Способ определения средней скорости речного и иного потока

 

СССР

X 58211

Класс 42е, 23Ä;

42о, 15

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госплана при СНК СССР

Н. В. Пикуш.

Способ определения средней скорости речного или иного потока.

Заявлено 8 марта 1940 года в ГУГМС за М 324.:.

Опубликовано 31 октября 1940 года.

Би,, ;„.: — ЯФф

Для целей проектирования, а также для гидрологических прогнозов часто весьма важно знать время добегания на том или ином участке реки или, что то же, среднюю скорость потока на данном участке (применительно к определению расходов воды). Эта задача практически с невысокой точностью решается при помощи инструментального определения скоростей в отдельных створах, применения поплавков, по передвижению паводочной волны и т. д., что, конечно, не всегда может удовлетворить запрос.

Более совершенным, по мнению изобретателя, является предлагаемый им способ, основанный на распространении звуковой волны в потоке и выполняемый следующим образом.

В верхнем створе участка реки производится выстрел, взрыв или т. п., звуковая волна которого в толще воды распространяется .во все стороны, в том числе и к нижнему створу. Так как в русле реки много извилин и препятствий, то звуковая, волна будет иметь сложную траекторию. Время вврыва и время прихода в нижний створ первой звуковой волны фиксируется в нижнем створе светоуловителем и звукоуловителем или другим способом. После этого звукоуловитель переносится в верхний створ, а источник звука в нижний створ и операция повторяется. При этомвремя Т> распространения звуковой волны вниз по реке будет меньше, чем время Т> распространения звуковой волны вверх.

Известно, что скорость распространения звука в среде зависит от ее состава, плотности, температуры и т. д., а в данном случае еще от рельефа и конфигурации русла, что, конечно, учесть не представляется возможным.

Но так как перечисленные факторы, влияющие на окорость звука, а равно и траектория звуковой волны (какая бы она зигзагообразная ни была), остаются одинаковыми при первом и втором испытаниях, то влияние их взаимно исключается и разность во времени прохождения звука сверху вниз и снизу вверх будет зависеть только от скорости потока. т,+Т2

Среднее время + - прохож2 дения звуковой волны будет поэтому соответс пвовать прохождению звука в стоячей воде при прочих равных условиях.

Скорость распространения звука — 2 Чу у.

4 вниз будет больше скорости распро- странения звука от нилснего к верхнему створу на удвоенную среднюю скорость потока, на данном участ-, J. L хе, т. е, -,— — — =2э, Т, Т,, откуда

2 Т, Т,) 1 (,Т, Т,) где v — средняя скорость потока, 1.— длина участка по оси потока.

Так как скорость звуковой волны в воде значительно больше, чем в воз- духе, т, е. 1400 †15 м/сек, то звуко- уловитель должен быть снабжен ча- совым механизмом высской точности,, фиксирующим сотые доли секунды.

Зная среднюю скорость потока, лет- ко определить среднее значение рас-, хода на данном участке по формуле:

Q = v F, где F — средняя площадь живого сечения.

Величину среднего живого сечения можно определить, исходя из объема

lV заполненного .водой русла, заклю-, ченного между верхним и нижним, створами, который легко найти, имея план с изобатами участка реки и длины участка. Тогда

Q=vF=v—

L или еслибы заменить через- -, где t— время пробега, то расход будет выражен так:

П редм е т из обретения.

Способ определения средней скорости речного или иного потока, отличаюи1ийся тем, что на одном пункте потока возбуждают (например, взрывом) в потоке звуковые колебания и одновременно замеряют на втором пункте, отстоящем от первого на достаточном расстоянии, момент взрыва и момент прихода звуковой волны по потоку, а затем повторяют о перацию, производя взрыв на втором пункте, а замер на первом пункте, с тем, чтобы по .разности получаемых при этом скоростей звука судить об измеряемой средней скорости течения.

Госпланиздат

Цена 40 коп, Отв. редактор П. В. Никитин Техред А. И. Хрощ

М 39258 Тип. «Печатный Двор», зак. № 61б ЪЪ вЂ” 525