri si video

Úsekové výpočty podľa SNIP 2.04.01-85

Najprv musíte pochopiť, že výpočet priemeru priepustu je zložitý inžiniersky proces. To si bude vyžadovať špecializované znalosti. Pri domácej výstavbe priepustu sa však často hydraulický výpočet úseku vykonáva nezávisle.

Tento typ konštrukčného výpočtu rýchlosti prúdenia pre priepust možno vykonať dvoma spôsobmi. Prvým sú tabuľkové údaje. Podľa tabuliek však musíte poznať nielen presný počet kohútikov, ale aj nádoby na zber vody (vane, umývadlá) a ďalšie veci.

Iba ak máte tieto informácie o systéme priepustu, môžete použiť tabuľky poskytnuté SNIP 2.04.01-85. Podľa nich je objem vody určený obvodom potrubia. Tu je jedna taká tabuľka:

Vonkajší objem rúrok (mm)

Približné množstvo prijatej vody v litroch za minútu

Približné množstvo vody, počítané v m3 za hodinu

Ak sa zameriate na normy SNIP, potom v nich môžete vidieť nasledovné - denný objem vody spotrebovanej jednou osobou nepresahuje 60 litrov. To za predpokladu, že dom nie je vybavený tečúcou vodou a v situácii s pohodlným bývaním sa tento objem zvyšuje na 200 litrov.

Tieto objemové údaje o spotrebe sú určite informačne zaujímavé, ale špecialista na potrubia bude musieť definovať úplne iné údaje - ide o objem (v mm) a vnútorný tlak v potrubí. Nie vždy to nájdete v tabuľke. A vzorce pomáhajú presnejšie zistiť tieto informácie.

Pozri si video

Už teraz je zrejmé, že rozmery časti systému ovplyvňujú hydraulický výpočet spotreby. Na domáce výpočty sa používa vzorec prietoku vody, ktorý pomáha získať výsledok s údajmi o tlaku a priemere rúrkového produktu. Tu je vzorec:

Vzorec na výpočet tlaku a priemeru potrubia: q = π × d² / 4 × V

Vo vzorci: q znázorňuje prietok vody. Meria sa v litroch. d je veľkosť časti potrubia, je uvedená v centimetroch. A V vo vzorci je označenie rýchlosti toku, udáva sa v metroch za sekundu.

Ak je vodovodná sieť napájaná z vodárenskej veže, bez dodatočného vplyvu tlakového čerpadla, potom je rýchlosť prúdenia približne 0,7 - 1,9 m / s. Ak je pripojené akékoľvek čerpacie zariadenie, potom v pase k nemu sú informácie o koeficiente vytvoreného tlaku a rýchlosti prietoku vody.


Tento vzorec nie je jedinečný. Je ich oveľa viac. Dajú sa ľahko nájsť na internete.

Okrem prezentovaného vzorca je potrebné poznamenať, že vnútorné steny rúrkových výrobkov majú veľký význam pre funkčnosť systému. Takže napríklad plastové výrobky majú hladký povrch ako oceľové náprotivky.

Z týchto dôvodov je koeficient odporu plastu podstatne nižší. Navyše tieto materiály nie sú ovplyvnené korozívnymi formáciami, čo má tiež pozitívny vplyv na priepustnosť vodovodnej siete.

Určenie straty hlavy

Výpočet priechodu vody sa vykonáva nielen podľa priemeru potrubia, ale počíta sa poklesom tlaku. Straty je možné vypočítať pomocou špeciálnych vzorcov. Aké vzorce použiť, každý sa rozhodne sám. Na výpočet požadovaných hodnôt môžete použiť rôzne možnosti. Na tento problém neexistuje jediné univerzálne riešenie.

V prvom rade však treba pripomenúť, že vnútorná vôľa priechodu plastovej a kovoplastovej konštrukcie sa po dvadsiatich rokoch služby nezmení. A vnútorná vôľa priechodu kovovej konštrukcie sa časom zmenší.


A to bude mať za následok stratu niektorých parametrov. V súlade s tým je rýchlosť vody v potrubí v takýchto štruktúrach odlišná, pretože v niektorých situáciách sa priemer novej a starej siete bude výrazne líšiť. Množstvo odporu vo vedení bude tiež odlišné.

Pred výpočtom potrebných parametrov na prechod kvapaliny je tiež potrebné vziať do úvahy, že strata prietoku vodovodného systému je spojená s počtom otáčok, armatúr, objemových prechodov, s prítomnosťou ventilov a trecia sila. Okrem toho by sa toto všetko pri výpočte prietoku malo vykonať po dôkladnej príprave a meraniach.

Výpočet spotreby vody jednoduchými metódami nie je ľahké vykonať. Ale pri najmenších ťažkostiach môžete vždy vyhľadať pomoc od špecialistov alebo použiť online kalkulačku. Potom sa môžete spoľahnúť na to, že položená vodovodná alebo vykurovacia sieť bude fungovať s maximálnou účinnosťou.

Video - ako vypočítať spotrebu vody

Pozri si video

ŠTÁTNY VÝBOR ZSSR
PODĽA ŠTANDARDOV

ALL-UNION VÝSKUMNÝ ÚSTAV
PRIETOKOMERY (VNIIR)

METODICKÉ POKYNY

ŠTÁTNY ZABEZPEČOVACÍ SYSTÉM
JEDNOTKA MIER

SPOTREBA VODY NA RIEKACH A KANÁLOCH.
TECHNIKA MERANIA
METÓDA "RÝCHLOSŤ - OBLAST"

MI 1759-87

Moskva
ŠTANDARDNÉ VYDAVATEĽSTVO
1987

VYVINUTÉ Štátnym hydrologickým ústavom Štátneho výboru pre hydrometeorológiu a kontrolu životného prostredia ZSSR

Účinkujúci:

Karasev I.F.,doc. tech. Veda, profesor (vedúci témy), Savelyeva A.V., cand. tech. vedy, Remenyuk V.A., cand. tech. vedy

PRIPRAVENÉ NA SCHVÁLENIE Celosväzovým vedecko-výskumným ústavom metrologickej služby

čl. odborníčka Treivas L.G.

SCHVÁLENÉ Celosväzovým výskumným ústavom merania prietokov pri NTS ústavu dňa 11.6.1986 Protokol č.

METODICKÉ POKYNY

GSI. Prúdenie vody v riekach a kanáloch. Spôsob vykonania
merania metódou „rýchlosť – plocha“.

MI 1759-87

uviesť do činnosti

Tieto usmernenia stanovujú hlavné ustanovenia metodiky merania prietoku vody v riekach a kanáloch metódou „rýchlosť – plocha“ s použitím hydrometrických lopatiek na meranie rýchlostí prúdenia.

Použitie smerníc poskytuje celkovú relatívnu chybu pri meraní prietoku vodyS Q, nikdy viac:

6% - s podrobnou metódou;

10% - s hlavnou metódou;

12 % - zrýchlenou-skrátenou metódou.

MU sa nevzťahuje na merania prietoku vody pomocou plavákov a integráciu rýchlostí prúdenia cez šírku toku.

Definície a vysvetlenia pojmov použitých v texte sú uvedené v prílohe.

1. PRINCÍP MERANIA PRIETOKU VODY METÓDOU "RÝCHLOSŤ - PLOCHA" A KLASIFIKÁCIA JEJ MOŽNOSTÍ

1.1. Podstata metódy a princípov merania

1.1.1. Metóda "rýchlosť - plocha" je druh nepriameho merania prietoku vody. Súčasne sa ako výsledok pozorovaní v pevnom hydrometrickom reze určujú tieto prietokové prvky:

hĺbky na vertikálach merania a ich vzdialenosť od trvalého pôvodu pozdĺž čiary hydrometrického cieľa, aby sa určila plocha vodného úseku (s presnosťou na tri platné číslice, ale nie viac ako 1 cm);

pozdĺžne (normálne k hydrometrickému rezu) zložky priemerných rýchlostí prúdu na vertikálach, na základe ktorých sa vypočítajú priemerné rýchlosti v oddeleniach medzi nimi (s presnosťou na tri platné číslice, najviac však 1 cm/s ).

1.1.2. Spotreba vody sa vypočíta podľa jej prvkov jedným z nasledujúcich spôsobov (s presnosťou na tri platné číslice):

analytické, ako súčet súkromných prietokov vody prechádzajúcich oddeleniami vodnej časti toku, obmedzených vysokorýchlostnými vertikálami;

graficky, pretože plocha diagramu distribúcie elementárnej vody tečie po šírke toku.

1.1.3. Pri výpočte prietoku vody by sa mali určiť aj hlavné hydraulické charakteristiky toku, ktoré sa používajú pri posudzovaní presnosti meraní a účtovaní prietoku rieky:

hladina vody nad nulou H;

vodná plochaF;

priemerná a maximálna rýchlosť prúdu:v a v n (v = Q/ F); v n je najväčšia z rýchlostí nameraných točňou;

šírka vodného úseku AT;

hĺbka toku: strednáh priemerná a najväčšia h n ( h St = F/ B); h n je najväčšia z hodnôt nameraných na vertikálach merania.

1.2. Klasifikácia metód merania

1.2.1. V závislosti od metodiky určovania priemerných rýchlostí na vertikále sa rozlišujú integračné a bodové metódy.

1.2.2. Integračná metóda je založená na meraní priemernej rýchlosti prúdenia na vertikále pomocou otočného taniera, ktorý sa rovnomerne pohybuje pozdĺž hĺbky.

1.2.3. Bodové metódy, založené na určení priemernej rýchlosti prúdu vo vertikále z výsledkov meraní v bodoch, sa delia na:

hlavnou metódou je meranie rýchlosti prúdenia na vertikále v dvoch (voľný kanál) alebo troch bodoch (prítomnosť vodnej vegetácie, tvorba ľadu);

podrobná metóda - pri meraní rýchlosti prúdenia na vertikále v piatich (voľných) alebo šiestich bodoch (zamŕzanie, vodná vegetácia).

V malých hĺbkach (pozri tabuľku) je povolené použitie jednobodovej metódy.

1.2.4. Pre hlavnú metódu merania prietoku vody v jednoramennom kanáli je priradených 8–10 vysokorýchlostných vertikál.

V prípade aplikácie podrobnej metódy sa počet vysokorýchlostných vertikál zvyšuje 1,5 - 2 krát. Podrobná metóda sa používa vo vedeckej a metodickej práci na posúdenie presnosti a optimalizácie procesov merania prietoku vody - na objasnenie počtu meracích a vysokorýchlostných vertikál, ako aj na zdôvodnenie možnosti prechodu na hlavnú metódu v danom hydraulická časť.

Redukovaná metóda merania prietoku umožňuje použiť menej ako osem rýchlostných vertikál na dvoj-, trojbodové meranie rýchlostí na vertikálach (podobne ako pri hlavnej metóde).

2. SEKCIA HYDROMETRICKÉHO LINKY

2.1. Vodomerná stanica (ďalej len hydraulická stanica) je súčasťou hydrologickej stanice spolu s jej zariadeniami na meranie hladín, teploty vody a ostatných prvkov vodného režimu rieky (kanála). Hydraulický úsek zahŕňa časť rieky priamo priliehajúcu k hydraulickému úseku vo vzdialenosti dvoch až troch šírok kanálov proti prúdu a po prúde.

2.2. Podmienky na meranie prietoku vody sa považujú za normálne, ak sa dodrží priamosť kanála v časti hydraulickej časti:

nie sú žiadne ostré zlomy, profil vodného úseku a diagramy rozloženia rýchlostí po šírke toku sú stabilné;

je zabezpečený správny unimodálny, konvexný profil rozloženia rýchlostí prúdenia po hĺbke prúdenia;

nedochádza k výraznej pulzácii rýchlosti prúdenia z hľadiska hodnoty a smeru, ako aj k výraznému systematickému šikmému prúdeniu prúdu;

nedochádza k žiadnym interferenciám pri meraní rýchlostí prúdu, hĺbok, hladiny vody a koordinácie rýchlosti a vertikály merania.

umiestnenie hydraulického systému na úsekoch rieky;

nedostatok záplavovej oblasti s kanálmi a vetvami;

absencia prirodzených alebo umelých bariér;

neprítomnosť vodnej vegetácie v samotnej hydraulickej časti, ako aj nad ňou a pod ňou vo vzdialenosti do 30 m;

variačný koeficient rýchlosti (Karmanovo čísloKa) v priemere cez prierez by nemal byť väčší ako 15 %;

priečne prúdenie v hydraulickej časti (odchýlka smerov prúdenia v jednotlivých bodoch od priemernej hodnoty pre časť ako celok) by nemalo byť väčšie ako 20 °;

mŕtve priestory by mali mať jasné hranice a nemali by byť väčšie ako 10% plochy vodnej časti;

počas zmrazovania by nemala existovať viacvrstvová ľadová pokrývka a nemrznúce polyny;

pieskovanie kanála by nemalo presiahnuť 25% plochy vodného úseku;

priemerná rýchlosť prúdenia v otvorenom úseku musí byť najmenej 0,08 a nie väčšia ako 5 m/s;

pri meraní prietoku vody v blízkosti mosta by mala byť hydraulická časť umiestnená vyššie, ale v prípade častého hromadenia ľadu a lesných zlomov - pod mostom (vo vzdialenosti najmenej 3-5 šírky kanála v oboch prípadoch).

2.4. Vo všetkých prípadoch, ak je to možné, by sa v záujme zosúladenia lokality s požiadavkami odseku mali vykonať práce na zefektívnení a kanalizácii kanála.

2.5. Hydraulický výstup by mal byť umiestnený na jednej vetve rieky. V prípade potreby je možné na mieste rozvetvenia kanála na vetvy a kanály určiť hydraulickú bránu.

3. HYDRAULIKA A ICH VYBAVENIE

3.1. Poloha a smer vodnej cesty

Táto požiadavka sa považuje za uspokojivo splnenú, ak sú splnené tieto podmienky:

pre záplavové úseky riek - priemerná hodnota odchýlky smeru toku od normály k hydraulickej línii (sklon prúdu v pôdoryse) na vysokorýchlostných vertikálach by nemala presiahnuť ± 10 °;

pre záplavové úseky riek - priemerný sklon prúdov na vysokorýchlostných vertikálach by nemal presiahnuť ± 20 °. Ak sa priemerné smery prúdenia v hlavnom koryte a na záplavovom území rozchádzajú o viac ako 20°, je dovolené prerušiť hydraulický úsek v tvare prerušovanej čiary, ktorej úseky zodpovedajú podmienke kolmosti na smer prúdy.

3.1.2. V prípadoch, keď smer hydraulického úseku vyhovuje stanoveným požiadavkám len pri určitom naplnení koryta, musia byť pre tieto rôzne fázy vodného režimu vybavené hydraulické úseky, ktoré spĺňajú podmienky doložky.

3.2. Vybavenie hydraulického systému

3.2.1. Hydraulická brána musí byť pripevnená k zemi pomocou oceľového lana alebo hydrometrického mostíka, prípadne vodiacich značiek. Vodiace značky by mali byť zreteľne viditeľné zo strany rieky a mali by poskytovať maximálnu odchýlku plavidla od línie nastavenia. g = 1° (uhol g tvorená líniou hydraulického vyrovnania a líniou pohľadu prechádzajúcou vodiacimi značkami a hydrometrickou nádobou a vrcholom rohu g sa zhoduje s polohou vedúcej značky najbližšie k rieke).

3.2.2. V rovine je inštalovaná značka brehu (stĺp, lavička atď.), ktorá určuje trvalý začiatok na počítanie vzdialeností k okrajom pobrežia, meracie a vysokorýchlostné vertikály, hranice mŕtveho priestoru a zóny víriviek.

3.2.4. Pri koordinácii meracích vertikál geodetickými metódami je lokalita dodatočne vybavená goniometrickým prístrojovým parkovaním.

4. MERANIE HLADINY VODY

4.1. Pri každom meraní prietoku vody na hydrologickom stanovišti sa musí merať zodpovedajúca hladina vody.

Pravidlá na vykonávanie meraní hladiny vody musia spĺňať požiadavky GOST 25855-83.

Zaznamenáva sa čas každého merania hladiny.

4.3. Ak je v hydraulickej časti dodatočný úrovňový stĺpik (str. ), mali by sa vykonať pozorovania hladiny na oboch stĺpikoch: hlavnom aj prídavnom.

5. KOORDINÁCIA MERACÍCH A RYCHLOSTIKOVÝCH VERTIKÁLOV V HYDRAULICKEJ LINKE

5.1. Spôsoby koordinácie vertikál

5.1.1. Umiestnenie meracích a rýchlostných vertikál v hydraulickej časti je určené vzdialenosťou od trvalého začiatku.

5.1.2. Na hydraulických úsekoch vybavených člnom, prievozom alebo kolískou s trvalo zaveseným značkovacím lanom alebo hydrometrickým mostíkom je potrebné upevniť polohu zvislíc podľa ods.

5.1.3. V prítomnosti silnej ľadovej pokrývky by sa malo umiestnenie vertikál určiť teodolitovým traverzom na ľade alebo krajčírskym metrom.

5.1.4. Na splavných riekach alebo so šírkou úseku viac ako 300 m by sa umiestnenie vertikály malo určiť pomocou pätiek s teodolitom alebo kipregelom z brehu.

V niektorých prípadoch (napríklad v podmienkach bažinatých alebo širokých záplavových oblastí a pod.) je povolené použiť šikmé alebo vejárové časti na zabezpečenie pracovných vertikál.

5.2. Presnosť koordinácie meracích vertikál v hydraulickom reze

5.2.1. Relatívna efektívna chyba koordinácie vertikál v hydraulickej časti () musí spĺňať požiadavku

(5.1)

kam je to - absolútna odmocnina z koordinačnej chyby, m;

B- šírka rieky, m.

5.2.2. Pri prideľovaní miest na parkovanie manzulu (teodolitu) je potrebné, aby uhol tvorený smerom hydraulického vyrovnania a zameriavacieho lúča, a bol aspoň 30°.

5.2.3. Dĺžka čiar na plánel(cm) na meranie mierky musí spĺňať podmienku

(5.2)

kde L- dĺžka vlasca na zemi, m.

5.2.4. Absolútna chyba koordinácie s do , spôsobené odchýlkou ​​lode od hydraulického vedenia ( D X, m), je určená závislosťou

(5.3)

kde D X St - priemerná odchýlka plavidla od hydraulického vedenia, m (tab.);

a cp - priemerná hodnota uhla, ktorý zviera zameriavací lúč a smer hydraulickej časti.

Hodnota odchýlky lode na každej vertikále je určená vzdialenosťou medzi vedúcimi značkamil c a vzdialiť sa od najbližšej značkyL c . Prípustná vzdialenosť medzi vodiacimi znakmi je určená závislosťou D X sobáš od l s a L c v tabuľke. .

stôl 1

L s, km

h- vertikálna hĺbka, m;

pri

D X d = h. (5.5)

6. MERANIE HĹBK A VÝPOČET PLOCHY ODDELENÍ MEDZI RÝCHLOSŤAMI VERTIKÁLY

6.1. Požiadavky na presnosť merania hĺbky

6.1.1. Merania hĺbky by sa mali vykonávať pozdĺž čiary hydrometrického miesta v súlade s požiadavkami článku.

6.1.2. Meracie prístroje musia zabezpečiť určenie hĺbky v bode s prístrojovou chybou najviac 2 %. Táto požiadavka by mala spĺňať existujúce a novo vyvinuté prostriedky na meranie hĺbok.

meracia tyč alebo meracia tyč by sa mala použiť vo všetkých prípadoch, keď najväčšia hĺbka vyrovnania nepresahuje dĺžku prístroja a podmienky merania umožňujú, aby bola tyč pevne pripevnená na vertikálu a aby sa odčítala hĺbka (ak tieto nie sú splnené požiadavky, je potrebné použiť meracie lano s meracím závažím alebo echolotom);

na každej meracej vertikále musí byť loď ukotvená alebo upevnená na káblovom prechode;

pri práci v kanáloch s bahnitým dnom by sa mali používať podlievanie a tyče vybavené okrúhlou panvicou s priemerom 12-15 cm, ktorá zabraňuje ich ponoreniu do bahna;

pri meraní s prútom na riekach s pevným kamenistým dnom treba použiť prút bez kužeľovitého hrotu.

Hmotnosť nákladu, kg

Tabuľka 3

Uhol odklonu lana od vertikály, stupeň

6.1.6. Na plytkých horských riekach by sa hĺbka mala určiť ako rozdiel medzi vzdialenosťami ku dnu a hladinou vody, meranými pomocou tyče alebo lana natiahnutého cez rieku, mostovky atď.

6.1.7. Pri stekaní vody na tyč je potrebné použiť kovový posúvač voľne sa pohybujúci po tyči so šípkou - indikátor vodnej hladiny mimo zóny chodu.

6.2. Merania hĺbky na hydraulickej časti pri meraní prietoku vody

6.2.1. Na určenie plochy vodnej časti sa vykonávajú merania hĺbkyF a jeho priehradky f v . Pri stabilnom kanáli je dovolené použiť výsledky predchádzajúcich meraní a nerobiť ich pri každom meraní prietoku vody. Stabilita kanála sa odhaduje na základe analýzy kombinovaných profilov prierezu toku pozdĺž hydraulickej časti, ako aj na základe rozptylu empirických spojovacích bodovF(H) - závislosť plochy vodného úseku od hladiny vody.

vertikálne deformácie kanála sú výrazné, ale pri meraní prietoku vody neprekračujú prípustnú smerodajnú chybu hĺbkových meraní;

kanál je stabilný, bez ľadovcových útvarov, ale merania prietokov sa vykonávajú sporadicky (raz až dvakrát v období charakteristickej fázy hydrologického režimu).

6.2.4. Merania hĺbky by sa mali vykonávať pri každom dvojpriechodovom meraní prietoku vody, ak:

vertikálne deformácie kanála pri meraní prietoku prekračujú prípustnú efektívnu chybu merania hĺbky;

prietok vody sa meria menej ako trikrát počas fázy obsahu vody a v obytnej časti sa zaznamenáva kal a vnútrovodný ľad;

kanál v mieste merania je nerovný, zložený z balvanov alebo odkryvov skalného podložia.

6.2.5. V prípadoch, keď je ťažké vykonať merania na záplavovom území, treba hĺbky v záplavovej časti hydraulického úseku určiť z profilu získaného prístrojovým prieskumom v období nízkej vody s prihliadnutím na skutočné vodné stavy.

6.2.6. V prvých dvoch až troch rokoch prevádzky hydrologickej stanice by sa hĺbkové merania mali vykonávať v dvoch priechodoch pri každom meraní prietoku vody, aby sa odôvodnili následné merania vykonané v súlade s odsekmi. , .

6.3. Počet meracích vertikál

6.3.1. Počet meracích vertikál (alebo pätiek polohy hydrometrickej nádoby počas meraní echolotom) by mal byť priradený v závislosti od tvaru profilu vodného úseku na základe požiadavky: relatívna efektívna chyba merania plocha prierezu by nemala presiahnuť 2 %.

6.3.2. V hlavných korytách rovinatých a polohorských riek je minimálny počet meracích vertikáln h(min) by mala byť pridelená v súlade s tabuľkou. v závislosti od parametra tvaru kanála.

Tabuľka 4

6.3.3. Pri nerovnomernom rozložení hĺbok po šírke toku je potrebné priradiť ďalšie meracie vertikály v hydraulickej časti vo všetkých úsekoch zlomu spodného vedenia.

6.4. Umiestnenie vertikály merania

6.4.1. V hlavných kanáloch by mali byť meracie vertikály umiestnené rovnomerne po šírke rieky a dodatočne v otočných bodoch priečneho profilu.

6.4.2. Na riekach s nestabilným korytom v pásme maximálnych hĺbok by sa mal počet meracích vertikál zvýšiť 1,5-krát.

6.5. Výpočet pracovnej hĺbky vertikálne

6.5.1. Pracovná hĺbka na vertikálach by sa mala vypočítať podľa existujúceho priečneho profilu s prihliadnutím na odrezanie hladiny, ak dôjde k nesúladu medzi hladinami počas sondovania a merania prietoku vody. Pri meraní prietoku vody sa využívajú údaje z predbežných meraní.

6.5.2. Pri vykonávaní meraní hĺbky v dvoch prechodoch sa pracovná hĺbka na vertikálach vypočíta ako aritmetický priemer dvoch meraní.

6.5.4. Ako pracovníci je potrebné odoberať hĺbky s vylúčenou systematickou odchýlkou ​​v súlade s paragrafmi. a .

6.6. Výpočet plochy vodného úseku toku

6.6.1. Plochy oddelení vodnej častifssa musí vypočítať pomocou nasledujúcich vzorcov:

(6.2)

kde pani- počet meracích vertikál vs-m oddiel oddielu;

Ahoj- pracovná hĺbkai-tá vertikála, m;

b i, i +1 - vzdialenosť medzii-tý a ( i+ 1) vertikály merania.

6.6.2. Oblasť vodnej časti toku by mala byť určená vzorcom

(6.3)

kde N- počet oddelení vodnej časti toku.

6.6.3. Ak sú vo vodnej časti zóny mŕtveho priestoru, prietok vody sa vypočíta podľa živej časti tokuF

(6.4)

kde - oblasť medzi vysokorýchlostnými vertikálami, ktoré obmedzujú mŕtvy priestor prúdenia.

7. MERANIE A VÝPOČET PRIEMERNEJ RÝCHLOSTI PRÚD NA VERTIK.

7.1. Priradenie počtu a polohy vysokorýchlostných vertikál pre hlavné a podrobné metódy merania prietoku vody

7.1.1. Počet vysokorýchlostných vertikál v zarovnaníN vby mala byť od 8 do 15, v závislosti od vlastností rýchlostného poľa prúdenia. S jednomodálnym plánovaným grafom povrchových rýchlostíN v= 8 - 10; s multimodálnou formou rýchlostného diagramuN v= 12 - 15. Pre obzvlášť presné merania v ustálenom stave je možné zvýšiť počet vertikálnych vertikál.

v hlavnej časti toku by mali byť vysokorýchlostné vertikály priradené tak, aby oddelenia voľného úseku ohraničené susednými vysokorýchlostnými vertikálami prepúšťali rovnaké čiastkové prietokyqsplný prietokQ, komponenty

qsQ/ N. (7.1)

S multimodálnym charakterom rozloženia povrchových rýchlostí pozdĺž šírky rieky sú v charakteristických bodoch plánovaného rýchlostného diagramu priradené ďalšie vysokorýchlostné vertikály:

vysokorýchlostné vertikály sú priradené iba v rámci voľného toku. Hranice mŕtvych priestorov by sa mali stanoviť pred alebo počas merania rýchlostí spustením hladinových plavákov alebo na základe výsledkov prieskumných meraní rýchlostí s točňou;

pobrežné vertikály, ako aj vertikály ohraničujúce mŕtvy priestor vodného úseku, sa priraďujú v takej vzdialenosti od pobrežia alebo mŕtveho priestoru, aby čiastkový prietok vody v okrajovom oddelení nepresiahol 30 % čiastkového prietoku hlavného úseku. zóna obytnej časti;

na záplavovom území by mali byť v charakteristických bodoch priečneho profilu priradené vysokorýchlostné vertikály. V nížinách nivy, kde sa tvoria samostatné toky, prechádzajúce čiastočným tokomqs > 0,1 Q, je potrebné priradiť aspoň tri vysokorýchlostné vertikály.

7.2. Bodové metódy na meranie priemernej rýchlosti prúdu na vertikále

7.2.1. Meranie rýchlostí prúdu sa vykonáva na vysokorýchlostných vertikálach s hydrometrickými točňami zodpovedajúcimi GOST 15126-80.

7.2.2. Počet meracích bodov a ich relatívna hĺbka pod hladinou vody (ľadu) sa prideľuje v závislosti od spôsobu merania prietoku vody, spôsobu upevnenia hydrometrickej lopatky v toku, stavu koryta a pomeru hĺbka na vysokorýchlostnej vertikáleha priemer lopatkovej vrtule otočného tanieraDv súlade s tabuľkou. .

Tabuľka 5

v = q/ h, (7.11)

kde q- elementárny tok, m 2 / s, čo je plocha rýchlostného diagramu v mierke výkresu, získaná ako výsledok plánovania.

7.5.3. Pri práci s točňou na lanovom závese v podmienkach šikmého odstreľovania, charakterizovaného priemerným uhlom vychýlenia a smer prúdov na vertikále od normály k hydraulickej časti, priemerná rýchlosť na vertikále musí byť určená vzorcom

7.6.1. Pri integračných meraniach rýchlosti na vertikále je potrebné dodržať nasledujúci vzťah medzi rýchlosťou pohybu lopatkywa pozdĺžna rýchlosť prúdeniav, v závislosti od prípustnej chyby integrácie δ d:

δ d (%)

w/v

0,12

0,16

0,24

0,30

0,44.

7.6.2. Pozdĺžna zložka priemernej rýchlosti prúdenia na vertikále rýchlosti sa nastavuje pomocou kalibračnej krivky lopatky podľa rýchlosti otáčania lopatkovej vrtule, definovanej ako podiel celkového počtu otáčok vrtule počas integračného času delený integráciou. čas.

7.6.3. Pri integračnom meraní rýchlosti na vertikále sa priemerná hodnota rýchlosti vypočíta podľa vzorca (), pričom hodnota priemerného uhla šikmého prúdu na vertikále sa berie podľa údajov špeciálnych pozorovaní vykonaných podľa ods. .

7.6.4. Aby sa vylúčila systematická kladná chyba pri integrácii priemernej rýchlosti na vertikále v dôsledku neúplného osvetlenia blízkej spodnej zóny toku, mal by sa do nameranej hodnoty rýchlosti vložiť korekčný faktor.Kh.

a

0,30

0,20

0,15

0,10

0,05

Kh

0,90

0,93

0,95

0,97

0,98,

kde a- relatívna minimálna vzdialenosť osi lopatky od dna toku (v zlomkoch hĺbky).

8. SPRACOVANIE VÝSLEDKOV MERANIA A VÝPOČET PRETOKU VODY

8.1. Výpočet prietoku vody na základe lineárneho deterministického modelu so základnou alebo podrobnou metódou merania

8.1.1. V súlade s lineárne deterministickým modelom (ďalej len LD model) sa prietok vody vypočíta podľa vzorca

(8.1)

kde fi- plocha oddelení obytnej časti toku,i = 1 ... P.

Výpočet priemernej vertikálnej rýchlostiv isa musí vykonávať v súlade s a . Postup výpočtu plôch komôr prierezu toku je uvedený v ods. .

8.1.2. ŠanceK i a K n pre rýchlosti v i a v nna pobrežných vysokorýchlostných vertikálach bez mŕtveho priestoru sa berú ako:

0,7 - s mierne sa zvažujúcim pobrežím s nulovou hĺbkou na okraji; blízko hranice akumulácie imobilného kalu;

0,8 - s prirodzeným strmým brehom alebo nerovnou stenou (lomový kameň, neotesaný kameň);

0,9 - s hladkou betónovou alebo úplne opláštenou stenou, ako aj s vodou tečúcou cez ľad.

V prítomnosti mŕtveho priestoru v pobrežnej zóne sú koeficientyK 1 a K nsú rovné 0,5, resp.

8.1.3. Model LD je možné použiť pri výpočte prietoku vody s počtom vysokorýchlostných vertikálN v, ktorý spĺňa požiadavky odseku .

8.2. Výpočet prietoku vody na základe interpolačno-hydraulického modelu s redukovanou metódou merania

8.2.1. Použitie skrátenej metódy merania s následným výpočtom prietoku vody pomocou interpolačno-hydraulického modelu je vhodné a je povolené, ak pri znížení počtu vysokorýchlostných vertikál na tri až päť (pri prietokoch s prierezom šírka viac ako 10 m), odchýlky výsledkov meraní od hodnôt získaných podrobnou metódou sú náhodné a štandardná odchýlka nepresahuje 5%.

8.2.2. Podľa lineárneho interpolačno-hydraulického modelu (ďalej LIG-model) by sa mal prietok vody vypočítať podľa vzorca

(8.2)

kde Ds - počet oddelení prietoku vody;

i, j- indexy obmedzujúces- oddelenie vysokorýchlostných vertikál;

Ps- váhový koeficient rovný 0,7 pre pobrežné úseky a 0,5 - pre hlavný vodný úsek;

a- hydraulický koeficient vypočítaný podľa vzorca

(8.3)

kde N v- počet vysokorýchlostných vertikál v živom úseku.

8.2.3. V prípade, že oblasť voľného prietoku pozostáva z výrazných hydraulicky izolovaných zón (napríklad oddelených zatopeným stredom), v každej z nich je potrebné vypočítať prietok vody ako pre samostatný kanál a celkový prietok v hydraulickom úsek by sa mal určiť súčtom týchto hodnôt.

8.2.4. Pobrežné vysokorýchlostné vertikály (alebo tie, ktoré sú najbližšie k hraniciam izolovaných prierezových zón) by mali byť umiestnené vo vzdialenosti nie väčšej ako 0,3b kod okrajov (alebo hraníc izolovaných zón), kdeb k- šírka zodpovedajúcej hydraulicky podloženej zóny obytnej časti.

8.3. Grafický spôsob výpočtu spotreby vody

8.3.1. Je vhodné použiť grafickú metódu s komplexným rozložením rýchlostí po hĺbke a šírke prúdenia, poskytujúce dostatočne veľký počet (aspoň päť) bodov na meranie rýchlostí prúdenia na vertikále a počtu vertikál v vertikále. prierezN v³ 8.

8.3.2. Spotreba vody sa vypočíta v tomto poradí:

na milimetrový papier sa nakreslí prierezový profil podľa vypočítanej hladiny vody a na ňu redukovaných hĺbok s použitím vysokorýchlostných vertikál;

nakreslia sa diagramy rozloženia rýchlosti prúdenia pozdĺž vertikály a priemerné rýchlosti na vertikálach sa určia plánovaním plôch diagramov vyjadrujúcich elementárne prúdenie vody na vertikálach rýchlosti (pozri str.);

na profil voľného úseku sa aplikuje plynulý diagram rozloženia priemerných rýchlostí na vertikále pozdĺž šírky prúdenia.v (v);

založený na zápletke v (v) a hĺbkového profilu sa zostrojí diagram rozloženia po šírke toku elementárneho vodného tokuq(v);

prietok vody je definovaný ako oblasť diagramuq(v).

8.3.3. Mierka diagramov distribúcie rýchlostí, hĺbok a špecifických prietokov by mala byť zvolená tak, aby všetky prvky prietoku vody vypočítané graficky boli umiestnené na hárku milimetrového papiera 407 vo veľkosti. 288 alebo 407 576 mm.

Najpohodlnejšie mierky obrazu sú:

pre rýchlostné diagramy: vertikálne - v 1 cm 0,5 m; horizontálne - v 1 cm 0,2 m / s;

pre hĺbkový profil: vertikálny - v 1 cm 0,5 m; horizontálne - v 1 cm 2, 5, 10, 20 m;

pre krivku elementárnych nákladov: vertikálne - v 1 cm 1 m 2 / s

8.4. Výpočet hladiny zodpovedajúcej nameranému prietoku vody

8.4.1. Na vykreslenie prietokovej krivkyQ(H) meraný prietok vodyQmusí zodpovedať úrovni H, pri ktorej prúdiQ merané:

(8.4)

kde Hs- hladina vody zodpovedajúca čiastočnému prietokuqszískané interpoláciou medzi pozorovanými hodnotami hladín (pozri časť ).

8.4.2. Ak relatívna zmena hladiny počas merania prietoku vody nepresiahne 2 % priemernej hĺbky úseku, použije sa zjednodušený vzorec

(8.5)

kde H n a H do - hladiny vody v počiatočnom a poslednom období merania.

8.4.3. Vypočítaná úroveň určená pre ďalšie pracovné miesto sa prepojením zodpovedajúcich úrovní zníži na úroveň na hlavnom poste.

8.5. Operatívna kontrola presnosti merania

8.5.1. Kontrola presnosti merania by sa mala počas meraní vykonávať priamo na hydraulickej časti. Pochybné hodnoty prvkov prúdenia vody (hĺbka, rýchlosť, vzdialenosť, hladina) sú špecifikované a korigované alebo potvrdené opakovanými meraniami.

8.5.2. So stabilným vzťahom (jedna k jednej) medzi prietokom a hladinami sa prietok vody meria s cieľom kontrolovať stabilitu viacročnej prietokovej krivky.Q(H). Na druhej strane sa táto krivka používa na prevádzkovú kontrolu presnosti merania a detekciu chybných pozorovaní na základe vzťahu kritérií

kde S Q- relatívna, celková chyba merania;

δ d - prípustná chyba.

9.1.3. Uvedený optimalizačný problém patrí do triedy zle položených, keďže umožňuje nejednoznačné riešenia, t.j. nejedinečný výber optimálneho vektora detailných charakteristík. V praxi stačí zastaviť na akomkoľvek vektore (N s, n s, Nm), ktorý spĺňa podmienku () a poskytuje dostatočný komfort a bezpečnosť, vyhovujúcu pracnosť a energetickú náročnosť procesu merania prietoku vody.

9.1.6. Pri praktických výpočtoch, vyhodnocovaní komponentov a je prípustné vykonávať podľa grafických závislostí na linke. a .

Závislosť relatívnej náhodnej strednej štvorcovej chyby merania plochy priestoru otvorenej sekcie od počtu meracích vertikál a parametra tvaru sekcie

n s- počet meracích vertikál v oddelení; j - parameter tvaru rezu

Sakra. jeden

Závislosť relatívnej náhodnej strednej štvorcovej chyby merania priemernej rýchlosti v kompartmente z Karmanovho číslaKaa priemerný počet bodovNmvertikálne meranie rýchlosti

Sakra. 2

9.2. Optimalizácia trvania merania

9.2.1. Trvanie meracieho procesuT a je jedným z určujúcich faktorov pre presnosť merania prietoku: s klesajúcouT a chyba sa zvyšuje v dôsledku nedostatočného spriemerovania pulzácií rýchlosti; s rastúcimT a zvyšuje sa chyba spôsobená „odrezaním“ vrcholov a minim obsahu vody počas prechodu vĺn vypúšťaní a povodní. TrvanieT a musí byť v intervale

T min £ T a £ T max , (9,5)

kde T min a T max - minimálne a maximálne prípustné trvanie procesu merania.

čas T min sa určuje zo závislosti (), aT max - podľa vzorca

(9.6)

kde T P - obdobie kolísania uvoľňovacích vĺn (povodeň), h alebo deň;

j - fáza periódy oscilácie, ktorá predstavuje stred časového intervalu meraniaT a ; 0 £ j £ 2 p ;

ALE- relatívna amplitúda uvoľňovacích vĺn

(9.7)

kde Q max a Q s sú maximálne a priemerné prietoky vody za obdobie uvoľnenia, resp.

10. POŽIADAVKY NA KVALIFIKÁCIU DODÁVATEĽA A BEZPEČNOSŤ PRÁCE

10.1. Kvalifikačné požiadavky na výkon

10.1.1. Kvalifikácia pozorovateľa musí zodpovedať podmienkam, prostriedkom a metódam merania.

Na malých riekach, v podmienkach nízkej vody a malej hĺbky toku, keď je prípustné pozorovanie brodu a z technických prostriedkov sa používa iba točňa a meradlo, a aj v iných prípadoch je prípustné zapojiť technické personál s kvalifikáciou hydrometeorologického pozorovateľa, špeciálne vyškolený a poučený na meranie prietoku vody s ohľadom na vlastnosti meraní v tejto časti.

10.1.2. V prípadoch, keď sa používajú zložitejšie technické prostriedky (napríklad diaľkové inštalácie, rôzne typy lodných systémov, echoloty a pod.), ako aj v obdobiach zvýšeného pozorovacieho nebezpečenstva pri vysokej vodnatosti toku, veľkých hĺbkach a prietoku rýchlosti, s nestabilitou kanála, výrazným šikmým prietokom a inými faktormi, ktoré komplikujú merania, by sa do práce mali zapojiť výkonní pracovníci s kvalifikáciou nie nižšou ako hydrologický technik.

10.1.3. Pozorovateľ musí poznať princíp činnosti a zariadenie meracích prístrojov a vedieť s nimi manipulovať pri vykonávaní meraní; poznať vodný a kanálový režim v mieste merania a podmienky ich realizácie v rôznych fázach režimu; byť schopný používať elektronické kalkulačky na spracovanie prietokov vody a výsledkov meraní.

10.2. Požiadavky na bezpečnosť práce

10.2.1. Meranie prietoku vody v otvorených kanáloch môžu vykonávať iba osoby, ktoré boli poučené o bezpečnostných opatreniach. Výsledky brífingu sa zaznamenávajú do osobitného denníka vedeného na hydrologickej stanici.

10.2.2. Pri vykonávaní meraní prietoku vody je potrebné riadiť sa „Bezpečnostnými pravidlami pre pozorovanie a prácu na sieti Goskomhydromet“ (Gidrometeoizdat, 1983).

11. MERACIE PRÍSTROJE A POMOCNÉ ZARIADENIA

11.1. Pri vykonávaní meraní prietoku vody, meracích zariadení, meracích prístrojov a zariadení uvedených v tabuľke. .

Tabuľka 7

Názov meraných fyzikálnych veličín a parametrov

Hydrometrický gramofón: GR-21, GR-99

Priemerný prietok

Kipregel

Horizontálna vzdialenosť k bodu pozorovania

Teodolit

Excesy

Vyrovnávacia koľajnica

Prenosná vodná koľajnica GR-104

Úroveň hladiny

Vodomerná lišta s tlmičom GR-23

Vlnová hladina vody

Merač ľadového snehu GR-31

Hrúbka ľadu

Maximálna koľajnica GR-45

Najvyššia úroveň medzi obdobiami pozorovania

Hydrometrická tyč GR-56

Hĺbka toku

Záznamník úrovne: SUV-M "Valdai", GR-38

Nepretržité zaznamenávanie hladiny vody

Stopky

Trvanie merania

Inštalácia na diaľkové meranie prietoku vody: GR-70, GR-64M

Hĺbka a rýchlosť prúdenia, vzdialenosť od trvalého pôvodu

Hydrometrický navijak

Hĺbka toku

Meracia páska

Vzdialenosť

Hydrometrický náklad: GGR, PI-1

Hĺbka toku

Označovacie lano

Vzdialenosť od trvalého pôvodu

Hydrometrická kolíska

Hydrometrický most

Lanový prechod

S Y- variačný koeficient prvku

(2.1)

kde je( Y) - štandardná odchýlka prvku,

- matematické očakávanie hodnôtY(X) a Y(t),

ξ to - korelačný polomer (n. )

(2.2)

t to - priemerný korelačný čas

(2.3)

kde R(ξ) a R(t ) - autokorelačné funkcie, respY(X) a Y(t). Definícia ξ do a t to je vhodné vytvárať z funkčných grafovR(ξ) do R(t ), vypočítané štandardným počítačovým softvérovým programom pre danú vzorku hodnôt (Y(X)) a ( Y(t)}.

Meranie prietoku hladinovými plavákmi má výrazne nižšiu presnosť ako merania pomocou lopatiek, preto sa povrchové plaváky používajú na prieskumné prieskumy riek, pri poruche lopatiek. Počas intenzívneho unášania ľadu, keď je meranie s točňami nemožné, môžu jednotlivé ľadové kryhy slúžiť ako plaváky.

Ryža. 31.

AB - miesto štartu; ja- základ; 2 - vrchná časť; 3 - Hlavná;

4 - dolný úsek rieky

Plavákové merania sa vykonávajú pri pokojnom alebo miernom vetre s rýchlosťou 2-3 m/s. Na meranie rýchlostí s povrchovými plavákmi v úseku rieky, ktorý spĺňa požiadavky na hydrometrické úseky, sa pozdĺž pobrežia rovnobežne s hlavným smerom toku položí hlavná čiara a na nej sa vyberie základ - ja(obr. 31). Kolmo na ňu sú rozdelené tri časti: horná - 2, hlavná - 3 (uprostred) a nižšie - 4. Vzdialenosť medzi bránami je priradená tak, aby trvanie plavákov medzi nimi bolo aspoň 20 s. Hlavný cieľ 3 rozdelí približne v strede základu.

Ak sa na zjednodušenie a zrýchlenie hydrometrických prác použije most, potom sa hlavné zarovnanie spojí so zarovnaním mosta.

Poloha základne a zarovnania na zemi je zafixovaná kolíkmi a míľnikmi. V zarovnaniach môžu byť káble označené každý 1 m ťahané cez vodu. Na všetkých zarovnaniach sa kolíky zatĺkajú pozdĺž okraja vody; ich vzdialenosť k základni sa meria krajčírskym metrom. Na spustenie plavákov je odpaľovacia dráha AB dodatočne rozdelená 5-10 m nad hornú dráhu.

Vykonajú sa merania hĺbky a určí sa oblasť voľného rezu pozdĺž hlavného zarovnania. Merania sa vykonávajú pod každou značkou označeného kábla, začínajúc od „trvalého začiatku“ (rezací kolík). Výsledky merania sa zapisujú do tabuľky. Pri absencii vyznačeného kábla v zarovnaní sa vzdialenosť od meracej vertikály k brehu určuje pätkovou metódou, t.j. meraním horizontálneho uhla medzi základnou čiarou a líniou pohľadu (pozri obr. 15). Umiestnenie sondážneho bodu v zoradení je riadené míľnikmi nastavenými na brehu.

Meranie prietokov vody plavákmi sa vykonáva v nasledujúcom poradí. Na mieste štartu sa do vody postupne hodí 15-25 plavákov, ktoré sú rozmiestnené približne rovnomerne po šírke rieky. Keď plavák prechádza cez zarovnanie, pozorovatelia dávajú signály so súhlasom alebo hlasom. V týchto momentoch je miesto prechodu (vzdialenosť od pobrežia) plaváka v každom zoradení fixované metódou pätiek alebo pozorovateľom na moste pozdĺž značkovacích káblov. Stopky zároveň merajú čas prechodu plaváka z horného do spodného zarovnania.


Ryža. 32.

Výsledky meraní rýchlosti plavákov sú zaznamenané v tabuľke. Okrem toho sú vylúčené záznamy o plavákoch vyplavených na breh. Na obr. 32 je znázornené rozdelenie trvania splavov pozdĺž šírky rieky. Na grafe sú pozdĺž vodorovnej osi vynesené vzdialenosti od konštantného začiatku k miestu, kde plaváky prejdú strednou časťou, a pozdĺž zvislej osi je vynesené trvanie pohybu plavákov medzi hornou a dolnou časťou. Podľa zakreslených bodov sa vytvorí priemerný diagram rozloženia trvania zdvihu plaváka po šírke rieky. Vysokorýchlostné vertikály sú nakreslené v rovnakých vzdialenostiach a v miestach inflexie diagramu. Je priradených aspoň 5 až 6 vysokorýchlostných vertikál, ktoré sú kvôli ľahšiemu spracovaniu kombinované s vertikálami merania. Pre každú vysokorýchlostnú vertikálu sa rýchlosť povrchového prúdu vypočíta vydelením vzdialenosti medzi hornou a dolnou časťou trvaním zdvihu plaváka prevzatým z diagramu. Záznam o výsledkoch meraní prietoku vody plavákmi je vedený v tabuľke.

Vynásobením plôch oddelení medzi vysokorýchlostnými vertikálami polovicou súčtu povrchových rýchlostí na nich sa získa čiastočné fiktívne vypúšťanie vody. Ich súčet, berúc do úvahy hraničné koeficienty, dáva celkový fiktívny prietok vody (2f:

kde vi, v„ sú povrchové rýchlosti na vysokorýchlostných vertikálach; coi, ..., co „ - plochy obytných sekcií medzi vysokorýchlostnými vertikálami; do- koeficient pre okrajovú časť rovný 0,7.

Skutočný prietok sa vypočíta podľa vzorca:

kde Komu- konverzný koeficient, z fiktívnej spotreby na reálnu.

Hodnotu koeficientu prechodu A^i je možné nájsť v tabuľkách alebo určiť podľa vzorca 5.6 ak Q- prietok, určený súčasne meraním otočným tanierom a plavákmi. Môžete tiež definovať Komu podľa vzorca:

kde S- Chezyho koeficient, ktorý sa odporúča vypočítať podľa vzorca N.N. Pavlovský:

kde R 1 m a pri R> 1 m; P- koeficient

drsnosť, určená z tabuliek v hydraulických príručkách.

Ak nie je možné spustiť plaváky po celej šírke rieky, napríklad na riekach s rýchlym prúdom, kde sú plaváky unášané do stredu toku, je prietok vody určený najvyššou povrchovou rýchlosťou. V tomto prípade sa na tyčovú časť toku spustí 5-10 plavákov. Zo všetkých spustených plavákov sa vyberú tri s najdlhším trvaním zdvihu, ktoré sa navzájom líšia v čase nie viac ako 10 %; pri väčšej odchýlke v trvaní zdvihu sa spúšťa ďalších 5-6 plavákov.

Ak sa najvyššia povrchová rýchlosť meria pomocou plavákov, potom sa použije na výpočet prietoku vody

kde K naib - priemerná hodnota rýchlostí troch najrýchlejších plavákov; koeficient Komu

kde A- priemerná hĺbka prietoku; g - zrýchlenie voľného pádu; w je plocha vodnej časti.

Meranie prietoku vody hĺbkovými plavákmi sa používa na meranie relatívne nízkych rýchlostí prúdenia (do 0,15-0,20 m/s), kedy sú merania spinnerom nespoľahlivé a na určenie hraníc mŕtveho priestoru. Prúdové rýchlosti sa merajú z člna, zariadenia

s tromi pevne pripevnenými paralelnými krídlovými koľajnicami vo vzájomnej vzdialenosti 1 m. Pomocou tyče vo vzdialenosti 0,5 m od lamely (hornej) umiestnenej bližšie k prove lode sa spúšťa hlboký plavák. Stopky určujú čas, za ktorý plavák prejde vzdialenosť od horného k spodnému zarovnaniu. V každom bode sa plavák spustí najmenej trikrát. Rýchlosť v bode sa vypočíta vydelením dĺžky základne - vzdialenosti medzi lamelami priemerným trvaním plaváka. Zohľadňuje sa priemerná hodnota. Prietok vody sa vypočítava analyticky rovnakým spôsobom ako prietok vody meraný meračom.

3.1 Prístroje a vybavenie.

Na meranie prietoku sa v praxi používa hydrometrický merač GR-21M, číslo merača je uvedené na listovej vrtuli. Listové vrtule sú č.1 hlavné - s priemerom 12 cm a geometrickým stúpaním 20 cm, č.2 - bezzložkové, s priemerom 12 cm, geometrickým stúpaním 50 cm. točňa sa spúšťa do vody (tyč, kábel). Hlavné časti gramofónov:

1) Vrtuľa alebo rotor je poháňaný do rotačného stavu v dôsledku sily prichádzajúceho prúdu.

2) Os, na ktorej sa otáča lopatková vrtuľa alebo šelest. Os slúži na spevnenie listovej vrtule, môže byť pohyblivá, napojená priamo na listovú vrtuľu.

3) Teleso gramofónu. Slúži ako základ pre spevnenie a umiestnenie jednotlivých dielov gramofónu, pre spevnenie gramofónu na tyči alebo lanku. Požadovaný tvar tela je efektívny a vytvára najmenší odpor prúdeniu.

4) Počítací kontaktný mechanizmus. Slúži na počítanie otáčok vrtúľ.

5) Chvost alebo kormidlo. Chvost alebo kormidlo sa používa na inštaláciu otočného taniera v prúde v smere prúdu, čo je obzvlášť dôležité pri práci s káblom.

Obr.2. Obr.3.

Na meranie prietoku vody sa používajú aj plaváky. Hydrometrické plaváky sú považované za najnepresnejší spôsob merania prietoku vody. Pre našu rieku boli použité hladinové plaváky, ktoré boli vyrobené vo forme kruhov odpílených zo suchého kmeňa s priemerom 5-15 cm a hrúbkou 2-3 cm.Nie viac ako 4 kusy.

3.2. Metódy merania prietoku vody.

Prietok vody je objem vody, ktorý pretiekol daným prierezom toku rieky za 1 s. Pre veľké vodné toky - rieky, kanály, prepady vodných stavieb a pod. - Spotreba vody sa vyjadruje v metroch kubických za sekundu. Prietok malých vodných tokov - prameňov, potokov, studničiek, ale aj laboratórnych žľabov sa vyjadruje v litroch za sekundu.

Existujú nasledujúce metódy na výpočet spotreby vody, možno ich rozdeliť do dvoch hlavných skupín:

1. Priame meranie prietoku.

2. Nepriame meranie prietoku.

Priame meranie prietoku zahŕňa tzv. volumetrickú metódu, ktorá je založená na meraní prietoku pomocou meracích nádob nahradených pod prúdom vody. Meria sa aj čas plnenia odmernej nádoby. Prietok sa určí vydelením objemu vody v nádobe dobou plnenia.

Nepriame meranie prietoku vody je možné vykonávať rôznymi metódami, ktorých spoločným znakom je, že nemerajú samotný prietok vody, ale jednotlivé prvky prietoku a prietok sa získa výpočtom. Tieto metódy zahŕňajú:

a). Stanovenie prietoku pomocou meracích prístrojov: hydrometrické žľaby, prepady.

b). Metóda miešania, ktorá má niekoľko druhov (tepelné, elektrické a kolorimetrické).

v). Stanovenie prietoku z nameraných rýchlostí prúdenia a plochy prierezu prúdenia sa nazýva metóda "velocity-area". Túto metódu sme použili v praxi. Prierezová plocha toku sa zistí z výsledkov hĺbkových meraní a rýchlosti v jednotlivých bodoch živého úseku.

3.3. Meranie prietoku hydrometrickej vertikály.

Stanovenie prietokov vody pomocou hydrometrických otočných tanierov sa vykonáva metódou "velocity-area". Na zabezpečenie dostatočnej presnosti merania prietoku je potrebné, aby bol vo vybranom území dodržaný plynule sa meniaci pohyb vody, prúdenie vody v koreňovom koryte aj na nive by malo mať spoločný smer po celej šírke rieky. . Rýchlosť prietoku pri nízkej vode by mala byť aspoň 0,15-0,25 m/s, čo je možné zmeniť otočným tanierom. Je žiaduce, aby pri povodniach a povodniach rýchlosť neprekročila 3,0-4,0 m / s. V zime by mal byť úsek rieky pokrytý súvislou ľadovou pokrývkou. Na mieste by sa nemali nachádzať oblasti so stojatou vodou alebo spätnými prúdmi. Pri výbere miesta na dočasnú prácu stačí vziať do úvahy pohodlie miesta v tomto ročnom období.

Merací prierez cez rieku, v ktorom sa merajú prietoky vody. Poloha hydrometrického terča je na rovine fixovaná pevnými stĺpikmi - benchmarkmi.

Meracia časť je rozdelená kolmo na všeobecný smer rieky so zameraním na smer brehov, pretože na správne určenie prietokov je potrebné, aby bol prierez rieky pozdĺž vyrovnávacej čiary umiestnený normálne tak, aby priemerný smer toku. Na mieste merania je spravidla inštalované jedno meracie miesto, ktoré sa zhoduje s miestom vodomernej stanice alebo sa nachádza v jej blízkosti. V niektorých prípadoch je však potrebné mať dve a niekedy tri sekcie. Je to spôsobené tým, že v rôznych obdobiach roka sa podmienky pre prúdenie vody môžu výrazne meniť.

Určenie smeru hydrologického úseku pomocou točnice, ktorá meria smer prúdu.

Práca na určení smeru zarovnania sa vykonáva v nasledujúcom poradí:



1) na vopred vybranom a pevnom vyrovnaní sa vykonajú merania hĺbky, po ktorých sa v súlade so šírkou rieky a obrysmi profilu trasy priradia vysokorýchlostné vertikály v množstve nie viac ako 10-12;

2) na všetkých vysokorýchlostných vertikálach sa merajú rýchlosti a smery prúdenia v jednom bode v hĺbke 0,6 h od povrchu; výsledná vertikálna rýchlosť sa berie ako priemerná vertikálna rýchlosť.

3) vypočítajú sa prietoky vody (rýchlosť rieky vynásobíme plochou vodného úseku) * pozri KG-3 Prietok vody pre točňu GMCM-1

Pri meraní prietoku vody točňami sa používajú tri metódy - podrobné, zložené a skrátené, ktoré sa líšia mierou podrobnosti merania rýchlosti v živom úseku.

Pred zabezpečením merania prietoku vody je potrebné skontrolovať prevádzkyschopnosť hydrometrickej točne, ako aj stav všetkých zariadení hydrometrickej sekcie. Pri meraní prietoku vody sa vykonávajú tieto práce:

1) popis stavu rieky, počasia, vodnej vegetácie, stavu koryta rieky, splavovania dreva s uvedením druhu splavovania, sily a smeru vetra, vĺn, zákalu vody, prítomnosti ľadových javov.

2) pozorovanie vodnej hladiny.

3) meranie hĺbky na hydraulickej časti.

4) meranie rýchlostí prúdenia na otočných tanieroch.

Pri meraní rýchlostí pozdĺž každej vertikály sa vykonávajú tieto práce:

1) Stav počasia a rieky je rozdielny.

2) Hladina vody sa zisťuje (s výraznými zmenami) podľa pozorovaní na vodomere pre začiatok a koniec prác na točniach.

3) Hĺbka sa meria na vertikále; v zime sa dodatočne meria hrúbka snehu, ľadu, ponoreného ľadu a kaše.

4) Vypočíta sa pracovná hĺbka na vertikále a vypočítajú sa hĺbky, lopatka sa ponorí do bodov merania rýchlosti.

5) Rýchlosti prúdenia sa merajú v jednotlivých bodoch.

Ak chcete merať spotrebu vody s otočným tanierom GR21-M, musíte ho znížiť o 0,6 hĺbky v centrálnej meracej vertikále a spočítať počet hovorov. Prvé 2-3 signály sa preskočia bez nahrávania. Je to potrebné, aby lopatková vrtuľa nadobudla rýchlosť otáčania zodpovedajúcu rýchlosti prúdu vody. Potom sa spustia stopky a po ≈ 100 sek. Hovory sa počítajú (jeden hovor - 20 otáčok). Počet hovorov sa vynásobí 20 a tento výsledok sa vydelí počtom sekúnd, dostaneme počet otáčok za sekundu:

Podľa kalibračnej tabuľky určíme rýchlosť:

V \u003d 0,0408 + 0,3233 * (0,2405) 2 \u003d 0,1185 m/s

Q \u003d 0,1185 * 2,2775 \u003d 0,27 m 3 / s

3.4 Meranie prietoku vody pomocou hladinových plavákov.

Okrem hydrometrickej točnice je možné určiť rýchlosť prúdu pomocou hydrometrických plavákov. Metóda je založená na registrácii rýchlosti plávajúceho telesa-float. Pri určovaní rýchlosti s plavákmi sa predpokladá, že aktuálna rýchlosť sa rovná rýchlosti plaváka. Na meranie prietoku vody povrchovými plavákmi nad a pod hydrometrickou sekciou sú dve ďalšie sekcie rozdelené v rovnakých vzdialenostiach tak, aby trvanie plavákov medzi hornou a dolnou sekciou bolo najmenej 20 sekúnd. Pri rýchlostiach prúdenia väčších ako 2 m.sec môže byť trvanie zdvihu plaváka kratšie, ale nie kratšie ako 10 sekúnd. Vzdialenosť medzi hornou a dolnou bránou je potrebné merať s väčšou presnosťou – dvakrát oceľovou páskou. Pri veternom počasí je používanie povrchových plavákov obmedzené. Pri meraní rýchlostí s plavákmi je v každom prípade získaná najvyššia rýchlosť prúdenia na trajektórii plaváka, táto rýchlosť sa berie ako lokálna rýchlosť v bode priesečníka vyrovnávacej čiary a trajektórie plaváka. Tenké šnúry sa ťahajú pozdĺž zlomených častí pod vodou. Jeden z členov brigády so stopkami sa stáva na hornom zoradení a ďalší dvaja členovia brigády v podstate a nižšie. Študent sa vznáša o niečo vyššie ako je horná rovina a hádže ho z brehu na stredný prúd rieky. V momente, keď plavák prejde hornou sekciou, zapne stopky a sleduje plavák. V momente, keď plavák prejde cez hydraulickú bránu, pozorovateľ sleduje, či je plavák na strednom toku rieky. V momente, keď plavák prejde spodným zarovnaním, pozorovateľ vydá signál (hlas) a študent spustí stopky. Zo všetkých plavákov zatlačených na šípku sa vyberú tri plaváky, ktoré ukazujú najkratšie trvanie kurzu medzi zarovnaniami. Extrémna hodnota trvania zdvihu týchto troch plavákov by sa od seba nemala líšiť o viac ako 10%. Výpočet prietoku nameraného hladinovými plavákmi je daný len najvyšším prietokom podľa vzorca.