فصل چهارم: هيدرومتري و روشهاي آن

استفاده از منحني سنجه يا تاراژ :
به رابطه حاكم براي محاسبه دبي از ارتفاع آب در يك مقطع مشخص از كانال يا رودخانه رابطه دبي – اشل ويا منحني سنجه مي گويند . براي پيدا كردن يك رابطه معني دار بين تراز آب ودبي مي بايست ايستگاه اندازه گيري آب در محلي انتخاب شود كه در آنجا برگشت (Back water ) و فروكش آب ( draw down ) آب متاثر از سازه ها ، پيچ و خم رودخانه و اثر جذرو مد دريا وجود نداشته باشد . در غير اين صورت لازم است منحني سنجه را براي هر حالت جداگانه تفكيك كرد .
بطور كلي به ازاي يك تراز مشخص ، دبي در هنگام روند افزايشي ارتفاع آب رودخانه بيشتر از حالت فروكش آن است و علت آن وجود پديده ذخيره كانالي (channel storage ) و تغييرات شيب اب هنگام حركت موج هاي سيلابي در طول بازه مي باشد . در اين حالت منحني سنجه آب به شكل عدسي مانند در مي آيد .
منحني پوش رابطه دبي – ارتفاع به شكل تقريباً سهموي و فرمول زير است :
 

كه در اين رابطه :
Q : دبي
H : ارتفاع آب
a.b.c : ظرايب ثابت هر ايستگاه مي باشند . a ممكن است مثبت و يا منفي بوده و با روش آزمون و خطا طوري انتخاب مي شود كه H – a روي محور لگاريتمي خطي مستقيم ايجاد كند . در حقيقت a تقاطع صفراشل با ارتفاعي است كه در آن دبي صفر است .

 
Log Q = log c + b log (H – a)

يعني : Y = A + BX
توصيه مي شود كه از نرم افزار curve expert براي اين منظور استفاده شود .

ليمنوگراف يا آبنگار (Leminograph):
ليمنوگراف ابزار ثباتي است كه تغييرات تراز اب را در فواصل زماني مشخص ثبت مي نمايد . اندازه گيري در يك چاهك انجام مي شود كه طبق قانون ظروف مرتبط به رودخانه متصل است . تغييرات سطح اب شناور و كابل مربوطه را تغيير مي دهد و منجر به ثبت تغييرات تراز آب مي شود . بسته به مدل دستگاه اين تغييرات بر روي كاغذ يا بصورت ديجيتالي ثبت و يا مخابره مي شوند .
شرايط لازم جهت ايجاد ايستگاه هاي آب سنجي :
• - مسير رودخانه يا آبراهه در فاصله تقريبي 100 متر مستقيم باشد.
• - بستر رودخانه پايدار باشد و فرسايش و رسوب در آن صورت نگيرد.
• - كف بستر كاملاً كاناليزه باشد و تمامي دبي از مقطع كنترل عبور كند. محل انتخابي نبايد جائي باشد كه كناره ها ثابت باشد و در مواقع سيلابي از محل ديگري بگذرد.
• - حاشيه حتي المقدور فاقد درخت و درختچه باشد تا سيلاب براحتي عبور نمايد در غير اينصورت در طرح احداث ايستگاه پيش بيني ديوار مصنوعي انجام شود.
• - خطر سيل بردگي ادوات را تهديد نكند.
• -ايستگاه از نظر امنيتي محل مساعدي داشته باشد.
• - ايستگاه از جذر ومد يا برگشت آب تقاطع انشعابات رودخانه اي به دور باشد.
• - مقطع انتخابي به گونه اي باشد كه حداقل دستكاري در سيستم رودخانه اي انجام شود.
سازمان هواشناسي جهاني جدول زير را براي حداقل تراكم ايستگاههاي هيدرومتري تعيين نموده است:

نوع منطقه سطح حداقل پوشش دهنده هر ايستگاه به كيلومتر مربع توضيحات
ساحلي 2750 -----------
كوهستاني 1000 بطور متوسط براي هر 500 متر اختلاف ارتفاع يك ايستگاه توصيه مي شود
دشتي 1875 ----------
تپه ماهوري 1875 ------------
جزاير كوچك 3000 -----------
مناطق قطبي 20000 اين موضوع براي همه مناطق صادق نيست
مناطق بياباني 20000 ------------

7- استفاده از روش هاي تجربي براي برآورد دبي
گاهي اوقات كه نياز به برآورد دبي مي باشد اما امكان اندازه گيري وجود ندارد برآورد مقداري براي دبي از روش هاي تجربي ضرورت پيدا مي كند . دقت اين روش ها از اندازه گيري به روش هاي ديگر پائين تر است . در اين روش ها از معادلات تجربي چون فرمول مانينگ و شزي بهره گرفته مي شود . در اين دو رابطه كه براي جريان هاي يكنواخت ارائه شده اند فرض بر اين است كه در بازه انتخابي سطح آب موازي با شيب انرژي است . بهتر است بازه انتخابي شرايط زير را تامين نمايد :
- طول بازه بزرگتر از 75 برابر عمق متوسط آب باشد .
- طول بازه بيش از 300 باشد
- طول بازه بزرگتر از پنج برابر پهناي رودخانه باشد .
معادله مانينگ ( يك پژوهشگر ايرلندي ) به صورت زير است :


 

كه در آن :
Q : دبي بر حسب متر مكعب بر ثانيه
N : ضريب مانينگ كه از جداول مخصوص تعيين مي شود ( كتاب هيدروليك )
R : شعاع هيدروليكي كه از رابطه

( A سطح مقطع و p پيرامون خيس شده است )

معادله شزي ( يك پژوهشگر فرانسوي ) نيز براي برآورد دبي قابل استفاده است :

Q = C RS

كه به جز c كه ضريب شزي است باقي پارامترها ( فراسنجه ) همان پارامترهاي فرمول قبلي هستند . چندين روش براي بدست آوردن ضريب شزي در كتب هيدروليك موجود مي باشد كه يكي از آنها روش هندروسون (1966) است :

در فرمول فوق :
R : شعاع هيدروليكي
n : ضريب زبري است .

 

همچنين نگاه كنيد به روشهاي ديگر اندازه گيري آب ....

ليمنوگراف يا آبنگار

 روش هاي سرعت – سطح مقطع

 استفاده از مولينه يا جريانسنج

 استفاده از جسم شناور

  استفاده از رديابها

  روش هاي حجمي

 روش هاي اندازه گيري جديد

 روش شيب – سطح (روشهاي تجربي)

 

 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