Лабораторная работа №2
Тема: «Построение поперечного русла реки и вычисление его
основных гидроморфологических элементов».
По результатам нивелирования поймы реки (согласно задания №1)
Требуется:
1. Построить поперечный профиль русла реки.
2. Определить глубины русла при соответствующем уровне воды (УВ) реки.
3. Вычислить основные гидроморфологические элементы русла при заданном УВ.
а) площадь живого сечения, W, м;
б) ширину реки, В, м;
в) периметр смоченной поверхности, Р, м;
г) гидравлический радиус, R, м;
д) среднюю глубину, hcp
Последовательность выполнения работы.
За основу берутся результаты расчетов, проделанных в практической работе №1.
Прежде чем приступить к выполнению работы необходимо усвоить основные понятия о гидравлических элементах русла реки.
Руслом называется часть дна долины, по которому осуществляется сток воды.
Часть дна долины, по которой осуществляется сток в период меженных вод, называется коренным (меженным) руслом.
Часть долины, заполняемая водой в период снеготаяния (половодья) или в период интенсивных дождей (паводка), называется пойменным руслом.
Линии пересечения водной поверхности с берегами называются урезом воды.
Пропускную способность реки, определение скоростей, уклонов, направление течения и другие гидравлические элементы потока определяют поперечное сечение русла.
Поперечным сечением русла называют плоскость перпендикулярную направлению течения потока, ограниченную снизу дном, с боков - откосом русла, сверху - линией горизонта воды.
После построения поперечного профиля русла реки и определения глубин переходят к расчету основных гидроморфологических элементов русла:
1. Площадь живого сечения (W) - это часть площади поперечного сечения русла, занятая текущей водой, которая зависит от уровня воды и строится по результатам измерения глубин h.
Определение площади живого сечения русла (W) можно произвести с помощью планиметра, а так же аналитически: как сумма площадей геометрических фигур, размещенных между смежными промерными точками (двух прямоугольных треугольников и трапеций).
Вычисление площадей Wi геометрических фигур и их суммы ведется в табличной форме после предварительного заполнения колонки 5.
2. Ширина реки (В) определяется разностью расстояний между урезами воды по ее поверхности от поста начала нивелирования
В=|УПБ|-|УЛБ|
где : УПБ - расстояние уреза воды правого берега от поста начала нивелирования, м,
УЛБ -расстояние уреза воды левого берега от поста начала нивелирования, м.
Ширина реки (В) определяется разностью расстояния между урезами воды по ее поверхности от поста начала нивелирования
В= |УПБ| - |УЛБ| = 79 – 36 = 43 м.
Отметки земли дна русла и поймы, м |
Расстояния от поста нивелирования (репер), м |
Глубина русла при отметке УВ-127, м |
Расстояния
между промерным и точками
|
Средняя глубин между промерн. точками, м
|
Площадь
живого сечения между промерным и
точками
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
129,5
127,7
127,0
126,5
124,0
121,7
118,0
117,0
119,5
121,0
122,8
124,6
126,0
127,0
130,5
133,0 |
29
32
36
41
44
48
51
54
59
64
67
70
74
79
82
85 |
-
-
0
0,5
3,0
5,3
9
9,9
7,5
6,0
4,2
2,4
1,0
0
-
- |
3
4
5
3
4
3
3
5
5
3
3
4
5
3
3 |
-
-
0,25
1,75
4,15
7,15
9,45
8,7
6,75
5,1
3,3
1,7
0,5
-
- |
-
-
1,25
5,25
16,6
21,45
28,35
43,5
33,75
15,3
9,9
6,8
2,5
-
- |
|
|
∑=184,65 |
|||||
,
м
3. Периметр смоченной поверхности (Р) – это длина подводного контура живого сечения.
Периметр смоченной поверхности определяется как сумма гипотенуз прямоугольных треугольников, у которых длина одних катетов (горизонтальных) равны расстоянию между промерными точками в пределах русла, а длина других катетов (вертикальных) являются превышением одной точки над другой, смежной с нею, т.е разностью глубин:
P=
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
=48,86
м.
4. Гидравлический радиус (R) – это частное от деления площади живого сечения W на периметр смоченной поверхности P.
R = W/P, м.
R = 184,65/48,86=3,78м
5.
Среднюю глубину
определяют
как частное от деления площади живого
сечения W
на его ширину B
=W/B, м.
=W/B = 184,65/43=4,3