Методика и алгоритм расчета локальных параметров участка русла

Для расчета используются результаты съемок глубин в различных сечениях русла (рисунок 2.2).

а)

б)

Рисунок 2.2 - Глубины в различных сечениях русла и схема сечения

Схема сечения приведена на рисунке 2.2, где Z₀(x) – линия рельефа сечения русла, В – ширина зеркала водной поверхности. – координаты точек измерения глубин, H_i – измеренные глубины, где . Для каждого сечения вычисляются локальные параметры.

(2.1)

– площадь живого сечения. Здесь , Z₀(x) – функция, описывающая рельеф сечения, полученная в результате интерполяции. Для расчета формула (2.1) преобразуется к виду:

. (2.2)

Смоченный периметр (2.3) вычисляется по формуле (2.4):

, (2.3)

(3)

. (2.4)

Для вычисления гидравлического радиуса используется формула

(2.5)

При вычислении коэффициента Шези использована формула Маннинга в виде:

,

где n – коэффициент шероховатости участка русла.

Далее вычисляется модуль расхода:

. (2.6)

Расчеты по приведенным формулам проводятся для всех заданных сечений. В результате формируются исходные данные для расчета интегральных параметров русла.

В частности, среднего модуля расхода:

(2.7)

и модуля сопротивлений участков русла F_j. Здесь – количество участков русла.

Для расчета модуля сопротивления используется формула

. (2.8)

Таким образом, в результате выполнения алгоритма рассчитываются все необходимые параметры: площади живых сечений, модули расхода и модули сопротивления участков русла. Расчет производится с шагом, заданным пользователем. Для удобства анализа результаты выводятся в виде значений нормированных к бытовому уровню. Приведенный выше алгоритм реализован в виде программного модуля для информационной системы водных изысканий.