Slope-Area-Methode: Konzept und Auswahl der Reichweite

Lesen Sie diesen Artikel, um mehr über das Konzept der Abflussmessung und die Auswahl der Reichweite zu erfahren.

Konzept der Slope-Area-Methode:

Wenn es nicht möglich ist, direkte Messungen insbesondere bei Fluten durchzuführen, ist die Neigungsflächenmethode die am häufigsten verwendete indirekte Messmethode. Bei diesem Verfahren wird der Abfluss auf der Grundlage einer gleichförmigen Strömungsgleichung berechnet, die Kanaleigenschaften, das Wasseroberflächenprofil und einen Rauheitskoeffizienten umfasst. Der Abfall des Wasseroberflächenprofils für einen gleichmäßigen Kanalabstand repräsentiert Verluste durch Bettrauheit. Bei dieser Methode wird die bekannte Manning-Gleichung verwendet. Die Entladung ist durch Gleichung gegeben.

Q = 1 / n AR ^2/3 S ^1/2

Wo Q in cumec entladen wird

A ist Querschnittsfläche in m ²

R ist der mittlere hydraulische Radius

S ist die Reibungsneigung und

n ist der Rauheitskoeffizient

Obwohl die Manning-Gleichung für einen gleichmäßigen Fluss entwickelt wurde, wird angenommen, dass sie für nicht einheitliche Reichweiten gilt, die im Fall eines natürlichen Kanals auftreten.

Die in der Manning-Gleichung zu verwendende Reibungsneigung S ergibt sich aus folgender Beziehung:

S = h _f / L = ∆ h + ∆h _v - K (∆h _v ) / L

Wo ∆h der Unterschied in der Wasseroberflächenerhöhung in den beiden Abschnitten ist

L ist die Länge der Reichweite

∆h _v ist u / s Geschwindigkeitskopf minus d / s Geschwindigkeitskopf und

k (∆h _v ) ist Energieverlust aufgrund einer Beschleunigung oder Verzögerung in einer kontrahierenden oder expandierenden Reichweite (k ist der Koeffizient)

Es ist schwierig, den Wert des Koeffizienten k richtig einzuschätzen. Der Wert von S wird also wie folgt berechnet:

In der Manning-Gleichung wird die Menge (1 / n A. R ^2/3 ) als Beförderung bezeichnet und mit einem Großbuchstaben K bezeichnet. Die Beförderung für jeden Abschnitt des Flusses ist unterschiedlich. Der Mittelwert der Beförderung wurde daher als geometrisches Mittel der Beförderungswerte der beiden Abschnitte an beiden Enden der ausgewählten Reichweite L genommen. Der Abfluss ist somit durch die Gleichung gegeben.

Q = √K ₁ K ₂ S

Auswahl der Reichweite für die Hangflächenmethode:

Es ist sehr wichtig, eine geeignete Reichweite für die Messung der Neigungsfläche zu wählen.

Folgende Punkte müssen bei der Auswahl der Reichweite berücksichtigt werden:

ich. Es sollten gute Hochwassermarken vorhanden sein, wenn keine Personaldurchmesser zur Verfügung stehen, um eine Spuranzeige zu geben.

ii. Die Reichweiten sollten so einheitlich wie möglich sein, da es schwierig ist, den Koeffizienten k korrekt zu berechnen, um den Geschwindigkeitsverlust oder die Geschwindigkeitszunahme zu bestimmen.

iii. Es ist wünschenswert, eine Reichweite zu haben, in der der Fluss auf einen einzelnen trapezförmigen Kanal begrenzt ist, so dass ein einzelner Wert von n für den gesamten Abschnitt verwendet werden kann.

iv. Über die gesamte Reichweite sollte der Querschnitt so gleichmäßig sein, wie es praktisch möglich ist. Plötzliche Vertiefung des Bettes, Verengungen, Erweiterungen usw. sollten nicht vorhanden sein.

v. Die Reichweite sollte nicht weniger als das 75-fache der mittleren Tiefe im Kanal betragen.

vi. Der Wasserfall in der Reichweite sollte gleich oder größer als der Geschwindigkeitsunterschied sein.

vii. Der Fall in der Reichweite sollte normalerweise nicht weniger als 15 cm betragen.

Problem 1:

Während einer schweren Überschwemmung war es nicht möglich, den Abfluss eines Flusses tatsächlich zu messen.

Die Entladungsstelle wurde zu einem späteren Zeitpunkt besucht und die folgenden Abschnittsparameter wurden erfasst:

(i) Die Reichweite zwischen den Abschnitten 1-1 und 2-2 betrug 120 m.

(ii) Der Unterschied der hohen Wassermarken betrug 0, 97 m.

(iii) Mit der Neigungsflächenmethode wird der höchste Abfluss berechnet, der durch den Fluss geführt wurde.