На распределение скоростей течения по глубине

Кроме шероховатости дна еще одни фактор оказывает влияние на форму графика распределения скоростей течения по глубине: неравномерность движения потока (рис.7). Если поток сужается и ускоряется вдоль русла (конвективное ускорение положительное), то распределение скоростей течения по глубине делается более равномерным, и профиль скоростей выравнивается. При переливе потока через запруду на ее гребне распределение скоростей течения по глубине становится почти равномерным. Если поток расширяется и замедляется вдоль русла (конвективное ускорение отрицательное), то неравномерность распределения скоростей течения по глубине увеличивается, профиль скоростей "вытягивается".

Рис. 7 Распределение скоростей течения по вертикали по опытам Э.В.Залуцкого (1966):

1 – равномерный, 2 – замедленный, 3 – ускоренный поток.

К. В. Гришанин (1990) отмечает, что при неравномерном движении потока (и при его ускорении, и при замедлении) придонные скорости течения изменяются сильнее средней. При больших отрицательных ускорениях (при резком увеличении глубины) скорость течения у дна может даже стать обратной, а поток оторваться от дна, как, например, ниже крупной донной гряды, порога и других местных препятствий. Гришанин также замечает, что при резком расширении потока увеличивается и константа Кармана (вплоть до величины c=0,75).

Влияет на вертикальное распределение скоростей и неустановившийся характер движения потока. Опыты О.Ф.Васильева и В.И.Квона (1966) показали, что при движении прямой положительной волны ( >0, >0, <0) скорости течения по вертикали выравниваются, а при движении прямой отрицательной волны ( <0, <0, >0) распределение скоростей течения по глубине становится более неоднородным. На реках с относительно медленными изменениями гидравлических характеристик потока отклонения эпюр распределения скоростей течения во время паводков от эпюр, свойственных установившемуся движению, невелики и гидрометрическим путем не улавливаются.

Как отмечает К.В.Гришанин (1979), чем больше шероховатость русла и силы трения в потоке, тем слабее проявляется влияние неравномерного и неустановившегося движения на распределение скоростей течения по глубине русла.

Дата добавления: 2015-11-13