Metodo dell'area di pendenza: concetto e selezione della portata
Leggi questo articolo per conoscere il concetto di metodo di misurazione dell'area di scarico della pendenza e la selezione della sua portata.
Concetto di metodo dell'area di pendenza:
Quando non è possibile effettuare misurazioni dirette soprattutto durante le inondazioni, il metodo dell'area di pendenza è il metodo di misura indiretto più comunemente usato. In questo metodo la scarica viene calcolata sulla base di un'equazione di flusso uniforme che comprende caratteristiche del canale, profilo della superficie dell'acqua e un coefficiente di rugosità. Il calo del profilo superficiale dell'acqua per una portata uniforme del canale rappresenta le perdite causate dalla ruvidità del letto. L'equazione di Manning ben nota viene utilizzata in questo metodo. Lo scarico è dato dall'equazione.
Q = 1 / n AR 2/3 S 1/2
Dove Q è scarico in cumec
A è l'area della sezione trasversale in m 2
R è il raggio medio idraulico
S è la pendenza di attrito, e
n è il coefficiente di rugosità
Sebbene l'equazione di Manning sia stata sviluppata per un flusso uniforme, si presume che sia valida per portate non uniformi che si incontrano in caso di canale naturale.
La pendenza di attrito S da utilizzare nell'equazione di Manning è data dalla seguente relazione:
S = h f / L = Δ h + Δh v - K (Δh v ) / L
Dove Δh è la differenza di elevazione della superficie dell'acqua nelle due sezioni
L è la lunghezza della copertura
Δh v è u / s testa di velocità meno testa di velocità d / s e
k (Δh v ) è la perdita di energia dovuta all'accelerazione o alla decelerazione in una portata contraente o in espansione (k essendo il coefficiente)
È difficile valutare correttamente il valore del coefficiente k. Quindi il valore di S è calcolato come segue:
Usando l'equazione di Manning la quantità (1 / n A. R 2/3 ) è chiamata convogliamento ed è denotata da una lettera maiuscola K. Il trasporto per ogni sezione del fiume sarà diverso. Il valore medio del trasporto è stato quindi assunto come media geometrica dei valori di trasporto delle due sezioni su entrambe le estremità della portata L selezionata. Lo scarico è quindi dato dall'equazione.
Q = √K 1 K 2 S
Selezione della portata per il metodo dell'area di pendenza:
È molto necessario selezionare una portata adeguata per la misurazione dell'area di pendenza.
I seguenti punti devono essere presi in considerazione nella scelta della portata:
io. Ci dovrebbero essere buoni marchi di alta marea disponibili se i calibri del personale non sono disponibili per dare un riscontro.
ii. Le portate dovrebbero essere il più possibile uniformi perché è difficile calcolare correttamente il coefficiente k per valutare la perdita o il guadagno della velocità.
iii. È desiderabile avere una portata in cui il flusso è confinato ad un singolo canale trapezoidale in modo che il singolo valore di n possa essere usato per l'intera sezione.
iv. Nel complesso, la sezione trasversale dovrebbe essere il più uniforme possibile. L'approfondimento improvviso del letto, le costrizioni, le espansioni, ecc., Non dovrebbero essere presenti.
v. La lunghezza della copertura non deve essere inferiore a 75 volte la profondità media nel canale.
VI. La caduta del profilo dell'acqua nella portata deve essere uguale o superiore alla velocità della testa.
vii. La caduta della portata non dovrebbe normalmente essere inferiore a 15 cm.
Problema 1:
Durante una grave alluvione non è stato possibile misurare effettivamente lo scarico di un fiume.
Il sito di scarico è stato visitato in un secondo momento e sono stati raccolti i seguenti parametri di sezione:
(i) La lunghezza del tratto tra le sezioni 1-1 e 2-2 era di 120 m.
(ii) La differenza di marea alta era di 0, 97 m.
(iii) L'utilizzo del metodo dell'area inclinata calcola la portata massima che ha attraversato il fiume.
