Bezpośrednie pomiary przepływu stosuje się przede wszystkim tam, gdzie objętość przepływu jest niewielka. Pomiary bezpośrednie wykonuje się za pomocą podstawionego naczynia, wycechowanego korytka wywrotnego lub wycechowanego przelewu pomiarowego najczęściej jest deska, a także za pomocą specjalnych budowli pomiarowych. Wielkość przepływu można także ocenić metodą pośrednią na podstawie wielkości przekroju hydrometrycznego i prędkości wody w tym przekroju. Objętość przepływu oblicza się jako iloczyn powierzchni przekroju poprzecznego i średniej prędkości wody w tym przekroju:
Q = F vśr
Powierzchnia przekroju jest funkcją napełnienia, prędkość średnia zależy od promienia hydraulicznego, spadku zwierciadła wody i szorstkości koryta.
Promień hydrauliczny Rh jest wielkością charakterystyczną dla danego przekroju poprzecznego cieku otwartego :
gdzie : A - pole przekroju przepływu , U - obwód zwilżony.
Głębokość (napełnienie) w przekroju poprzecznym mierzy się za pomocą sondowania. Prędkość wody mierzy się bezpośrednio za pomocą wytarowanych przyrządów (najczęściej młynka hydrometrycznego), jako pomiary punktowe zupełne lub też punktowe powierzchniowe.
Rys. 1. Przelew o dużej długości „kaczy dziób” w przekroju hydrometrycznym
Rys. 2. Koryto pomiarowe Parshala
Najprostszym pomiarem prędkości wody jest pomiar odcinkowy za pomocą pływaków. Pośrednio można także określić prędkość mierząc spadek zwierciadła wody i obliczając następnie prędkość za pomocą wzorów empirycznych. Zasady pomiarów są na ogół bardzo obszernie ujęte w dostępnej literaturze fachowej lub instrukcjach obsługi urządzeń pomiarowych. Wszystkie podane wyżej metody i zasady pomiarów bezpośrednich dotyczą przypadków, gdy zwierciadło wody płynącej układa się z jednakowym spadkiem. W praktyce spotykamy się jednak często z przypadkiem zmiennego spadku zwierciadła wody, uzależnionego od warunków, np. poboru wody (spiętrzenia zastawką, progiem itp.).
Fot. 1. Próg wodny w korycie rzeki
W takich przypadkach bezpośredni pomiar prędkości musi być uzupełniony pomiarem spadku, co umożliwia określenie krzywej tarowniczej przekroju dla różnych warunków ruchu wody. W celu obserwacji stanów wody i pomiarów przepływu wód powierzchniowych w odbiornikach, kanałach, jeziorach i zbiornikach wyznacza się przekroje hydrometryczne. Podstawowe przekroje hydrometryczne są zaopatrzone w stałe łaty wodowskazowe lub przyrządy samopiszące do rejestracji stanów wody.
Fot. 2. Łata wodowskazowa
Przekroje, w których pomierzono prędkości przepływu wody, powinny być utrwalone. Podstawowe przekroje hydrometryczne są zakładane na ciekach jako odbiornikach, głównych kanałach, zbiornikach oraz głównych kanałach przechwytujących i opaskowych. Pomocnicze przekroje hydrometryczne mają za zadanie okresową kontrolę stanów wody i pośrednio przepływów w nawiązaniu do obserwacji prowadzonych w przekrojach podstawowych. Przekroje pomocnicze lokalizuje się w węzłach sieci melioracyjnej, na odbiornikach II rzędu, w razie potrzeby na odbiorniku głównym między przekrojami podstawowymi oraz w miejscach przecinania kanałów przekrojami studzienek kontrolnych do pomiarów poziomów wód gruntowych.
Literatura :
- Bala W., Pichór W.: Organizacja i technologia robót melioracyjnych cz. 2. Materiał szkoleniowy. SITWM, Warszawa 1971,
- Kiełbik M.: Budownictwo wodne. T.I i II. PWRiL, Warszawa 1980,
- Marcilonek S.: Eksploatacja urządzeń melioracyjnych. PWRiL, Warszawa 1979,
- Pałys F., Smoręda Z.: Poradnik technika melioranta. PWRiL, Warszawa 1986,
- Zakaszewski C.: Melioracje rolne. PWRiL, Warszawa 1956.