Так как эта формула справедлива только для равномерного движения, то для определения по ней расхода нужно разбить морфоствор на таком уча-стке реки, где вдоль по течению ширина потока и продольный уклон водной поверхности приблизительно постоянны. Формула для определения уклона реки позволяет точно вычислить этот параметр, используя высотные и расстояний.
Расчет уклона реки
И поэтому мы сейчас с вами попробуем определить уклон и падение рек по формулам. Расчет уклона с использованием формулы Для расчета уклона реки, сначала необходимо измерить вертикальное смещение и горизонтальное расстояние между двумя точками на реке. ИЗМЕРЕНИЕ УКЛОНОВ СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕК Уклон водной поверхности, который необходимо знать для выполнения гидравлических расчетов, — это наиболее.
Механизм течения рек
Уклон же рассчитывается по формуле (высота истока — высота устья) делить на длину реки. Берем формулу нахождения уклона реки. УКЛОН – отношение падения реки (в см) к ее длине (в км) I = Н: L, где I – уклон; H – падение; L – длина. Формула для расчета уклона реки очень проста.
Формула для вычисления уклона реки
- Как определить уклон реки? - Подборки ответов на вопросы
- Формула для вычисления уклона реки
- Уклоны поверхности реки
- Течение и расход воды в реках
- Калькулятор падения и уклона реки
Как определить и рассчитать уклон реки: детальное руководство
Запишите время, за которое пробка пройдет измеренное расстояние. Используйте полученные данные для расчета уклона реки. Имейте в виду, что измерение уклона реки с помощью этого метода не является абсолютно точным, так как множество факторов может влиять на результаты измерений. Но при правильном выполнении этого метода можно получить приближенное представление об уклоне реки. Данный метод является наиболее простым и доступным для измерения уклона реки. Однако, существуют и другие методы, такие как использование специальных геодезических инструментов и приборов, которые позволяют получить более точные и надежные данные. Инструменты для измерения уклона реки Один из самых распространенных инструментов — спиритовой уровень. Он состоит из стеклянной трубки с жидкостью, которая имеет узкое сужение в середине. Когда уровень пузырька в жидкости достигает равновесия, можно измерить уклон реки на основании показаний уровня. Другой вариант — лазерный нивелир.
Этот инструмент позволяет проводить измерения с помощью лазерного луча, который отражается от цели и возвращается назад. По времени, за которое пройдет лазерный луч, можно определить уклон реки. Также можно использовать теодолит, который работает по принципу оптического нивелира.
Это может быть загрязнение воды, изменение геоморфологии русла или воздействие гидроэлектростанций. Изучение этих факторов позволяет оценить их влияние на уклон реки и ее изменение со временем. Таким образом, гидробиология является важной наукой для расчета уклона реки и понимания ее динамики. Использование данных о видовом составе и разнообразии организмов помогает установить связь между биологическими и геоморфологическими процессами и определить особенности уклона и характер речной системы. Практическое применение рассчета уклона реки Рассчет уклона реки играет важную роль в различных сферах гидрологии, инженерии и экологии. Ниже представлены несколько примеров практического применения данного рассчета.
Проектирование водооснащения и организация водных биоценозов. Рассчет уклона реки позволяет определить ее уровень и скорость течения в различных участках. Эта информация необходима при проектировании систем водооснащения, таких как водозаборы и водопроводы, чтобы обеспечить достаточное давление воды для снабжения населения и промышленности. Кроме того, знание уклона реки позволяет оптимизировать распределение водных ресурсов и создать условия для развития водных биоценозов, таких как рыбные заповедники и аквариумы.
Площадь поперечного сечения канала рассчитывается по формуле Из уравнения 9. Таким образом, Ширину канала по дну можно подсчитать, воспользовавшись выражением 9. Однако до сих пор не учитывался уклон дна канала и его влияние на скорость. Это ограничение учитывается расчетными величинами b и h и формулой Маннинга Если значения n и S известны из условия задачи, то значение R следует определить Площадь поперечного сечения была ранее определена в 1,32 м2.
Длину смоченного периметра pw можно подсчитать из рис. Отсюда Подставляя в формулу 9. Поскольку уклон дна канала ограничен топографией местности, остается увеличивать поперечное сечение. Это можно выполнить различными способами, в нашем случае попробуем увеличить ширину канала по дну до 0,75 м. Во всех случаях смоченный периметр должен быть минимальным, тогда условия, выраженные формулой 9. Поскольку уклон дна канала не изменился, выражение 9. Смоченный периметр можно определить по формуле 9. Некоторые задачи можно решать непосредственно.
Метод последовательных приближений отнимает много времени. Практический опыт работы помогает сократить количество промежуточных этапов решения такого рода задач. Кроме того, существует много справочников, в которых приводятся значения b, h и S. Такие справочники позволяют существенно сократить время, затрачиваемое на подсчеты.
Скорости течения воды и распределение их по живому сечению Скорости течения в реках неодинаковы в различных точках потока: они изменяются и по глубине и по ширине живого сечения.
На каждой отдельно взятой вертикали наименьшие скорости наблюдаются у дна, что связано с влиянием шероховатости русла. От дна к поверхности нарастание скорости сначала происходит быстро, а затем замедляется, и максимум в открытых потоках достигается у поверхности или на расстоянии 0,2H от поверхности. Кривые изменения скоростей по вертикали называются годографами или эпюрами скоростей рис. На распределение скоростей по вертикали большое влияние оказывают неровности в рельефе дна, ледяной покров, ветер и водная растительность. При наличии на дне неровностей возвышения, валуны скорости в потоке перед препятствием резко уменьшаются ко дну.
Уменьшаются скорости в придонном слое при развитии водной растительности, значительно повышающей шероховатость дна русла. Зимой подо льдом, особенно при наличии шуги, под влиянием добавочного трения о шероховатую нижнюю поверхность льда скорости малы. Максимум скорости смещается к середине глубины и иногда расположен ближе ко дну. Ветер, дующий в направлении течения, увеличивает скорость у поверхности. При обратном соотношении направления ветра и течения скорости у поверхности уменьшаются, а положение максимума смещается на большую глубину по сравнению с его положением в безветренную погоду.
По ширине потока скорости как поверхностная, так и средняя на вертикалях меняются довольно плавно, в основном повторяя распределение глубин в живом сечении: у берегов скорость меньше, в центре потока она наибольшая. Линия, соединяющая точки на поверхности реки с наибольшими скоростями, называется стрежнем. Знание положения стрежня имеет большое значение при использовании рек для целей водного транспорта и лесосплава. Наглядное представление о распределении скоростей в живом сечении можно получить построением изотах - линий, соединяющих в живом сечении точки с одинаковыми скоростями рис. Область максимальных скоростей расположена обычно на некоторой глубине от поверхности.
Линия, соединяющая по длине потока точки отдельных живых сечений с наибольшими скоростями, называется динамической осью потока. Эпюры скоростей. Средняя скорость на вертикали вычисляется делением площади эпюры скоростей на глубину вертикали или при наличии измеренных скоростей в характерных точках по глубине VПОВ, V0,2, V0,6, V0,8, VДОН по одной из эмпирических формул, например Средняя скорость в живом сечении. Формула Шези Для вычисления средней скорости потока при отсутствии непосредственных измерений широко применяется формула Шези. Она имеет следующий вид: где Hср - средняя глубина.
Величина коэффициента С не является величиной постоянной. Она зависит от глубины и шероховатости русла. Для определения С существует несколько эмпирических формул. Приведем две из них: формула Манинга формула Н. Павловского где n - коэффициент шероховатости, находится по специальным таблицам М.
Переменный показатель в формуле Павловского определяется зависимостью. Из формулы Шези видно, что скорость потока растет с увеличением гидравлического радиуса или средней глубины. Это происходит потому, что с увеличением глубины ослабевает влияние шероховатости дна на величину скорости в отдельных точках вертикали и тем самым уменьшается площадь на эпюре скоростей, занятая малыми скоростями. Увеличение гидравлического радиуса приводит и к увеличению коэффициента С. Из формулы Шези следует, что скорость потока растет с увеличением уклона, но этот рост при турбулентном движении выражен в меньшей мере, чем при ламинарном.
Скорость течения горных и равнинных рек Течение равнинных рек значительно более спокойное, чем горных. Водная поверхность равнинных рек сравнительно ровная. Препятствия обтекаются потоком спокойно, кривая подпора, возникающего перед препятствием, плавно сопрягается с водной поверхностью вышерасположенного участка. Горные реки отличаются крайней неровностью водной поверхности пенистые гребни, взбросы, провалы.
Before getting started
Малыми значениями критической скорости объясняется турбулентный характер движения воды в речных потоках. По современным представлениям А. Караушев и др. Таким образом, наряду с общим движением потока можно заметить движение отдельных масс воды, в течение короткого времени ведущих как бы самостоятельное существование. Этим, очевидно, объясняется появление на поверхности турбулентного потока маленьких воронок - водоворотов, быстро появляющихся и так же быстро исчезающих, как бы растворяющихся в общей массе воды. Этим же объясняется не только пульсация скоростей в потоке, но и пульсации мутности, температуры, концентрации растворенных солей.
Турбулентный характер движения воды в реках обусловливает перемешивание водной массы. Интенсивность перемешивания усиливается с увеличением скорости течения. Явление перемешивания имеет большое гидрологическое значение. Оно способствует выравниванию по живому сечению потока температуры, концентрации взвешенных и растворенных частиц. Примеры кривой водной поверхности потока.
Эта сила, действуя постоянно, должна бы вызвать ускорение движения. Этого не происходит, так как она уравновешивается силой сопротивления, возникающей в потоке в результате внутреннего трения между частицами воды и трения движущейся массы воды о дно и берега. Изменение уклона, шероховатости дна, сужения и расширения русла вызывают изменение соотношения движущей силы и силы сопротивления, что приводит к изменению скоростей течения по длине реки и в живом сечении. Выделяются следующие виды движения воды в потоках: 1 равномерное, 2 неравномерное, 3 неустановившееся. При равномерном движении скорости течения, живое сечение, расход воды постоянны по длине потока и не меняются во времени.
Такого рода движение можно наблюдать в каналах с призматическим сечением. При неравномерном движении уклон, скорости, живое сечение не изменяются в данном сечении во времени, но изменяются по длине потока. Этот вид движения наблюдается в реках в период межени при устойчивых расходах воды в них, а также в условиях подпора, образованного плотиной. Неустановившееся движение - это такое, при котором все гидравлические элементы потока уклоны, скорости, площадь живого сечения на рассматриваемом участке изменяются и во времени и по длине. Неустановившееся движение характерно для рек во время прохождения паводков и половодий.
Схема к выводу уравнения Шези по А. Скорости течения воды и распределение их по живому сечению Скорости течения в реках неодинаковы в различных точках потока: они изменяются и по глубине и по ширине живого сечения. На каждой отдельно взятой вертикали наименьшие скорости наблюдаются у дна, что связано с влиянием шероховатости русла. От дна к поверхности нарастание скорости сначала происходит быстро, а затем замедляется, и максимум в открытых потоках достигается у поверхности или на расстоянии 0,2H от поверхности. Кривые изменения скоростей по вертикали называются годографами или эпюрами скоростей рис.
На распределение скоростей по вертикали большое влияние оказывают неровности в рельефе дна, ледяной покров, ветер и водная растительность. При наличии на дне неровностей возвышения, валуны скорости в потоке перед препятствием резко уменьшаются ко дну. Уменьшаются скорости в придонном слое при развитии водной растительности, значительно повышающей шероховатость дна русла. Зимой подо льдом, особенно при наличии шуги, под влиянием добавочного трения о шероховатую нижнюю поверхность льда скорости малы. Максимум скорости смещается к середине глубины и иногда расположен ближе ко дну.
Ветер, дующий в направлении течения, увеличивает скорость у поверхности. При обратном соотношении направления ветра и течения скорости у поверхности уменьшаются, а положение максимума смещается на большую глубину по сравнению с его положением в безветренную погоду. По ширине потока скорости как поверхностная, так и средняя на вертикалях меняются довольно плавно, в основном повторяя распределение глубин в живом сечении: у берегов скорость меньше, в центре потока она наибольшая. Линия, соединяющая точки на поверхности реки с наибольшими скоростями, называется стрежнем.
Протяженность участка реки для расчета уклона также оказывает влияние на точность результатов. Уровень воды на участке реки может быть значимым фактором, поскольку повышение уровня воды может изменить уклон реки. Он должен быть учтен в расчетах.
Графическое представление реки на карте позволяет визуально оценить ее уклон и помогает при проведении измерений. Формула расчета уклона реки Уклон реки, как правило, определяется с использованием формулы, которая позволяет вычислить разницу высоты между двумя пунктами на реке и расстояние между ними. С помощью этой формулы можно быстро вычислить уклон реки и оценить ее потенциал для использования в различных гидротехнических и инженерных проектах. Методы измерения уклона реки 1. Метод градиента Этот метод основывается на определении изменения высоты между двумя точками на реке и расчета градиента, то есть отношения изменения высоты к горизонтальному переходу между этими точками. Для измерения высоты используются специальные инструменты, такие как нивелиры или теодолиты. Результаты измерений позволяют определить уклон реки на выбранном участке.
Значения этих коэффициентов у разных рек отличаются и зависят от ландшафта местности, по которой движутся водные потоки. Чем круче рельеф, тем выше будут эти коэффициенты. Вычислить значения этих двух коэффициентов для Волги не составит труда. Для этого нужно знать три величины: общую протяженность водотока; высоту истока над уровнем моря; высоту устья над уровнем моря. Каково падение водоема? У каждого водного потока имеется свой свое начало и конец, при этом разница высоты между истоком и устьем и будет служить коэффициентом падения, который изменяется в метрах.
Стоит помнить, что значения этих показателей у одинаковых по величине водотоков могут быть совершенно разными. Формула и алгоритм расчета Для вычисления нам понадобятся значения высот истока и устья над уровнем моря. Эти значения можно посмотреть в специальной литературе, содержащей географические статистические данные. Также их можно вычислить самостоятельно, воспользовавшись GPS-навигатором, или просто посмотреть в интернете. Сколько составляет? Чтобы определить этот показатель для Волги, сначала необходимо выяснить, где расположены её исток и устье.
Читайте также: Кто такой голубой воришка и почему именно голубой Гидрографические карты предоставляют необходимые данные для определения уклона реки. Они позволяют гидрологам и другим специалистам анализировать топографическую структуру реки и делать выводы о ее характеристиках. Использование гидрографических карт для определения уклона реки является одним из наиболее надежных методов в гидрологии. Этот подход позволяет получать точные и надежные данные, которые могут быть использованы для различных целей, таких как прогнозирование наводнений, строительство гидротехнических сооружений или планирование использования водных ресурсов. Способы определения уклона реки по растительности Для определения уклона реки можно использовать данные о растительности. Растительность на берегах реки может быть различной в зависимости от уклона. Некоторые виды растений предпочитают более крутые склоны, тогда как другие предпочитают более пологие участки. Один из способов определения уклона реки по растительности заключается в изучении доминантных растений на ее берегах. Например, если на берегах реки преобладает растительность с фитомассой, пригнутое к берегам, это может указывать на пологий уклон реки.
Если же на берегах реки встречаются растительные образования с вертикальным расположением, это может указывать на крутой уклон реки. Еще одним способом определения уклона реки по растительности является изучение типового разреза берега. Растительность на берегу может меняться по мере изменения уклона реки. Например, при пологом уклоне на нижних отрезках реки можно встретить растения с длинными и густыми корнями, которые помогают крепить почву на склонах. На более крутых участках реки могут преобладать растения с корнями, расположенными ближе к поверхности почвы. Использование данных о растительности для определения уклона реки требует систематического анализа и сопоставления. Важно учитывать, что факторы, влияющие на растительность, могут быть разными и не всегда прямо связаны с уклоном реки. Поэтому необходимо учитывать все возможные факторы и сопоставлять их с данными о растительности для более точного определения уклона реки. Как рассчитать уклон реки с помощью инструментов?
Для определения уклона реки можно использовать различные инструменты. Одним из наиболее распространенных способов является использование градиента. Градиент представляет собой расчет изменения высоты на определенном участке реки. Для проведения рассчета уклона реки с помощью градиента необходимо выбрать две точки на реке, расположенные на определенном расстоянии друг от друга. Затем измеряется изменение высоты между этими точками. Высоту можно измерять с помощью специальных геодезических инструментов, таких как нивелир или уровень. Оно позволяет оценить скорость течения реки и ее способность преодолевать препятствия на своем пути. Важно отметить, что рассчет уклона реки с помощью градиента является приближенным методом и может быть неточным из-за влияния различных факторов, таких как изменение ландшафта и препятствия на пути реки. В заключение, рассчет уклона реки является важным аспектом гидрологических и географических исследований.
Использование градиента позволяет получить приближенное значение уклона, что позволяет оценить скорость течения реки и ее способность преодолевать преграды на пути. Использование спутниковых данных Для рассчета уклона реки с использованием спутниковых данных необходимо выполнить следующие шаги: Шаг 1: Получение спутниковых данных. Существуют различные спутниковые системы, которые предоставляют данные о топографии местности. Некоторые из них могут быть бесплатными, в то время как другие требуют платную подписку. Шаг 2: Обработка данных.
3.2. Определение уклона реки
Возьмем в качестве примера крупнейший водоток Европы — Волгу. Попробуем рассчитать падение и уклон реки. Волга течет в европейской части России, в пределах 15-ти субъектов федерации. Она неоднократно меняет свое направление. Это важнейшая водная артерия страны, крупнейшая река мира из числа тех водотоков, которые не впадают в море или океан.
Волга берет свое начало на Валдайской возвышенности, на высоте в 228 метров над уровнем моря. В пределах Астраханской области она впадает в Каспийское море. При этом устье расположено на высоте —28 метров. Таким образом, общее падение Волги — 256 метров.
Теперь рассчитаем уклон реки. Волга имеет общую протяженность 3530 км. При этом она собирает свои воды с огромной территории площадью 1,36 млн. Это в четыре раза больше, чем площадь Германии!
Эта информация может быть использована для более точного моделирования поверхностного стока и планирования различных инженерных проектов, таких как строительство гидроэлектростанций или ирригационных систем. Шаги по измерению падения реки Измерение падения реки может быть полезным для множества целей, включая определение скорости течения и планирование строительства гидроэнергетических установок. Вот несколько шагов, которые помогут вам измерить падение реки: Выберите участок реки: Выберите участок реки, на котором вы хотите измерить падение.
Участок должен быть протяженным и иметь достаточно явных признаков изменения высоты, таких как пороги, водопады или крутые берега. Закрепите точки измерения: Выберите две точки на участке реки, между которыми вы будете измерять падение. Одна из точек должна быть выше другой, чтобы у вас была возможность определить направление падения.
Измерьте расстояние: Измерьте горизонтальное расстояние между двумя точками, используя линейку или измерительную ленту. Запишите это расстояние. Измерьте высоту: Используя измерительный инструмент, определите разницу в высоте между двумя точками.
Запишите это значение. Помните, что падение реки может варьироваться на разных участках, поэтому для получения наиболее точных результатов рекомендуется производить несколько измерений на разных участках и усреднять полученные значения. Также следует обратить внимание на изменение высоты реки со временем, особенно в случае сезонных вариаций.
Формула расчета падения реки Существует несколько способов расчета падения реки, одной из самых простых и популярных формул является формула Маннинга: Измерьте расстояние между двумя точками на реке. Измерьте разность высот между этими точками. Разделите разность высот на расстояние между точками.
Полученное значение будет падением реки в этом участке. Формула Маннинга является приближенной и основана на предположении, что река имеет постоянное поперечное сечение и равномерной течение.
Эти приборы могут измерять высоту точек относительно точек базирования, что позволяет определить разность высот. Измерьте высоту начальной и конечной точек реки относительно точки базирования. Запишите полученные значения. Теперь, имея значения расстояния и высоты, можно приступить к расчету уклона реки.
Расчет производится в тех же единицах измерения, в которых были получены значения расстояния и высоты. Уклон реки представляет собой величину, выраженную в процентах или в градусах. Таким образом, имея данные о расстоянии и высоте реки, можно точно определить ее уклон и использовать эту информацию для различных инженерных и гидрологических расчетов. Как использовать измеренные данные для расчета уклона реки? Для расчета уклона реки необходимо провести измерение длины и высоты участка русла реки. После получения этих данных можно воспользоваться определенной формулой, чтобы вычислить уклон.
Этапы расчета уклона реки: Измерьте длину участка русла реки, используя длиномер. Измерьте разницу в высоте между начальной и конечной точкой участка с помощью клинометра или другого подходящего инструмента. Поделите разницу в высоте на длину участка русла реки, чтобы получить значение уклона в процентах. Используя данный метод, вы сможете определить уклон реки на заданном участке и использовать эту информацию для различных инженерных расчетов и проектов. Примеры расчета уклона реки Для наглядного примера расчета уклона реки рассмотрим следующую ситуацию: Даны две точки на реке: начальная Т1 и конечная Т2.
Если цифру падения разделить в см разделить на соответствующую длину в км , получим значение уклона реки. Как определить величину уклона? Уклон — это отношение превышения ВС к заложению АС и обозначается в текстовых документах буквой i. Разделите противолежащий катет вертикальное расстояние на прилежащий расстояние между точками. В чем выражается уклон реки?
Что такое величина падения реки?
Как рассчитать уклон реки
УКЛОН – отношение падения реки (в см) к ее длине (в км) I = Н: L, где I – уклон; H – падение; L – длина. Формула для определения уклона реки основывается на измерении вертикального и горизонтального расстояний. Формула для расчета уклона реки выглядит следующим образом: уклон = разница высот / расстояние. соотношение падения реки на определенном участке к длине данного участка,можно высчитать по формуле (уклон реки = падение реки (см):(разделить) на длину реки (км).