Průtoky. Q t Proteklé množství O (m 3 ) objem vody, který proteče průtočným profilem daným průtokem za delší čas (den, měsíc, rok)

Transkript

1 PRŮTOKY

2 Průtoky Průtok Q (m 3 /s, l/s) objem vody, který proteče daným průtočným V profilem za jednotku doby (s) Q t Proteklé množství O (m 3 ) objem vody, který proteče průtočným profilem daným průtokem za delší čas (den, měsíc, rok) O Q. t Odtok x odtoková výška objem vody (m 3 ), odteklý z povodí x tlouštka vrstvy vody (mm), kterou by daný odtok vytvořil na ploše povodí Specifický průtok q m 3 /(s.km 2 ), l/(s.km 2 ) - objem vody v průměru odteklý z jednotky plochy za jednotku času q V P. t Důležité přepočty : 1 den = s 1 průměrný měsíc = 30,5 dne = 2, s 1 rok = 31, s 1 průměrný rok = 365,25 dne = 31, s

3 Základní charakteristiky odtoku Určení proteklého množství O za den z průměrného denního průtoku Q d O m s Q m s Odtok za průměrný měsíc (30,5 dní) ,5 s Q m s O m d Odtok za 1 rok (365 dní) O Odtok za průměrný rok (365,25 dní) m 31, s Q m s , s Q m s O m r

4 Základní charakteristiky odtoku Odtoková výška z proteklého množství 3 O m mm 2 Pkm Proteklé množství z odtokové výšky h o m 1000 h mm P km O o m 3 mm km m10 m 10 m Průměrný roční průtok z roční odtokové výšky Q m s 1000 h 3 1 o r 6 2 mm P km 31, s

5 Základní charakteristiky odtoku Průměrný roční specifický odtok z roční odtokové výšky q h mm o m s km r 3 31,53610 s Roční výška h o zprůměrného ročního specifického odtoku h o 1 2 mm q l s km 31, 536 r

6 Charakteristika pohybu vody Průtoky vody se v přirozených tocích mění podle množství spadlých srážek s proměnlivou dotací ze spodních vod s teplotou sucha Pohyb neustálený pro výpočet nepoužitelný, ale vyskytuje se nejčastěji průtoky se neustále mění v závislosti na čase ustálený - jen v poměrně krátkých časových obdobích průtok se prakticky nemění nerovnoměrný - vlivem - proměnlivého sklonu dna -různým příčným profilem -různou drsností koryta rovnoměrný - pro výpočet nejlepší jen v krátkých úsecích- důsledek sklonu a nerovností dna (drsnosti koryta) Laminární proudnice jednotlivých částic se neprotínají Turbulentní proudnice se protínají vodní víry spirálový tok v meandru

7 Tento obrázek nyní nelze zobrazit. Příčný profil koryta toku Průtočný profil je část příčného řezu korytem, kterým protéká voda P - plocha průtočného profilu B - šířka průtočného profilu O - omočený obvod délka omočené části průtočného profilu R - hydraulický poloměr (rádius) R P O

8 Pohyb vody v otevřeném korytě V průtočném profilu je rychlost u dna téměř 0 u hladiny není max max je těsně pod hladinou nad nejhlubším místem toku Příčný profil s vykreslenými izotachami Q = v.s 0,78 0, 93 ve svislici v s v Rozdělení rychlosti v s max Rozdělení povrchových rychlostí v v s p 0,8 0,95

9 Určení a vyhodnocení průtoků Přímým měřením Měřením bodových (místních) rychlostí Pitotovou trubicí Hydrometrickou vrtulí Měřením průměrné průřezové rychlosti Plováky Chemickým měřením Výpočtem empirickými vzorci Hydraulickými způsoby

10 Přímé měření průtoku Měrné nádoby alespoň 3 měření času Q V t Automatické sklopné nádoby

11 Určení průtoků změření bodových rychlostí Používá se kde nemůžeme měřit přímo průtoky (velké průtoky, nedostatek sklonu apod.) musíme mít dostatečný počet měření v průtočném profilu při známé ploše průtočného profilu koryta použijeme tzv. rovnice kontinuity Q = v. S

12 Určení průtoků změření bodových rychlostí Žhavený drátek tenký Pt nebo W drátek žhavený el. proudem Pitotova trubice (1717) 2 v h v 2gh 2g Pitotova trubice h POUŽITÍ V LABORATORNÍM MĚŘÍTKU v

13 Určení průtoků změření bodových rychlostí HYDROMETROVÁNÍ Hydrometrické vrtule podle orientace osy svislá osa vodorovná osa podle velikosti malé střední těžké podle způsobů upevnění na tyči malé hloubky na laně (závaží) Citlivost vrtule závisí na tvaru na stoupání šroubovice čím větší stoupání, tím rychleji se vrtule otáčí na průměru propeleru

14 Určení průtoků změření bodových rychlostí Hydrometrická vrtule vodorovná osa svislá osa svislá osa tárování vrtule v = α + β.n s

15 Určení průtoků změření bodových rychlostí Měření 3 tyče dlouhé 1,5 m vespod destička proti zaboření do bahna vrtule 5 cm od konce tyče rychlosti v rozmezí 0,02-0,03 až 5 m/s výběr bodů požadovaná přesnost ukazatel směru

16 Určení průtoků změření bodových rychlostí Vrtule na laně Torpédo pro větší rychlosti z mostu nebo loďky kg velké rychlosti hluboké toky hmotnost 100 kg a více cos l h l h vychylování směrem proudu protizávěs h l h cos l

17 Určení průtoků změření bodových rychlostí Hlavní zásady pro měření vrtulí 1. Měrný profil přímý úsek pravidelné dno kolmo na směr proudění 2. Znalost průtočného průřezu sondovací svislice zaměření dna sondovacími tyčemi 3. Vzdálenost sondovacích svislic (jejich počet) měrné lano značky po 5, 10 až 100 cm (0 je na levém břehu) vzdálenost sondovacích svislic malé toky cm (do šíře toku 5 m) střední toky 1 2 m (1 m při šířce toku 5 20 m) velké toky 5 10 m 4. Počet bodů ve svislici největší vzdálenost bodů ve svislici 1 m hustěji při povrchu a u dna 5. Doba měření v jednotlivých bodech s (alespoň 4 signály) Úplné měření Neúplné měření 5 bodů 3 body 2 body 1 bod dno 0,2 H 0,2 H 0,2 H 0,4 H 0,4 H 0,4 H 0,8 H 0,8 H 0,8 H povrch

18 Určení průtoků z měření bodových rychlostí

19 Určení průtoků změření bodových rychlostí Hydrometrická torpéda pro větší rychlosti

20 Určení průtoků změření bodových rychlostí

21 FlowTracker pracuje na Dopplerovském principu provedení 2D nebo 3D měří rychlosti a automaticky vyhodnocuje průtoky

22 senzor Ultrazvukový průtokoměr ADCP Rio Grande směr proudění v vody odrazná částice (výrobce RD Instruments, USA) RiverSurveyor (výrobce RD Instruments, USA) Průtok vyhodnocen v programu Agila 1834 m 3.s -1 (