Вимірювання швидкостей течії за допомогою вертушок

Для вимірювання швидкостей течії не тільки на поверхні, але і на глибині в будь-якій точці живого перетину русла застосовується особливий прилад - вертушка.

Вертушка складається з трьох основних частин: лопатей Л, корпусу В і хвостовій частині С.

Прилад занурюється в воду, самовстановлюється за допомогою хвостової частини лопатями проти течії. Лопаті при цьому під напором проточної води починають обертатися.

Особливий лічильник, встановлений в корпусі вертушки, замикає струм в електричному ланцюзі, в яку включений дзвінок, через певне число оборотів. Спостерігаючи за секундоміром проміжок часу між двома сигналами, можна встановити швидкість течії води, оскільки між числом оборотів вертушки і цією швидкістю є залежність.

Ця залежність встановлюється досвідом заздалегідь в спеціальних гідравлічних лабораторіях, що називається таріровкой приладу.

При малій швидкості v течії води залежність між нею і числом оборотів вертушки має складне вираз виду:

При швидкостях, що перевищують зазвичай 1,0-1,5 м / сек, ця залежність стає більш простий: v = dn.

У деяких сучасних вертушках (ІВХ) вдалося отримати таку легкість ходу, що швидкість течії води і при малій величині її визначається також з останнього виразу.

При тарировке визначаються коефіцієнти а, b, с і d і до вертушці додається сертифікат, в якому наводяться вищевказані залежності і дається графік цієї залежності.

Іноді замість графіка дається таблиця швидкостей течії в залежності від числа обертів.

Виробництво вертушок налагоджено при багатьох інститутах, що займаються питаннями гідрометрії. Найбільш відомі вертушки лабораторії гідросилових установок (лагу) при Інституті водного господарства в Москві, вертушка Жестовская і ін.

Додаткове обладнання

Для спостережень за швидкостями течії за допомогою вертушки, крім самої вертушки, потрібно і інше обладнання.

При глибинах води в річці, що не перевищують 4-5 м, вертушка опускається на певну глибину за допомогою розміченій на дециметр штанги.

Вертушка прикріплюється або до кінця штанги і з нею опускається до потрібної глибини, або штанга (завзята) ставиться на дно річки, а вертушка переміщається по ній і закріплюється на потрібній глибині.

В останньому випадку вертушка піднімається і опускається тросом за допомогою спеціальної лебідки, обладнаної лічильником глибин (рис. 75):

Якщо глибина води велика, то вертушка підвішується до тросу, який натягується вантажем обтічної форми (рис. 76):

Останнім часом вертушку встановлюють часто на сам вантаж, що дозволяє ставити її ближче до дна річки.

Для установки вертушки в будь-якій точці живого перетину річки будують на козлах тимчасовий поміст або працюють з човна або плоту.

Обидва ці способу застосовні при малій глибині річки і швидкості течії води до 1 м / сек. При великій глибині річки застосовується гідрометричних поміст. який настилається між двома однаковими взаємно жорстко пов'язаними човнами (рис. 77):

При роботі з вертушкою на великих річках користуються моторними катерами. які в момент спостережень встановлюються на якорі.

На гірських річках з швидкою течією вимірювання вертушкою проводяться люльки. переміщається над річкою по сталевому тросу. Таку люльку також зручно підвісити до фермам існуючого моста.

Середня швидкість течії річки

Щоб отримати середню швидкість течії річки в даному живому перерізі, необхідно визначати швидкості в різних місцях по ширині русла і на різній глибині.

Стрімка лінія, що йде від поверхні води до дна річки в точці спостереження на створі, називається вертикаллю.

Таких вертикалей призначають від 3 до 17 в залежності від ширини річки; число вертикалей прийнято призначати непарних.