Способ определения параметров потока открытого русла

(Я)5 Е 02 В 1/О НИЯ БРЕТ вюзи% ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОН АВТОРСКОМУ СВИДЕ П:ЛЬС 1(56) Милн П. Подводные инженерные исследования. Л.: Судостроение, 1984, с, 108.Авторское свидетельство СССР т:. 1126643, кл Е 02 В 3/02, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРИ 1 ЕТРОВ ПОТОКА ОТКРИТОГО РУСЛА(57) Использование; для определения скоростей потока воды по его глубине в открытом русле, Сущность изобретения: в поток русла погружат 0 т якорь 3 Изобретение относится к гидротехнике, а также к области подводных инженерных исследований. Оно может быть использовано для отределения профиля течения по глубине (скорости и направления течения) водоема - реки, прибрежного района моря или озера.Известны способы определения параметров подводного течения, которые заключаются в слежении за специальным буем либо в прямом измерении скорости течения. Для прибрежных инженерных работ, связанных с загрязнениями,выбросами сточных вод и заборами и выбросами электростанций, простейшим способом определения направления и скорости течения является слежение за 2с привязанной к нему гирляндой 4поплавков, Якорь 3 погружают с помощью каната 1 ступенчато на фиксированные глубины с определенным одинаковым шагом, Визуально определяютдлину плавающей на поверхности водычасти гирлянды 4, Предварительно вопытном бассейне на тех же фиксированных глубинах определяют длиныплавающей части гирлянды 4 при различных скоростях передвижения якоря 3,По определенным в русле плавающимчастям гирлянды 4 определяют скоростьперемещения якоря 3 в опытном бассейне, которую подставляют в математические выражения, и находят скоростьпотока водь 1 в русле на участке отисследуемого положения якоря до прдыдущего, 3 ил,буем, При этом используют свободно дрейфующий шест или плавучий якорь, фц который подвешивают под надводным (Я буем, Слежение за надводным буем осу- Я ществляют с берега или с плавсредства, (р Однако описанный способ является край- р не приближенным, ООПри проведении инженерных строи 1 тельньтх работ скоростьи найраВаение течений измеряют следующим образом, Погружают на необходимую глубинугидрометрическую вертушку, например, прямого считывания (вертушка фирмы "Брейсток"), по которой определяютскорость течения и его направлениеотносительно магнитного севера. Вертушку опускают с борта гидрографи175284 ческого судна через заранее опрепеленныеинтервалы глубины от поверхности до дна моря, Описанный способ с применением гидрометрической вертуш 5 ки требует более сложной техники и наличия оборудованного гидрографического судна. На мелких реках, в узких местах, вблизи берега пользоваться таким способом невозможно, 10Известен также способ определения параметров подводного течения, являющийся по своему выполнению наиболее близким (прототипом) к предлагаемому способу. Этот способ заключается в 15 том, что погружают в воду соединенные гибкой связью с"якорем маркированные поплавки и визуально контролируют всплывшие поплавки, Якори устанавливают на дне водоема на разных глубинах и пригружают их грунтом. Наблюдение за всплывшими поплавками дает возможность определить в каком, месте водоема произошел размыв грунта в результате действия на него подводного течения.Описанный способ мог бы быть ис 30 35 40 пользован для определения скоростии направления подводного течения посносу всплывших поплавков, однаковесьма ориентировочно, так как невозможно достаточно точно определить мес"то всплывшего поплавка и место расположения его якоря. Таким образом,пониженная точность определения скорости и направления подводного течения является недостатком известногоспособа.Целью изобретения является повышение точности определения скоростипотока воды,На Ьиг. 1 показана схема осуществления предлагаемого способа (вид сбоку); на фиг. 2 - то же (вид сверху;на фиг, 3 показан профиль скоростей 4подводного течения, определенный попредлагаемому способуПредлагаемый способ осуществляютв следующей последовательности.50На канате 1 погружают в воду сое"диненные гибкой связью 2 с якорем 3маркированные поплавки 4, На канате1 предварительно наносят маркировку,позволяющую определить длину егоучастка, погруженную в воду, Маркировку каната 1 производят с помощьюналожения марок, узлов или нанесением полос красителем, Маркированные, Скорость потока на участке между двумя соседними фиксированными глубинами определяют по следующим зависимостям. ссч= ч;сЧг Ь+(и)ЛЬЗ - Чл-Ь+(и) Л Ь 1п= где 7- скорость потока на участке от поверхности воды допервого положения якоря,м/с;скорость потока на участкеот пдо и положений якоря,м/с- глубина первого положенияякоря, м;- шаг погружения якоря, м; - полученная при испытаниях вопытном бассейне скоростьнабегающего потока для д-гоучастка между соседними положениями якоря, при которойдлина плавающей части гирлянды равна длине ее части,плавающей при измерениях в1) т с с4например, раскраской в разные цвета 1 или простановкой номеров поплавки 4 соедийяют гибкой связью 5 в гирлянду Длина гирлянды Е должна превышать глубину погружения якоря, Поплавки 4 изготавливают из пенопласта или сферопластика, что обеспечивает им достаточную плавучесть и прочность. Якорь 3 выполняют в виде обтекаемого тела, снабженного стабили=. заторами и изготовленного из тяжелого металла - чугуна, стали, свинца, Якорь 3 погружают ступенчато на ряд фиксированных значений глубины - сначала на глубину Ь, затем.последовательно на Ь + В Ь, Ь + 2 ЛЬЬ +пДЬ, до достижения необходимого предела глубины, на которой производят измерение скорости и направления течения. При этом для каждого фиксированного значения глубины погружения якоря визуальным контролем определяют длину 1, участка гирлянды поплавков 4, находящегося на поверхности воды, Этому способствует маркировка, нанесенная на поплавках 4, По известным значениям скоростей 7; определяют значения скоростей течения по глубине водоема на участках междуфиксироными значениями глубины Чф 7 фьИл5 1752848русле и при соответствующемпогружении якоря.Эти выражения получены из предположений, что скорость течения изменяется ступенями и постоянна на каждом.5участке, Если величина невелика, тотакое допущение не приводит к большойпогрешности,Например, при глубине водоема 10 мможно . принять Ь = 1 м, ДЬ = 1 м исчитать, что скорость течения на каждой ступени величиной 1 м неизменнаПри реальном профиле изменения скорости по глубине указанное допущение невызывает погрешности более 3-5%Эффективность предлагаемого способаопределяется тем, что при простотеприменяемого инструмента, по сравнениюс прототипом, повышается точность определения скорости и направления-подводного течения по глубине водоема,Способ, выполняемый в соответствии спрототипом, вообще не позволяет определить параметры подводного течения 25, Скорость течения на поверхности, водыможет быть определена с погрешностью30-50%, а направление течения - с йогрешностью до 10%. Погрешность жепредлагаемого способа не превьнпает 303-5%.Следует отметить, что предлагаемыйспособ удобен и прост, его можно осуществлять с лодки на реках вне зависимости от качества дна, опуская якорь ЛЬсверху.на желаемую глубину. .Ч нивают скорость потока на глубине погружения якоря, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения точности определения скорости потокаводы, поплавки прикрепляют к гибкойсвязи нафиксированных расстоянияхмежду ними с образованием гирлянды,длина которой превьппает максимальнуюглубину погружения якоря, после чегопроизводят ступенчатоепогружение яко-ря на фиксированные глубины с одинаковым шагом, затем для каждого положения якоря определяют по количествувсплывших поплавков длину плавающейна поверхности воды части гирлянды,а скорости потока на участке междудвумя соседними фиксированными глубинами определяют по следующим зависимостям сЧ = 7ф7,Ь + (о)ЬЬ 1 - 7 11 Ь+ (и)ЬдЬ пгде Ч,ЪЬ Формула изобретения Способ определения параметров 4 Опотока открытого русла, включающий погружение в поток воды маркированных поплавков, соединенных гибкой связью с якорем, и визуальный контролЬ всплывших поплавков, по которым оцескорость потока на участкеот поверхности воды до первого положения якоря, м/с; - скорость потока на участкеот идо и положенийякоря м/с;- глубина первого положенияякоря, м;- шаг погружения якоря, м;полученная прй испытанияхв опытном .бассейне скоростьнабегающего потока для 1-гоучастка между соседними положениями якоря, при которойдлина плавающей части гирлянды равйа длине ее части,плавающей при измерениях врусле и при соответствующемпогружении якоря.1752848 тор ков писно Производственно-издательский. комбинат "Патент". г,ужгород, ул, Гагарина Составитель М, Нисне Редактор Т. Никольская Техред М,Моргентал,1/ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская на открытиям при ГКНТ СССР д. 4/5