Новые технологии и средства

Рисунок 12 – Схема устройства для измерения
средней скорости течения воды в открытых водотоках 
Рисунок 13 – Схема устройства для измерения средней скорости 
течения воды в открытых водотоках (вид А
-
А)
 

---

91 
Устройство включает две гидрометрические рейки 1 и 2, закреплен-
ные своими нижними концами в узле соединения 3 и жестко связанные пе-
ремычкой 4, установленной на некотором расстоянии от узла соединения 3, 
с образованием острого угла между гидрометрическими рейками 1 и 2. 
Узел соединения 3 шарнирно связан с продольным брусом-опорой устрой-
ства 5, передний конец которого связан пружинами 6 с перемычкой 4. 
Гидрометрические рейки устройства имеют одинаковую штриховую 
меру длины, что позволяет производить визуальный съем информации 
с гидрометрических реек и выполнять расчет средней скорости воды в вер-
тикальном сечении потока без изменения положения элементов устройства 
в русле водотока. Для учета наклона дна русла водотока (например, боко-
вые стенки канала трапецеидального сечения) производится предваритель-
ная корректировка вертикальной ориентации гидрометрических реек отно-
сительно дна русла водотока. 
Ориентация гидрометрических реек 1 и 2 в вертикальной плоскости 
обеспечивается механизмом поворота, выполненным в виде поперечной 
арочнообразной направляющей 7, опирающейся своими концами на дно 
русла. По направляющей 7 перемещается конец связующего стержня 8 
с возможностью фиксации на ней. Противоположный конец связующего 
стержня 8 жестко связан с задним концом продольного бруса-опоры уст-
ройства 5. 
Устройство работает следующим образом. Перед помещением уст-
ройства в водоток устанавливается положение механизма вертикальной 
ориентации гидрометрических реек в зависимости от профиля дна и боко-
вых откосов русла водотока. После помещения устройства в поток воды 
с условием устойчивого размещения продольного бруса-опоры устройст-
ва 5 на дне русла водотока, на гидрометрические рейки 1 и 2 будут оказы-
вать гидродинамическое воздействие пропорциональное скорости течения 
воды и отклоняющие гидрометрические рейки 1 и 2 по направлению пото-
ка. Пружины 6, связывающие перемычку 4 с продольным брусом-опорой 

---

92 
устройства 5, за счет растяжения противодействуют изменению начально-
го положения гидрометрических реек 1 и 2. С повышением скорости пото-
ка увеличивается гидродинамическое воздействие на гидрометрические 
рейки 1 и 2, которое еще более изменяет их положение, соответственно 
увеличивая противодействие пружин 6.
Средняя скорость течения воды по глубине в вертикальном сечении 
потока определяется по формуле: 
h
K
V


,
 
 
 
 
(10) 
где K – коэффициент соответствия, определяемый при градуировке уст-
ройства; 
h

– разность отсчетов уровня воды по первой и второй гидрометри-
ческим рейкам. 
Повышение точности измерения средней скорости течения воды и 
упрощение эксплуатации устройства достигается независимостью процес-
са измерения от текущего уровня воды в русле водотока, введением упру-
гой связи измерительного элемента с продольным брусом-опорой устрой-
ства и применением механизма регулирования их вертикальной ориента-
ции, что расширяет диапазон измерения средней скорости течения воды и 
эксплуатационные возможности устройства по применению его на руслах 
водотоков различных конфигураций. 
Описанные конструкции устройств для измерения скорости воды по-
зволяют применять одноточечный способ определения расхода воды в от-
крытых руслах каналов [22, 104, 147]. Автором ведутся работы по совер-
шенствованию устройств в части улучшения метрологических характери-
стик и обеспечения возможности автоматизации получения данных о па-
раметрах водного потока и их дистанционной передаче на ЦДП.