Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς...

47
Ζαΐμης Γεώργιος

Transcript of Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς...

Page 1: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Ζαΐμης Γεώργιος

Page 2: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Συγκεντρωμένα τα όργανα μέτρησης ταχύτητας και στάθμης

Σημαντική η επιλογή της θέσης της

Επηρεάζει την αξιοπιστία των μετρήσεων

Οι γενικές αρχές είναι

Page 3: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Οι γενικές αρχές είναι Κοίτη εγκλωβισμένη

Βραχώδη πρανή και κοίτη (όταν δυνατόν)

Ευθύγραμμη κοίτη (όσο μεγαλύτερη, ανάντη και κατάντη)

Σταθερή κλίση (ούτε διάβρωση, ούτε απόθεση)

Προσπελάσιμοι (οποιεσδήποτε συνθήκες)

Page 4: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Οι γενικές αρχές είναι Όχι κοντά διασταύρωση ρέματος

Όχι ζώνη υδροηλεκτρικού σταθμού

Μεγαλύτερο εύρος διακύμανσης στάθμης

Εξασφαλίζεται η μονιμότητα της

Κοντά στα τεχνικά έργα

Page 5: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Συνήθως με μυλίσκο

Αριθμό μεταλλικών κοιλοτήτων σε κατακόρυφο άξονα

Σύστημα κινείται γύρω από τον άξονα του μέσα σε κινούμενο νερό

Ταχύτητα ανάλογη των περιστροφών

Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακόρυφος

Page 6: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 7: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακόρυφος

Περιστροφές μετατρέπονται σε ηχητικά σήματα

Ταχύτητα νερού και αριθμός περιστροφών, γραμμική σχέση

V = α + β n

Σταθερές προσδιορίζονται από τον κατασκευαστή

Page 8: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Τοποθέτηση μυλίσκων Γέφυρες

Συρματόσχοινα

Βάρκες (< 1,5 m3/s

Ταυτόχρονα υπολογίζεται η

επιφάνεια ροής

Ράβδος ή καλώδιο μυλίσκου υποδιαιρέσεις συνήθως ανά 10 cm

Page 9: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 10: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 11: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 12: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 13: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμήμετρο

Σταθμηγράφος

Page 14: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμήμετρο

Κοίτη εύκολα προσπελάσιμη

Κατακόρυφος δοκός

Μεταλλική και ορθογώνική διατομή

Πήχης με υποδιαιρέσεις εκατοστά ή δέκατα του μέτρου

Στάθμη επιτόπια ανάγνωση του πήχη

Μόνιμο παρατηρητή

Μέτρηση κάθε πρωί

Κατάλληλες θέσεις τεχνικά έργα

Page 15: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 16: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 17: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμογράφοι

Αυτογραφικά όργανα

Συνεχείς μετρήσεις καταγράφει όλες τις διακυμάνσεις στάθμης

Σε θέσεις μη εύκολα προσπελάσιμες

Page 18: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμογράφοι

Τυπική Διάταξη Κατακόρυφο φρεάτιο: κυκλικό ή ορθογώνιο, μεταλλικό ή

οπλισμένο σκυρόδεμα, 50 cm από πυθμένα κοίτης

2 ή 3 σωλήνες ενώνουν φρεάτιο με μέσο ρέματος, μικρής διαμέτρου μεταφέρουν στιγμιαίες μεταβολές λόγο κυματισμού. Μήκος σωλήνων <5 m σχεση 1:50, >5 m σχεση 1:25

Page 19: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμογράφοι

Τυπική Διάταξη Σύστημα καθαρισμού. Δοχείο με νερό απόπλυση

σωλήνων. Γεμίζει χειροκίνητη αντλία

Πάνω από φρεάτιο, σταθμηγραφικός μηχανισμός. Αποτελείται από πλωτήρα συνδεμένος με καλώδιο με αντίβαρο, καταγραφή στο χαρτί μεταβολές.

Σύγχρονοι dataloggers αποθηκεύουν πληροφορίες modem από Περιφερειακή στη Κεντρική Μονάδα.

Page 20: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Σταθμηγράφος

Page 21: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 22: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Υδραυλικές τεχνικές κατασκευές που χρησιμοποιούνται για την ρύθμιση και μέτρηση της ροής του νερού για ανοιχτούς αγωγούς.

Μικρές παροχές εκχειλιστές λεπτής στέψης

Απλή μορφή, λεία επίπεδη πλακά και λεπτή στέψη.

Ορθογωνική, τριγωνική, τραπεζοειδή, παραβολική.

εκχειλιστές ευρείας στέψης ή φραγματα

Page 23: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 24: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 25: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 26: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 27: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 28: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Ανάλογα με την επέκταση της στέψης

Καθολικούς ή εκχειλιστές χωρίς πλευρική συστολή

Μερικούς ή εκχειλιστές με πλευρική συστολή.

Page 29: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

ΑΝΑΛΟΓΑ με την κατάσταση ροής και θέση υπερχειλίζουσας φλέβας Ελεύθεροι εκχειλιστές με ελεύθερη φλέβα νερού

Ελεύθεροι εκχειλιστές με προσκολλημένη φλέβα νερού

Βυθισμένοι

Page 30: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 31: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές) Παράγοντες που επηρεάζουν τη ροή του νερού πάνω από

τον εκχειλιστή:

1. Το ύψος του νερού πάνω από τη στέψη

2. Το ύψος του εκχειλιστή

3. Η πίεση κάτω από τη φλέβα του νερού

Πολύ δύσκολη πρόβλεψη της ροής νερού με απλή εξίσωση

Page 32: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Για απλή εξίσωση ροής νερού παραδεχόμαστε:

1. Κατανομή της ταχύτητας ανάντη του εκχειλιστή

ομοιόμορφη

2. Όλα τα μόρια νερού κινούνται οριζόντια πάνω από τη στέψη

3. Η πίεση στη φλέβα του νερού είναι η ατμοσφαιρική

4. ΑΜΕΛΗΤΕΑ, επίδραση ιξώδους, τυρβώδους, δευτερευουσών ροών καθώς και της επιφανειακής τασης.

Page 33: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 34: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 36: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Εκχειλιστές (υπερχειλιστές)

Page 37: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Μετρητές Parshall Κομμάτι ανοιχτού αγωγού

Διαμορφωμένου να μετρά παροχή νερού

Κυμαίνεται κλάσμα του λίτρου, εκατοντάδες κυβικά μετρά το δευτερόλεπτο.

Μικροί πλάτος λαιμού από 2,5 cm μέχρι 2,4 m

Μεγάλοι πλάτος λαιμού από 3 m μέχρι 15 m

Page 38: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Μετρητές Parshall

ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Λειτούργει με ακρίβεια, όταν διαθέσιμο φορτίο πολύ

μικρό

2. Επηρεάζεται ΛΙΓΟ από την ταχύτητα προσπέλασης

3. Μετρά με καλή ακρίβεια ακόμη και όταν ο μετρητής βυθισμένος

4. Ταχύτητα ροής στο μετρητή ακόμη και μεγάλη δεν υπάρχει κίνδυνος πρόσχωσης από φερτά υλικά

Page 39: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Μετρητές Parshall

Page 40: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Μετρητές Parshall

Page 41: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Μετρητές Parshall

Page 43: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές
Page 44: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Στάθμη-Παροχή

Page 45: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Στάθμη-Παροχή

Page 46: Τεχνική Υδρολογία Κεφάλαιο 1 · 2014. 11. 21. · Ακριβείς μετρήσεις, άξονας απολυτά κατακ fρυφος Περιστροφές

Απαραίτητες σε πολλές περιπτώσεις η εκτίμηση μέγιστης παροχής (αιχμής) χωρίς να μετρηθεί

Καμπύλες στάθμης-παροχής συνήθως μεγάλο σφάλμα.

Χρησιμοποιήσει ιχνών που μένουν μετά από πλημμύρα.

Εξίσωση Manning

ν = (1/n) R2/3 S1/2