فصل چهارم: هيدرومتري و روشهاي آن


 مولينه (current meter )
جريانسنج يا مولينه ابزاري است كه براي اندازه گيري سرعت آب استفاده مي شود . اين ابزار سرعت آب را از طريق برقراري رابطه اي با تعداد دور اندازه گيري شده در يك فاصله زماني مشخص بدست مي دهد .
دو نوع متداول مولينه عبارتند از :
1- نوع فنجاني و يا داراي محور عمودي بر جهت جريان آب ( cup type )
2- نوع پره اي و ياآ _ اوت و يا محور افقي ( propeller type )
نوع فنجاني بيشتر در آمريكا كاربرد داشته و به آشفتگي جريان حساسيت دارد . ساختار آن به گونه اي است كه در برابر جريان مقاومت بيشتري نسبت به نوع آ_ اوت نشان مي دهد . اما در عوض در جريان هاي با سرعت كم نيز قابل استفاده است . آشغال و گياهان اثر نامطلوبي بر اين نوع جريان سنج دارند و دور كاسه مي پيچند .
مولينه هاي سري پره اي عموما" در اروپا كاربر د دارند . لازم به توضيح است كه در حال حاضر بيشتر وسايل اندازه گيري ايران براي هواشناسي و هيدرو متري آلماني و اروپايي مي باشند . مولينههاي پره اي براي اندازه گيري سرعت هاي بالا مناسب هستند و حساسيت كمتري نسبت به گياهان نشان مي دهند ، مقاومت آنها در برابر جريان نيز كمتر از نوع فنجاني است مدلهاي جديد مولينه ديجيتالي بوده و بطور مستقيم سرعت آب را نشان مي دهند و نيازي به شماره تعداد دور و زمان نمي باشد .
رابطه خطي بين سرعت آب (v ) و تعداد دور محور مولينه (n ) وجود دارد كه بشكل زير است :

V = a +bn

تكنيك هاي اندازه گيري سرعت آب (Water Measurement Techniques)

روش انتگراسيون عمقي :
در اين روش مولينه با سرعت يكنواخت و در نقاط تعيين شده در آب پائين برده مي شود سپس به تدريج بالا آورده مي شود . سرعت ثابت مورد نظر بايد كمتر از 5 درصد سرعت متوسط آب ( حدودا" 4 سانتيمتر بر ثانيه ) باشد . در اين روش بيشتر در كانال هاي با عمق كمتر از 3 متر و سرعت آب كمتر از يك متر بر ثانيه قابل استفاده است .
 روش اندازه گيري نقطه اي :
سرعت آب در نقاط مختلف يك كانال يا آبراهه تغيير مي كند . لذا براي آوردن يك سرعت قابل قبول براي يك مقطع كه مي خواهيم دبي آن را محاسبه نمائيم نياز به استفاده از تكنيك هاي اندازه گيري نقطه اي آب است ، روش هاي مختلف متداول براي اين ذيلا" ذكر شده است .
روش يك نقطه اي :
در آبراهه هاي كم عمق ( كمتر ازcm 60 ) با اندازه گيري سرعت آب در فاصله 0.6 عمق از سطح آب سرعت آب را محاسبه مي نمايند .
چنانچه سرعت در عمق متوسط اندازه گيري شود سرعت متوسط از فرمول زير محاسبه خواهد شد .

V=V0.6

چنانچه سرعت در عمق متوسط اندازه گيري شود سرعت متوسط از فرمول زير محاسبه خواهد شد :


V=0.96V0.9

روش دو نقطه اي ( براي عمق 60 سانتيمتر تا سه متر )
در اين روش سرعت متوسط با توجه به سرعت در عمق0.2 و عمق 0.8 محاسبه مي شود :


 

 روش سه نقطه اي ( براي عمق سه تا شش متر )
در اين روش سرعت در نقاط 0.8 ,0.6 , 0.2 از سطح اندازه گرفته مي شود و با استفاده از فرمول هاي زير سرعت متوسط محاسبه مي شود .

   يا

 

 روش پنج نقطه اي :
در اين حالت سرعت متوسط بر اساس سرعت در نقاط با 0.8 ,0.6 .0.2 ، سرعت سطحي ( V) و سرعت در كف بستر (Vb) اندازه گيري مي شود . اين روش براي رودخانه هاي با عمق بيش از 6 متر توصيه مي شود .


اندازه گيري دبي در رودخانه ها و آبراهه هاي طبيعي با مولينه :
در آبراهه هاي طبيعي و رودخانهها كه داراي شكل مقطع منظم هندسي نيستند توزيع سرعت نيز يكسان نيست ، لذا سرعت متوسط ذكر شده در بخش ها قبل صرفاً به ازاء يك عمق و فاصله مشخص از رودخانه قابل قبول است . سرعت آب در يك مقطع عرض هم در سطح و هم در عمق تغيير مي كند . لذا براي داشتن يك سرعت متوسط از سرعت آب در مقطع بايد از روش هاي متداول بهره گرفت .
الف ) روش ميانگين مقطع (men section method )
ب ) روش مقطع مياني يا ميان مقطع ( mid section method )
ج ) روش خطوط هم سرعت
 



 

الف ) روش مقطع متوسط يا ميانگين مقطع
در اين حالت دبي هر يك از بخش هاي واقع در بين محور عمودي مقاطع فرض از حاصل ضرب ميانگين سرعت در ميانگين عمق واصله بين بين دو محور عمودي بدست مي آيد . شكل مقاطع بصورت ذوزنقه خواهد بو د ولي در مقطع اول و آخر به صورت مثلث خواهد شد .


ب ) روش ميان مقطع :
در اين مورد دبي هاي جزئي در مقاطع محاسبه مي شوند و هر يك از دبي ها با يك عمق و دو عرض جزئي مشخص مي شوند . دبي جزئي از فرمول زير محاسبه مي شود :


ج ) روش خطوط هم سرعت :
در صورتيكه در سرعت در تعداد نقاط زيادي از آبراهه را داشته باشيم به نحوي كه بتوان خطوط هم سرعت را ترسيم نمود از اين روش براي محاسبه دقيق دبي استفاده مي شود . همان طور كه ذكر شد سرعت آب در يك مقطع عرض هم در سطح و هم در عرض متغير است . بنابرين دقيق ترين روش محاسبه دبي اندازه گيري آن به روش خطوط هم سرعت است . سرعت در نزديكي بستر به علت اصطكاك كاهش يافته و متناسب با ارتفاع افزايش مي يابد اما در نزديكي سطح آب با كاهش مختصر ديگري روبرو مي شود .
براي محاسبه دبي به روش خطو ط هم سرعت لازم است مساحت بين دو خط هم سرعت (Ai ) و سرعت متوسط بين دو خط هم سرعت را داشت و از معادله زير استفاده نمود :


مطالعات نشان داده است كه پرفيل سرعت تابعي نمائي به شكل V = V1hn است ، n ضريبي است كه براي رودخانه ها نزديك به 1.7 است

 توجه:
© به موجب قانون حقوق مولفين، كليه  حقوق مادي و معنوي اين اثر الکترونيکي براي نويسنده  (خدايار عبداللهي) محفوظ است.  هرگونه كپي برداري، نقل قول، تبديل به قالب هاي ديگرو... بدون ذكر منبع ممنوع است. در اختيار گذاشتن  رايگان اين اثر صرفاً  براي استفاده هاي علمي بوده  و توزيع تجاري آن بدون مجوز صاحب اثر غير قانوني مي باشد.                                             


| آغازفصل| فهرست|بازگشت | صفحه اصلي