Slope-Area Metode: Koncept og udvælgelse af rækkevidde
Læs denne artikel for at lære om begrebet hældningsområde målemetode for udledning og valg af rækkevidde.
Koncept af slope-område metode:
Når det ikke er muligt at foretage direkte måling, især under oversvømmelser, er hældningsarealmetoden en mest anvendt indirekte målemetode. Ved denne metode beregnes udladning på basis af en ensartet strømningsligning, der involverer kanalegenskaber, vandoverfladeprofil og en ruhedskoefficient. Dråbet i vandoverfladeprofilen for en ensartet rækkevidde af kanalen repræsenterer tab forårsaget af søjlehudhed. Den velkendte Mannings ligning anvendes i denne metode. Udledningen er givet ved ligning.
Q = 1 / n AR 2/3 S 1/2
Hvor Q er udledning i cumec
A er tværsnit i m 2
R er hydraulisk middelradius
S er friktionshældning, og
n er ruhedskoefficient
Selvom Mannings ligning blev udviklet til ensartet strømning, antages det at være gyldigt for ikke-ensartede rækker, der opstår i tilfælde af naturlig kanal.
Friktionshældningen S, der skal anvendes i Mannings ligning, er givet ved følgende forhold:
S = h f / L = Δh + Ahh - K (Ahh) / L
Hvor Ah er forskellen i vandoverfladen i de to sektioner
L er længden af rækkevidden
Δh v er u / s hastighedshoved minus d / s hastighedshoved og
k (Δh v ) er energitab som følge af acceleration eller deceleration i en kontraherende eller ekspanderende rækkevidde (k er koefficient)
Det er vanskeligt at korrekt vurdere værdien af koefficienten k. Så værdien af S beregnes som følger:
Ved brug af Mannings ligning kaldes mængden (1 / n A. R 2/3 ) transport og betegnes med et stort bogstav K. Transporten for hver del af floden vil være anderledes. Middelværdien af transporten er derfor blevet taget som et geometrisk gennemsnit af transportværdierne for de to sektioner i begge ender af den valgte rækkevidde L. Udladningen er således givet af ligningen.
Q = √K 1 K 2 S
Udvælgelse af rækkevidde for slope-område metode:
Det er meget nødvendigt at vælge en passende rækkevidde for hældningsområde måling.
Følgende punkter skal tages i betragtning ved valg af rækkevidde:
jeg. Der bør være gode høje vandmærker til rådighed, hvis personalemålere ikke er tilgængelige for at give måleposter.
ii. Målene skal være så ensartede som muligt, fordi det er vanskeligt at korrekt beregne koefficient k for at vurdere hastigheden hovedtab eller gevinst.
iii. Det er ønskeligt at have en rækkevidde, hvor strømmen er begrænset til en enkelt trapezformet kanal, således at den enkelte værdi af n kan anvendes til hele sektionen.
iv. Over hele rækken skal tværsnittet være så ensartet som praktisk muligt. Pludselig uddybning af seng, indsnævringer, udvidelser mv. Bør ikke være til stede.
v. Længden af rækkevidde bør ikke være mindre end 75 gange gennemsnitsdybden i kanalen.
vi. Vandprofilens fald i rækkevidde skal være lig med eller større end hastighedshovedet.
vii. Faldet i rækkevidde bør normalt ikke være mindre end 15 cm.
Problem 1:
Under en alvorlig oversvømmelse var det ikke muligt faktisk at måle udledningen af en flod.
Afladningsstedet blev besøgt på et senere tidspunkt, og de følgende sektionsparametre blev indsamlet:
(i) Længden af rækkevidde mellem sektionerne 1-1 og 2-2 var 120 m.
(ii) Forskellen på højvandsmærker var 0, 97 m.
(iii) Beregning af hældningsareal beregner den højeste udledning, der passerer gennem floden.
