जल प्रवाह की गति सबसे कम है। नदी के प्रवाह की गति. नदी का प्रवाह और प्रवाह। नदियों में जल की हलचल. आंदोलन के प्रकार

निर्धारण हेतु नदी में जल प्रवाहअभी भी निर्धारित करने की आवश्यकता है औसत नदी प्रवाह गति. यह विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है:

1. सतह तैरती है;
2. अधिकतम गति से;
3. हाइड्रोमेट्रिक पोल या पोल का उपयोग करना;
4. गहरी फ़्लोट्स का उपयोग करना;
5. हाइड्रोमेट्रिक टर्नटेबल्स।

सतही फ्लोटों का उपयोग करके नदी के प्रवाह की गति का निर्धारण।

नदी का एक सीधा भाग चुनने के बाद,

• हम दोनों बैंकों पर जोड़े में, एक के पीछे एक, 8 स्लैट्स (मील के पत्थर) स्थापित करते हैं;
• स्लैट्स की प्रत्येक जोड़ी को नदी के प्रवाह की दिशा के लंबवत रखा जाना चाहिए;
• एक जोड़ी बनाने वाले स्लैट्स के बीच की दूरी सभी जोड़ियों के लिए समान होनी चाहिए (उदाहरण के लिए, प्रत्येक 5 मीटर)।

इस प्रकार, हम चार खंड स्थापित करते हैं: I - प्रारंभिक, II - ऊपरी, III - मुख्य, IV - नदी का बहाव।

ये खंड एक दूसरे से समान दूरी पर स्थित हैं, जिनका मूल्य नदी के आकार पर निर्भर करता है, उदाहरण के लिए, एक दूसरे से 15 मीटर की दूरी पर।

फ़्लोट्स फेंकने से पहले, आपको काम का प्रारंभ समय रिकॉर्ड करना होगा, और ख़त्म होने के बाद - काम का अंत समय; फिर कार्य परिवेश पर ध्यान दें:

1. गेजिंग स्टेशन पर नदी की स्थिति (स्वच्छ, कुछ स्थानों पर वनस्पति से आच्छादित);
2. मौसम की स्थिति (स्पष्ट, बादल, कोहरा, बारिश);
3. हवा की विशेषताएं (शांत, कमजोर, मध्यम, मजबूत; बहाव के विपरीत, बाएं या दाएं किनारे से);
4. प्रवाह सतह की विशेषताएं (शांत, लहरदार, खुरदरी)।

नदी के प्रवाह की गति पर हवा का विशेष रूप से बहुत प्रभाव पड़ता है: यह प्रवाह की गति को बढ़ाती है (पूंछ वाली हवा) या कम करती है (मुख्य हवा), इसलिए, प्रवाह की गति निर्धारित करने में अधिक सटीकता के लिए, सुधार किए जाते हैं। संशोधन प्रस्तुत करने के लिए विशेष तालिकाएँ हैं।

इसके बाद, पर्यवेक्षकों को लक्ष्य पर रखकर, आप फ़्लोट्स फेंकना शुरू कर सकते हैं। फ्लोट्स का उपयोग आमतौर पर हलकों के रूप में किया जाता है, सूखे लॉग से 10-25 सेमी के व्यास और 5-6 सेमी की मोटाई के साथ काटा जाता है ताकि फ्लोट नदी पर बेहतर दिखाई दे, इसे सफेद रंग से रंगा जाता है, और कभी-कभी चमकदार लाल. यदि नदी छोटी है, तो आप अपने आप को तीन से पांच तैरने तक सीमित कर सकते हैं।

प्रक्षेपण स्थल पर, झांकियाँ क्रमिक रूप से फेंकी जाती हैं: पहले दाहिने किनारे के करीब, फिर नदी के मध्य तक, फिर बाएँ किनारे के करीब।

शीर्ष द्वार पर एक संकेत दिया गया है। जब फ्लोट लक्ष्य पर होता है, तो मुख्य लक्ष्य पर खड़ा पर्यवेक्षक समय को चिह्नित करता है, यानी स्टॉपवॉच शुरू करता है या बस दूसरे हाथ से घड़ी पर समय नोट करता है। जब फ्लोट गेट से होकर गुजरती है तो निचले गेट पर खड़ा पर्यवेक्षक मुख्य द्वार पर मौजूद पर्यवेक्षक को संकेत देता है और वह स्टॉपवॉच बंद कर देता है या घड़ी पर समय नोट कर लेता है। फ्लोट्स की गति की गति निर्धारित करने के लिए, नीचे दी गई तालिका का उपयोग करके अवलोकन करना अधिक सुविधाजनक है।

यदि फाटकों के बीच की दूरी 15 मीटर है, तो ऊपरी और निचले फाटकों के बीच की दूरी 30 मीटर के बराबर होगी। हम लॉन्च गेट से नदी के विभिन्न स्थानों पर बारी-बारी से चार फ्लोट फेंकते हैं (यानी, पहले पहला फ्लोट; जब यह पूरी तरह से चला जाता है, तो हम दूसरा फेंकते हैं और आदि) और वह डेटा प्राप्त करते हैं जो नीचे दी गई तालिका में लिखा गया है।

फ्लोट नं.

फ्लोट पथ (एम)

फ़्लोट स्ट्रोक अवधि (सेकंड)

वर्तमान गति (एम/सेकंड)

औसत सतह वर्तमान गति (एम/सेकंड)

हम फ्लोट के पथ को उसकी गति के समय से विभाजित करते हैं और फ्लोट की गति का पता लगाते हैं, और वर्तमान की औसत गति निर्धारित करने के लिए, हम सभी फ्लोट्स की गति को जोड़ते हैं और उनकी संख्या से विभाजित करते हैं।

अधिकतम सतह गति के आधार पर छोटी नदियों की औसत गति का निर्धारण।

हम उच्चतम गति Vmax को सुधार कारक K से गुणा करते हैं, जो नदी तल की खुरदरापन की डिग्री पर निर्भर करता है। परिणामस्वरूप, हमें नदी की औसत गति प्राप्त होती है। बोल्डर तल वाली पहाड़ी नदियों के लिए, K = 0.55, बजरी तल वाली नदियों के लिए, K = 0.65, असमान रेतीले और मिट्टी वाले तल वाली नदियों के लिए, K = 0.85। उदाहरण के लिए, यदि K = 0.75, तो हमारे उदाहरण में औसत गति

वाव = 0.75-0.65 - 0.49 मीटर/सेकंड।

हाइड्रोमेट्रिक पोल या स्टेक का उपयोग करके औसत प्रवाह दर निर्धारित करना।

ऐसा करने के लिए, नदी के किसी दिए गए खंड के लिए न्यूनतम गहराई से कम लंबाई वाला एक हाइड्रोमेट्रिक पोल लें, अन्यथा पोल उथले पानी में फंस जाएगा। इस आकार का एक पत्थर एक खंभे से बांध दिया जाता है ताकि हाइड्रोमेट्रिक ध्रुव पानी से थोड़ा ऊपर निकल जाए, और इसकी गति नदी के विभिन्न बिंदुओं पर उसी तरह निर्धारित की जाती है जैसे सतह पर तैरने के साथ की जाती है; औसत गति ज्ञात कीजिये. इस मामले में, औसत गति सतही नहीं होगी, बल्कि लाइव सेक्शन के साथ होगी, लेकिन अधिक सटीकता के लिए, सूत्र का उपयोग करके सुधार पेश किया जाना चाहिए:

जहां H पानी की सतह से नीचे तक नदी की औसत गहराई है, h हाइड्रोमेट्रिक पोल की विसर्जन गहराई है, v एक निश्चित गति है।

गहरी फ़्लोटों का उपयोग करके औसत गति का निर्धारण।

इस विधि का उपयोग करके गति निर्धारित करने के लिए, आपको दो बोतलें लेनी होंगी। बोतलों को एक रस्सी से एक दूसरे से बांधा गया है, जिसकी लंबाई अध्ययन की जा रही नदी की गहराई पर निर्भर करेगी। एक बोतल (नीचे) को पानी से भर दिया जाता है और कॉर्क से सील कर दिया जाता है; दूसरी बोतल (ऊपर) में इतनी मात्रा में रेत डाली जाती है कि उसकी गर्दन का केवल एक हिस्सा पानी के ऊपर हो, और उसे भी सील कर दिया जाता है।

शीर्ष बोतल को देखकर दोनों बोतलों की औसत गति ज्ञात कीजिए। दो बोतलों का उपयोग करके, आप निचली बोतल की गहराई के बराबर एक निश्चित गहराई पर गति भी निर्धारित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम किसी दिए गए खंड में नदी की एक निश्चित गहराई पर गति निर्धारित करना चाहते हैं। फिर, नीचे की बोतल को 0.2 घंटे की गहराई (जहाँ h नदी की गहराई है) से बाँधकर, हम पहले दो बोतलों की औसत गति निर्धारित करते हैं - ऊपर और नीचे, यानी। वीसीपी, और सतह फ्लोट का उपयोग करके हम औसत सतह वेग Vav.pov निर्धारित करते हैं

और सूत्र का उपयोग करके आवश्यक गति ज्ञात करें:

वी 0.2 एच = 2 वाव - वाव.पोव

यह विधि गहराई पर भी गति निर्धारित कर सकती है: 0.4 घंटे; 0.6 घंटे; 0.8 घंटे; इस प्रकार, हम लाइव सेक्शन पर औसत गति का पता लगा सकते हैं। ऐसा करने के लिए, आपको सभी पांच गतियों को जोड़ना होगा और 5 से विभाजित करना होगा:

अवलोकनों से पता चलता है कि वर्तमान वेग नदियों के क्रॉस-सेक्शन में असमान रूप से वितरित हैं। वे या तो सबसे मुक्त सतह पर या उससे थोड़ी गहराई पर अपने अधिकतम मूल्य तक पहुँचते हैं। जैसे-जैसे आप नीचे की ओर पहुंचते हैं, गति कम हो जाती है। गति वितरण चित्र को एक ग्राफ़ पर दर्शाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, प्रत्येक बिंदु की गहराई को लंबवत (ऊपर से नीचे तक), और प्रवाह की गति को क्षैतिज रूप से (बाएं से दाएं) प्लॉट किया जाता है। प्रवाह वेग को दर्शाने वाली क्षैतिज रेखाओं के सिरों को जोड़ने पर, हमें एक वक्र प्राप्त होता है जिसे कहा जाता है स्पीड होडोग्राफ.

औसत प्रवाह वेग और खुले क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र को जानकर, हम निर्धारित कर सकते हैं सूत्र के अनुसार नदी में जल प्रवाह:

उदाहरण के लिए, ऊपर हमने निर्धारित किया कि F = 7.08 m2, और औसत गति Vav = 0.27 m/sec; इसलिए क्यू = 7.08-0.27 = 1.91 एम3/सेकंड। गोल संख्याओं में हम Q==2 m3/sec मान सकते हैं।

अब हम सूत्र का उपयोग करके अपने दूसरे उदाहरण में जल प्रवाह निर्धारित करते हैं: Q = F - Vav, जहां F = 7.4 m2, और Vav = 0.4 m/sec; क्यू - 7.4 * 0.4 = 2.96 एम3/सेकंड। गोल आंकड़ों में हम क्यू = 3 एम3/सेकंड मान सकते हैं।

नदी में जल स्तर में उतार-चढ़ाव का निर्धारण।

यदि संभव हो, तो आपको निगरानी के लिए जल गेज का उपयोग करना चाहिए नदी में जल स्तर में उतार-चढ़ावथोड़े दिनों में। आमतौर पर, जल स्तर दिन में एक बार, सुबह 8 बजे मापा जाता है; यदि यह मुश्किल है, तो हर 10 दिनों में एक बार अवलोकन किया जा सकता है, और दैनिक अवलोकन केवल उच्च पानी या बाढ़ के दौरान ही किया जा सकता है। उच्च जल स्तर (एच अधिकतम) और निम्न जल स्तर (एच मिनट) के बीच के अंतर को कहा जाता है कंपन आयाम(ए) जल स्तर.

विभिन्न हाइड्रोलिक संरचनाओं को डिजाइन करते समय आयाम का परिमाण बहुत महत्वपूर्ण है।

नदी में जल स्तर के उतार-चढ़ाव की निगरानी के लिए, आप ढेर की गहराई पर सशर्त जल स्तर ले सकते हैं, जो वर्ष के दौरान कभी पानी नहीं छोड़ता है। इस सशर्त स्तर से, जिसे ग्राफ का शून्य कहा जाता है, नदी में पानी के उतार-चढ़ाव का एक ग्राफ खींचा जाता है।

सामान्य तौर पर, ग्राफ के शून्य को न्यूनतम जल स्तर से अधिक गहरे जल क्षितिज के रूप में लिया जाता है, जिसे निकटतम गेजिंग स्टेशन पर पाया जा सकता है। ग्राफ का निर्माण करते समय, गहराई का निर्धारण करने का समय एब्सिस्सा अक्ष पर प्लॉट किया जाता है, और ग्राफ के शून्य से ऊपर की ऊंचाई या प्रत्येक दिन के लिए जल स्तर चिह्न को ऑर्डिनेट अक्ष पर प्लॉट किया जाता है।

चैनल के क्रॉस-अनुभागीय आयामों की परिवर्तनशीलता के कारण नदी की लंबाई के साथ औसत प्रवाह वेग भिन्न-भिन्न होते हैं। एक विशेष अनुप्रस्थ खंड में, औसत वेग नदी की गहराई और चौड़ाई के साथ प्रवाह के अलग-अलग बिंदुओं पर मापे गए स्थानीय वेगों के औसत से पाया जाता है। बदले में, प्रवाह के विभिन्न बिंदुओं पर स्थानीय वेग एक दूसरे से काफी भिन्न होते हैं। वे आम तौर पर तल की तुलना में सतह पर बड़े होते हैं, और इसके विपरीत, वे नदी के मध्य भाग की तुलना में छोटे होते हैं।

यह वितरण चैनल के क्रॉस-सेक्शन के आकार और क्षेत्र में पानी की आवाजाही की स्थितियों से काफी प्रभावित होता है।

नदी के तल पर वनस्पति या अन्य अतिरिक्त खुरदरापन की उपस्थिति से निचले जल प्रवाह वेग में कमी आती है। सर्दियों में मुक्त सतह पर बर्फ का आवरण बनने से पानी की गति के प्रति अतिरिक्त प्रतिरोध पैदा होता है। परिणामस्वरूप, सतही धारा वेग कम हो जाते हैं, और अधिकतम वेग प्रवाह मोटाई में चले जाते हैं। इससे यह तथ्य सामने आता है कि सर्दियों में नदी के क्रॉस सेक्शन में औसत गति भी गर्मियों की अवधि की तुलना में कम हो जाती है, अन्य सभी चीजें समान होती हैं।

जीवित क्रॉस सेक्शन के साथ स्थानीय प्रवाह वेगों के वितरण का विश्लेषण करने के लिए, व्यवहार में उन्हें पूरी श्रृंखला पर प्रवाह की गहराई के साथ अलग-अलग बिंदुओं पर मापा जाता है। हाई-स्पीड वर्टिकल, नदी की चौड़ाई के साथ रेखांकित। चित्र में. चित्र 4.4 ऊर्ध्वाधर पर मापा प्रवाह वेग के साथ नदी तल की क्रॉस-अनुभागीय प्रोफ़ाइल दिखाता है। इस उदाहरण में, वर्तमान वेगों को मापा गया था 5 प्रवाह की गहराई के साथ बिंदु. नदी प्रोफ़ाइल से पता चलता है आइसोटैक -चैनल के अनुप्रस्थ काट में समान वेग की रेखाएँ।

निर्माण का शीर्ष भाग दिखता है आरेखनदी की चौड़ाई के साथ ऊर्ध्वाधर पर औसत प्रवाह वेग का वितरण, और बिंदीदार रेखा खुले खंड पर औसत वर्तमान गति का मान है।

प्रवाह की गहराई के साथ अलग-अलग बिंदुओं पर जल प्रवाह वेग की माप के आधार पर, इसका निर्माण किया जा सकता है आरेखउनका ऊर्ध्वाधर वितरण. ऐसे निर्माण का एक उदाहरण चित्र में दिखाया गया है। 4.5. इस ग्राफ पर ऊर्ध्वाधर अक्ष पानी की मुक्त सतह से पैमाने पर गति माप बिंदुओं तक की दूरी दिखाता है, और क्षैतिज अक्ष इन गति के मूल्यों को दर्शाता है। औसत ऊर्ध्वाधर गति आमतौर पर दूरी पर होती है 0.4 घंटे, नदी के तल से गिनती।

प्रत्येक विशिष्ट मामले में, प्रवाह वेग का लंबवत और चैनल की चौड़ाई में वितरण क्षेत्र में जल संचलन की स्थितियों पर निर्भर करता है। आमतौर पर, अधिकतम सतह प्रवाह वेग और ऊर्ध्वाधर पर उच्चतम औसत वर्तमान वेग चैनल के जीवित खंड में अधिकतम गहराई के क्षेत्र में देखे जाते हैं। राइफल्स पर, औसत वर्तमान गति का आरेख घाटियों की पहुंच की तुलना में नदी की चौड़ाई के साथ संरेखित किया गया है। नदी की चौड़ाई में वेगों के वितरण में सबसे बड़ी असमानता उन क्षेत्रों में देखी जाती है जहां चैनल मुड़ता है। इस मामले में, अधिकतम प्रवाह वेग नदी के अवतल-दबाए गए किनारे के पास केंद्रित होते हैं। चित्र में. चित्र 4.6 नदी के रिफ़ल खंड में औसत ऊर्ध्वाधर वेगों के वितरण के चित्र दिखाता है।

चावल। 4.6. औसत वर्तमान गति का वितरण

नदी के एक रिफ़ल खंड पर

नदी की चौड़ाई में प्रवाह गति के वितरण के विश्लेषण से पता चलता है कि प्रवाह के मूल में, चैनल के सबसे गहरे हिस्से में, पानी की वास्तविक प्रवाह गति हमेशा लाइव क्रॉस सेक्शन के औसत से अधिक होती है।

इसलिए, तकनीकी और आर्थिक गणना करते समय, अवधारणा पेश की जाती है संचालन की वर्तमान गति, जिसका मूल्य निम्नलिखित संबंध से पाया जा सकता है:

, (4.8)

कहाँ: वाव -विचाराधीन नदी खंड में जीवित क्रॉस सेक्शन के साथ औसत प्रवाह वेग, एम/एस;

डी.वी.- नेविगेशन चैनल की धुरी पर प्रवाह की गति और किसी दिए गए नदी खंड में खुले खंड के साथ औसत गति के बीच का अंतर, एम/एस।

औसत वर्तमान गति चेज़ी सूत्र का उपयोग करके या फ़ील्ड माप के आधार पर निर्धारित की जा सकती है। नदी में वर्तमान गति को विशेष उपकरणों से मापा जाता है - हाइड्रोमेट्रिक मीटर(चित्र 4.7) या फ़्लोट्स लॉन्च करके। किसी मात्रा का मूल्य निर्धारित करें डी.वी.नदी के विस्तारित भाग पर प्रत्यक्ष माप बहुत कठिन प्रतीत होता है।

चावल। 4.7. हाइड्रोमेट्रिक टर्नटेबल:

1 - ब्लेड; 2 - शरीर; 3 - पूंछ भाग;

4 - छड़ी; 5 - विद्युत टर्मिनल

व्यवहार में, नदी के एक अलग खंड के लिए परिचालन गति वर्तमान का अनुसरण करते समय किनारे के सापेक्ष जहाज की गति को मापकर निर्धारित की जाती है विनऔर ज्वार के विरुद्ध वी.वी.वीसूत्र के अनुसार

. (4.9)

अनुमानित गणना के लिए इसे अक्सर लिया जाता है

धारा की परिचालन गति को जानकर, आप किनारे के सापेक्ष जहाज की गति का पता लगा सकते हैं:

जब नीचे की ओर जा रहे हों

, (4.11)

धारा के प्रतिकूल चलते समय

, (4.12)

कहाँ: Vс-शांत पानी में जहाज की गति (करंट की अनुपस्थिति में), मी/से.

जहाज की गति के प्राप्त मूल्यों का उपयोग कार्गो डिलीवरी समय की योजना बनाते समय और प्रेषण कार्यक्रम तैयार करते समय व्यवहार में किया जाता है।

और देखें:

नदियों पर कई इंजीनियरिंग संरचनाओं का निर्माण करते समय, प्रति सेकंड किसी विशेष स्थान पर बहने वाले पानी की मात्रा, या, जैसा कि वे कहते हैं, जल प्रवाह को जानना आवश्यक है। पुलों, बांधों की लंबाई के साथ-साथ सिंचाई और जल आपूर्ति के लिए यह आवश्यक है।

जल प्रवाह आमतौर पर प्रति सेकंड घन मीटर में मापा जाता है। अधिक पानी के दौरान पानी का प्रवाह कम पानी के दौरान, यानी कम गर्मी के स्तर पर प्रवाह से बहुत अलग होता है। तालिका 7 उदाहरण के तौर पर कुछ नदियों की प्रवाह दर दिखाती है।

यदि हम मानसिक रूप से नदी को प्रवाह के पार काटते हैं, तो हमें नदी का तथाकथित "जीवित क्रॉस-सेक्शन" मिलता है। नदी के जीवित क्रॉस-सेक्शन में प्रवाह वेग का वितरण बहुत असमान है। प्रवाह की गति चैनल की गहराई, उसके आकार और नदी को अपने रास्ते में आने वाली बाधाओं से प्रभावित होती है, उदाहरण के लिए, एक पुल समर्थन, एक द्वीप, आदि।

आमतौर पर किनारों के पास गति कम होती है, लेकिन बीच में, नदी के गहरे हिस्से में, गति उथले हिस्से की तुलना में बहुत अधिक होती है। प्रवाह के ऊपरी हिस्से में, गति अधिक होती है, और नीचे के करीब, कम। नदी के समतल भाग पर, उच्चतम गति आमतौर पर पानी की सतह से कुछ नीचे होती है, लेकिन कभी-कभी सतह पर उच्चतम गति देखी जाती है।

यदि धारा किसी बाधा का सामना करती है, उदाहरण के लिए, पुल का सहारा या द्वीप, तो उच्चतम गति नदी के तल के करीब जा सकती है। उच्च पानी के दौरान ऑक्सबो झीलों पर, नीचे के पास वेग शून्य हो जाता है।

चित्र 14 उच्च जल के दौरान सेराटोव के पास वोल्गा के लाइव क्रॉस-सेक्शन के साथ वर्तमान वेगों के वितरण को दर्शाता है। बायीं भुजा में सतह पर गति 1.3 प्रति सेकंड और दाहिनी भुजा में 1.7 प्रति सेकंड है। द्वीप पर, जो उच्च पानी के दौरान पानी से ढका रहता है, गति 0.5 प्रति सेकंड तक गिर जाती है। नदी के तल पर, वेग घटकर 0.4 रह जाता है। गर्मियों में, मुख्य चैनल में इस खंड की उच्चतम गति 0.4 प्रति सेकंड से अधिक नहीं थी।

नदी के किनारे, गति भी लाइव सेक्शन की रूपरेखा के आधार पर काफी भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, सेराटोव से चौदह किलोमीटर नीचे, उवेक के पास, जहां चैनल में कोई द्वीप नहीं है और बांधों से बाधित है, उच्च पानी के दौरान सतह की गति 3 प्रति सेकंड तक पहुंच गई, जबकि सेराटोव में गति 1.8 प्रति सेकंड तक थी।

नदी के गहरे स्थानों में, जिन्हें पहुंच कहा जाता है, जीवित क्रॉस-सेक्शन बड़ा होता है। उथले स्थानों या रिफ़ल्स में, जीवित क्रॉस-सेक्शन बहुत छोटा होता है। चूंकि नदी की लंबाई के साथ एक छोटे खंड में पानी का प्रवाह समान है, और पहुंच पर क्रॉस-सेक्शन दरार की तुलना में बड़े हैं, तो प्रवाह की गति अलग-अलग होगी: एक गहरी जगह में पानी चुपचाप बहता है, लेकिन दरार पर यह बहुत तेजी से बहती है।

धारा की गति प्रवाह की ढलान, तल की खुरदरापन और गहराई पर भी निर्भर करती है। ढलान जितना अधिक होगा, बिस्तर उतना ही चिकना होगा और इसकी रूपरेखा जितनी नियमित होगी, प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होगी। नदियों पर अनुमानित गति मान तालिका 8 में दिखाए गए हैं।

तालिका "औसत गति" दर्शाती है। यह गति जल प्रवाह को नदी के अनुप्रस्थ काट क्षेत्र से विभाजित करके निर्धारित की जाती है। उच्चतम सतह गति आमतौर पर डेढ़ गुना अधिक होती है, और निचली गति औसत गति से डेढ़ गुना कम होती है।

हाइड्रोमेट्री का विज्ञान नदी के पानी की गति और प्रवाह को मापने से संबंधित है।

जल प्रवाह की गति को बहुत ही सरल तरीके से मापा जा सकता है।

ऐसा करने के लिए, आपको किनारे के साथ एक निश्चित दूरी मापने की ज़रूरत है, कम से कम चरणों में, निशान सेट करें और शीर्ष निशान से थोड़ा ऊपर पानी में एक फ्लोट या लकड़ी का एक टुकड़ा फेंकें। फ्लोट को एक निशान से दूसरे निशान तक जाने में लगने वाले समय को दूसरे हाथ वाली घड़ी द्वारा मापा जाता है। निशानों के बीच की दूरी को फ्लोट के एक निशान से दूसरे निशान तक तैरने के समय से विभाजित करके, हम उस स्थान पर प्रवाह का सतही वेग प्राप्त करते हैं।

सर्वेक्षण के दौरान, एक विशेष गोनियोमीटर उपकरण से फ्लोट्स के मार्ग का पता लगाया जाता है।

गति मापने का सबसे सटीक तरीका हाइड्रोमेट्रिक मीटर है (चित्र 15)। धातु की छड़ पर (4 तक की गहराई पर) या केबल पर (किसी भी गहराई पर) इन टर्नटेबल्स को विशेष रूप से सुसज्जित जहाजों से अलग-अलग गहराई तक पानी में उतारा जाता है। जैसे ही टर्नटेबल एक निश्चित संख्या में चक्कर लगाता है, उसमें लगे बिजली के तार बंद हो जाते हैं, टर्नटेबल से करंट प्रवाहित होता है और शीर्ष पर एक छोटी घंटी उत्पन्न होती है। व्यक्तिगत कॉलों के बीच का समय अंतराल एक निश्चित प्रवाह गति से मेल खाता है। टर्नटेबल को नीचे और नीचे करके, आप किसी दिए गए ऊर्ध्वाधर पर नदी की पूरी गहराई में वेग माप सकते हैं।

नदी पर जल प्रवाह की गणना निम्नानुसार की जाती है। एक दूसरे से समान दूरी पर प्रवाह के पार स्थित 10-20 ऊर्ध्वाधरों में से प्रत्येक पर, औसत प्रवाह गति निर्धारित की जाती है, जिसे फिर ऊर्ध्वाधरों के बीच नदी के क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र से गुणा किया जाता है। इस प्रकार कार्यक्षेत्रों के बीच प्राप्त व्यक्तिगत निजी लागतों को जोड़ दिया जाता है। यह योग नदी के कुल प्रवाह को दर्शाता है, जिसे प्रति सेकंड घन मीटर में व्यक्त किया जाता है।

अंत में, हम नदियों के निर्माण के बारे में कुछ जानकारी प्रदान करेंगे।

गति के आधार पर अलग-अलग गहराई पर वैडिंग की जा सकती है। एक नियम के रूप में, 1.5 की गति से आप 1 की गहराई पर, घोड़े पर सवार होकर 1.2 की गहराई पर और कार द्वारा 0.5 की गहराई पर जा सकते हैं। गति 2 पर, आप 0.6 की गहराई पर उतर सकते हैं, घोड़े पर सवार होकर नदी पार कर सकते हैं - 1 की गहराई पर, कार द्वारा - 0.3 की गहराई पर यदि पानी शांत है, तो पानी में उतरने के लिए सबसे बड़ी गहराई केवल द्वारा निर्धारित की जाती है किसी व्यक्ति की ऊंचाई और कार का डिज़ाइन।

नदी की गति मापने के कई तरीके हैं। आप गणितीय समस्याओं को हल करते समय, कुछ डेटा होने पर ऐसा कर सकते हैं, या आप व्यावहारिक क्रियाओं को लागू करके ऐसा कर सकते हैं।

नदी के प्रवाह की गति

धारा की गति सीधे नदी तल के ढलान पर निर्भर करती है। चैनल का ढलान दो खंडों की ऊंचाई में अंतर का अनुपात है, जो खंड की लंबाई को इंगित करता है। ढलान जितना अधिक होगा, नदी के प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होगी।

आप नाव को धारा के प्रतिकूल और फिर धारा के अनुकूल चलाकर पता लगा सकते हैं कि नदी की धारा की गति क्या है। धारा के साथ नाव की गति V1 है, धारा के विपरीत नाव की गति V2 है। नदी के प्रवाह की गति की गणना करने के लिए आपको (V1 - V2) की आवश्यकता होगी: 2.

जल प्रवाह की गति को मापने के लिए, एक विशेष लैग डिवाइस का उपयोग किया जाता है, एक पिनव्हील, जिसमें एक ब्लेड, बॉडी, टेल सेक्शन और रोटर होता है।

नदी की गति ज्ञात करने का एक और सरल तरीका है।

आप धारा के विपरीत 10 मीटर की दूरी चरणों में माप सकते हैं। आपकी ऊंचाई अधिक सटीक होगी. फिर किनारे पर किसी पत्थर या टहनी से एक निशान बना दें और उस निशान के ऊपर लकड़ी का एक टुकड़ा नदी में फेंक दें। ज़ुल्फ़ किनारे पर निशान तक पहुँचने के बाद, आपको सेकंड गिनना शुरू करना होगा। फिर 10 मीटर की मापी गई दूरी को इस दूरी पर सेकंड की संख्या से विभाजित करें। उदाहरण के लिए, एक ज़ुल्फ़ ने 8.5 सेकंड में 10 मीटर की दूरी तय की। नदी के प्रवाह की गति 1.18 मीटर प्रति सेकंड होगी।

जल व्यवस्था के तत्व और उनके अवलोकन की विधियाँ

(एल.के. डेविडोव के अनुसार)

कई कारणों के प्रभाव में, जिनकी चर्चा नीचे की जाएगी, नदियों में पानी का प्रवाह, समतल सतह की स्थिति, इसकी ढलान और प्रवाह की गति बदल जाती है। समय के साथ जल प्रवाह दर, स्तर, ढलान और प्रवाह वेग में संचयी परिवर्तन को जल व्यवस्था कहा जाता है, और प्रवाह दर, स्तर, ढलान और गति में व्यक्तिगत रूप से परिवर्तन को जल व्यवस्था के तत्व कहा जाता है।

जल प्रवाह (क्यू) पानी की वह मात्रा है जो किसी नदी के किसी जीवित भाग से प्रति इकाई समय में बहती है। प्रवाह दर m3/s में व्यक्त की जाती है। जल स्तर (एच) पानी की सतह की ऊंचाई (सेंटीमीटर में) है, जिसे कुछ स्थिर तुलना विमान से मापा जाता है।

उनके प्रसंस्करण के स्तरों और विधियों का अवलोकन

स्तर के उतार-चढ़ाव का अवलोकन जल मापने वाले पदों (चित्र 73) पर किया जाता है और इसमें एक निश्चित स्थिर तल के ऊपर पानी की सतह की ऊंचाई को मापना शामिल होता है, जिसे प्रारंभिक या शून्य के रूप में लिया जाता है। ऐसे विमान को आमतौर पर सबसे निचले जल स्तर से थोड़ा नीचे के निशान से गुजरने वाला विमान माना जाता है। इस तल की पूर्ण या सापेक्ष ऊंचाई को ग्राफ़ का शून्य कहा जाता है, जिसके ऊपर सभी स्तर दिए गए हैं।

चावल। 73. ढेर जल-मापने वाला स्टेशन (ए) और पोर्टेबल रेल (बी) का उपयोग करके जल स्तर पढ़ना।

माप 1 सेमी की सटीकता के साथ पानी मापने वाली छड़ी का उपयोग करके किया जाता है। छड़ें दो प्रकार की होती हैं - स्थायी और पोर्टेबल। स्थायी स्लैट्स पुल के किनारों या किनारे के पास नदी के तल में गाड़े गए ढेर से जुड़े होते हैं। फ्लैट बैंकों और स्तर के उतार-चढ़ाव के बड़े आयामों के साथ, पोर्टेबल स्टाफ का उपयोग करके अवलोकन किए जाते हैं। ऐसा करने के लिए, संरेखण में स्थित कई ढेरों को नदी तल और बाढ़ के मैदान में चला दिया जाता है।

ढेर के सिरों के निशान किनारे पर स्थापित जल-मापने वाले स्टेशन बेंचमार्क के साथ समतल करके जुड़े हुए हैं, जिसका पूर्ण या सापेक्ष निशान ज्ञात है। ढेर के शीर्ष पर स्थापित एक पोर्टेबल रॉड का उपयोग करके जल स्तर को मापा जाता है। प्रत्येक ढेर के शीर्ष की ऊंचाई को जानने के बाद, सभी मापे गए स्तरों को शून्य सतह, या ग्राफ़ के शून्य से अधिक में व्यक्त करना संभव है। जल माप चौकियों पर अवलोकन आमतौर पर दिन में 2 बार - 8 और 20 बजे किया जाता है। उस अवधि के दौरान जब स्तर तेजी से बदल रहे होते हैं, पूरे दिन में 1, 2, 3 या 6 घंटे अतिरिक्त अवलोकन किए जाते हैं। पूरे दिन स्तरों की निरंतर रिकॉर्डिंग के लिए, लेवल रिकॉर्डर का उपयोग किया जाता है, जिसका विवरण हाइड्रोमेट्री पाठ्यपुस्तक (वी.डी. बायकोव और ए.वी. वासिलिव) में पाया जा सकता है। वहां आप स्वचालित शासन रिकॉर्डिंग (जल स्तर और तापमान) हाइड्रोलॉजिकल पोस्ट से भी परिचित हो सकते हैं। एक स्वचालित अवलोकन प्रणाली में परिवर्तन से हाइड्रोलॉजिकल जानकारी के अधिग्रहण में तेजी आती है और इसके उपयोग की दक्षता बढ़ जाती है।

सभी मापों के आधार पर, प्रत्येक दिन के औसत स्तरों की गणना की जाती है और वर्ष के लिए दैनिक औसत स्तरों की तालिकाएँ संकलित की जाती हैं। इसके अलावा, इन तालिकाओं में प्रत्येक माह और वर्ष के लिए औसत स्तर होते हैं और प्रत्येक माह और वर्ष के लिए उच्चतम और निम्नतम स्तर का चयन किया जाता है।

औसत, उच्चतम और निम्नतम स्तरों को चारित्रिक स्तर कहा जाता है। लेवल अवलोकन डेटा यूएसएसआर में विशेष प्रकाशनों-हाइड्रोलॉजिकल ईयरबुक्स में प्रकाशित किया जाता है। पूर्व-क्रांतिकारी काल में, ये आंकड़े "जल मापने वाले पदों पर टिप्पणियों के आधार पर रूस के अंतर्देशीय जलमार्गों पर जल स्तर पर जानकारी" में प्रकाशित किए गए थे।

स्तरों के दैनिक अवलोकनों के आधार पर, उनके उतार-चढ़ाव के ग्राफ़ बनाए जाते हैं, जो किसी दिए गए वर्ष के लिए स्तर शासन का एक दृश्य प्रतिनिधित्व देते हैं।

नदी प्रवाह वेग मापने की विधियाँ

नदी प्रवाह वेग आमतौर पर फ्लोट या गेज का उपयोग करके मापा जाता है। कुछ मामलों में, संपूर्ण जीवित अनुभाग के लिए औसत गति की गणना चेज़ी सूत्र का उपयोग करके की जाती है। सबसे सरल और सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले फ्लोट लकड़ी के बने होते हैं। छोटी नदियों पर किनारे से, बड़ी नदियों पर नाव से तैरते हुए पानी में फेंके जाते हैं। स्टॉपवॉच का उपयोग करके, दो आसन्न लक्ष्यों के बीच फ्लोट के पारित होने का समय t निर्धारित किया जाता है, जिनके बीच की दूरी l ज्ञात है। धारा की सतही गति फ्लोट की गति के बराबर होती है

अधिक सटीक रूप से, वर्तमान वेग को हाइड्रोमीटर का उपयोग करके मापा जाता है। यह आपको प्रवाह के किसी भी बिंदु पर औसत प्रवाह वेग निर्धारित करने की अनुमति देता है। टर्नटेबल्स विभिन्न प्रकार के होते हैं। यूएसएसआर में, ज़ेस्टोव्स्की और बर्टसेव जीआर-21एम, जीआर-55, जीआर-11 के आधुनिक हाइड्रोमेट्रिक टर्नटेबल्स को वर्तमान में उपयोग के लिए अनुशंसित किया गया है।

गति मापते समय, एक रॉड या केबल पर एक टर्नटेबल को विभिन्न गहराई तक पानी में उतारा जाता है ताकि उसके ब्लेड धारा के विपरीत दिशा में निर्देशित हों। ब्लेड घूमने लगते हैं और प्रवाह की गति उतनी ही तेज हो जाती है। टर्नटेबल अक्ष (आमतौर पर 20) के क्रांतियों की एक निश्चित संख्या के बाद, एक विशेष उपकरण का उपयोग करके एक प्रकाश या ध्वनि संकेत दिया जाता है। प्रति सेकंड क्रांतियों की संख्या दो संकेतों के बीच के समय अंतराल से निर्धारित होती है।

टर्नटेबल्स को विशेष प्रयोगशालाओं में या उन कारखानों में कैलिब्रेट किया जाता है जहां उनका निर्माण किया जाता है, यानी, प्रति सेकंड टर्नटेबल ब्लेड के घूर्णन की संख्या (एन आरपीएम) और प्रवाह गति (वी एम/एस) के बीच एक संबंध स्थापित किया जाता है। इस निर्भरता से, n को जानकर, हम v निर्धारित कर सकते हैं। पिनव्हील के साथ माप कई ऊर्ध्वाधरों पर, उनमें से प्रत्येक पर कई बिंदुओं पर किए जाते हैं।

जल प्रवाह निर्धारित करने की विधियाँ

किसी दिए गए खुले खंड में जल प्रवाह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जा सकता है

जहां v संपूर्ण जीवित अनुभाग के लिए औसत गति है; w इस खंड का क्षेत्रफल है. उत्तरार्द्ध एक अनुप्रस्थ खंड के साथ नदी तल की गहराई के माप के परिणामस्वरूप निर्धारित किया जाता है।

उपरोक्त सूत्र का उपयोग करके, प्रवाह दर की गणना केवल तभी की जाती है जब गति चेज़ी सूत्र का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। व्यक्तिगत ऊर्ध्वाधर पर फ्लोट्स या टर्नटेबल के साथ वेग को मापते समय, प्रवाह दर अलग-अलग निर्धारित की जाती है। माप के परिणामस्वरूप प्रत्येक ऊर्ध्वाधर के लिए औसत गति ज्ञात होने दें। फिर पानी की खपत की गणना करने की योजना को निम्न में घटा दिया गया है। जल प्रवाह को जल निकाय के आयतन के रूप में दर्शाया जा सकता है - एक प्रवाह मॉडल (चित्र 76 ए), जो जीवित खंड के तल, पानी की क्षैतिज सतह और घुमावदार सतह v = f (H, B) द्वारा सीमित है। , प्रवाह की गहराई और चौड़ाई के साथ गति में परिवर्तन दिखा रहा है। यह आयतन, और इसलिए प्रवाह दर, सूत्र द्वारा व्यक्त की जाती है

चूँकि परिवर्तन का नियम v = f(H,B) गणितीय रूप से अज्ञात है, प्रवाह दर की गणना लगभग की जाती है।

चावल। 76 पानी की खपत की गणना के लिए योजना। ए - प्रवाह मॉडल, बी - आंशिक प्रवाह।

प्रवाह मॉडल को खुले खंड क्षेत्र के लंबवत ऊर्ध्वाधर विमानों द्वारा प्राथमिक मात्राओं में विभाजित किया जा सकता है (चित्र 76 बी)। कुल प्रवाह दर की गणना आंशिक प्रवाह दर AQ के योग के रूप में की जाती है, जिनमें से प्रत्येक खुले खंड क्षेत्र के एक हिस्से से होकर गुजरती है, जो दो गति ऊर्ध्वाधर के बीच या किनारे और उसके निकटतम ऊर्ध्वाधर के बीच समाहित है।

इस प्रकार, कुल प्रवाह दर Q के बराबर है

जहां K एक परिवर्तनशील पैरामीटर है जो तट की प्रकृति पर निर्भर करता है और 0.7 से 0.9 तक भिन्न होता है। मृत स्थान की उपस्थिति में K = 0.5.

ज्ञात जल प्रवाह दर Q पर संपूर्ण जीवित खंड की औसत गति की गणना सूत्र vcр =Q/w द्वारा की जाती है।

जल प्रवाह को मापने के लिए अन्य तरीकों का भी उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, पहाड़ी नदियों पर आयन बाढ़ विधि का उपयोग किया जाता है।

जल प्रवाह दरों के निर्धारण और गणना पर विस्तृत जानकारी हाइड्रोमेट्री पाठ्यक्रम में प्रस्तुत की गई है। जल प्रवाह दर और स्तर, क्यू - एफ (एच) के बीच एक निश्चित संबंध है, जिसे जल विज्ञान में जल प्रवाह वक्र के रूप में जाना जाता है। एक समान अनुभवजन्य वक्र चित्र में प्रस्तुत किया गया है। 77 ए.

यह बर्फ-मुक्त अवधि के दौरान नदी में मापे गए जल प्रवाह पर आधारित था। शीतकालीन जल प्रवाह के अनुरूप बिंदु ग्रीष्म वक्र के बाईं ओर स्थित हैं, क्योंकि फ्रीज-अप क्विंटर (समान स्तर की ऊंचाई पर) के दौरान मापा गया प्रवाह ग्रीष्म क्यूएल से कम है। प्रवाह दर में कमी बर्फ संरचनाओं के कारण नदी तल की खुरदरापन में वृद्धि और खुले क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र में कमी का परिणाम है। क्यूविन और क्यूएल के बीच संबंध, संक्रमण गुणांक द्वारा व्यक्त किया गया

यह स्थिर नहीं रहता है और समय के साथ बर्फ निर्माण की तीव्रता, बर्फ की मोटाई और इसकी निचली सतह के खुरदरेपन में बदलाव के साथ बदलता रहता है। ठंड की शुरुआत से खुलने तक Kzim=f(T) में परिवर्तन का क्रम चित्र में दिखाया गया है। 77 बी.

प्रवाह वक्र जल मीटरिंग स्टेशनों पर देखे गए ज्ञात स्तरों के आधार पर नदी के पानी के दैनिक प्रवाह को निर्धारित करना संभव बनाता है। बर्फ-मुक्त अवधि के लिए, वक्र Q = f(H) का उपयोग करने से कोई कठिनाई नहीं होती है। फ़्रीज़-अप या अन्य बर्फ संरचनाओं के दौरान दैनिक लागत उसी वक्र Q = f(H) और कालानुक्रमिक ग्राफ़ Kzim = f/(T) का उपयोग करके निर्धारित की जा सकती है, जिससे वांछित तिथि के लिए Kzim मान लिए जाते हैं:

QZIM = कज़िम Ql

शीतकालीन लागत निर्धारित करने के अन्य तरीके हैं, उदाहरण के लिए, "शीतकालीन" प्रवाह वक्र का उपयोग करना, यदि इसका निर्माण किया जा सकता है।

कई मामलों में, बर्फ मुक्त अवधि के दौरान जल प्रवाह वक्र की अस्पष्टता का भी उल्लंघन होता है। यह अक्सर तब देखा जाता है जब चैनल अस्थिर होता है (जलोढ़, कटाव), साथ ही जब किसी नदी के स्तर और उसके प्रवाह, हाइड्रोलिक संरचनाओं के संचालन, जलीय के साथ चैनल के अतिवृद्धि के बीच विसंगति के कारण परिवर्तनशील बैकवाटर होता है वनस्पति और अन्य घटनाएँ। इनमें से प्रत्येक मामले में, दैनिक जल प्रवाह को निर्धारित करने के लिए एक या दूसरी विधि चुनी जाती है, जैसा कि हाइड्रोमेट्री पाठ्यक्रम में निर्धारित किया गया है।

दैनिक जल खपत डेटा के आधार पर, आप एक दशक, महीने या वर्ष के लिए औसत खपत की गणना कर सकते हैं। किसी दिए गए वर्ष या कई वर्षों के औसत, उच्चतम और न्यूनतम व्यय को विशिष्ट व्यय कहा जाता है। दैनिक प्रवाह डेटा के आधार पर, जल प्रवाह के उतार-चढ़ाव का एक कैलेंडर (कालानुक्रमिक) ग्राफ बनाया जाता है, जिसे हाइड्रोग्राफ कहा जाता है (चित्र 78)।

चावल। 78. हाइड्रोग्राफ.

नदी प्रवाह तंत्र

(एल.के. डेविडोव के अनुसार)

गति लामिनाकार और अशांत है

प्रकृति में, पानी सहित तरल पदार्थ की गति के दो तरीके हैं: लैमिनर और अशांत। लैमिनर गति जेट के समानांतर होती है। पानी के निरंतर प्रवाह के साथ, प्रवाह के प्रत्येक बिंदु पर वेग समय के साथ, परिमाण या दिशा में नहीं बदलते हैं। खुले प्रवाह में, नीचे से गति, जहां यह शून्य है, सतह पर अपने उच्चतम मूल्य तक आसानी से बढ़ जाती है। गति तरल पदार्थ की चिपचिपाहट पर निर्भर करती है, और गति का प्रतिरोध पहली शक्ति की गति के समानुपाती होता है। प्रवाह में मिश्रण आणविक प्रसार की प्रकृति का है। लैमिनर शासन महीन दाने वाली मिट्टी में बहने वाले भूमिगत प्रवाह की विशेषता है।

नदी के प्रवाह में हलचल अशांत होती है। अशांत शासन की एक विशिष्ट विशेषता गति का स्पंदन है, अर्थात समय के साथ परिमाण और दिशा में प्रत्येक बिंदु पर इसका परिवर्तन। प्रत्येक बिंदु पर ये वेग में उतार-चढ़ाव स्थिर औसत मूल्यों के आसपास होता है, जो आमतौर पर जलविज्ञानियों द्वारा उपयोग किया जाता है। प्रवाह की सतह पर उच्चतम वेग देखे जाते हैं। नीचे की ओर वे अपेक्षाकृत धीरे-धीरे कम होते हैं और नीचे के तत्काल आसपास में उनका मान अभी भी काफी बड़ा होता है। इस प्रकार, नदी के प्रवाह में, तल पर गति व्यावहारिक रूप से शून्य नहीं होती है। अशांत प्रवाह के सैद्धांतिक अध्ययन से तल पर एक बहुत पतली सीमा परत की उपस्थिति का पता चलता है, जिसमें वेग तेजी से घटकर शून्य हो जाता है।

अशांत गति व्यावहारिक रूप से द्रव की चिपचिपाहट से स्वतंत्र होती है। अशांत प्रवाह में गति का प्रतिरोध गति के वर्ग के समानुपाती होता है।

यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि लैमिनर से अशांत मोड और वापसी में संक्रमण वेग वीएवी और प्रवाह की गहराई एचएवी के बीच कुछ निश्चित संबंधों पर होता है। यह संबंध आयामहीन रेनॉल्ड्स संख्या द्वारा व्यक्त किया जाता है

हर (ν) गतिक श्यानता का गुणांक है।

खुले चैनलों के लिए, महत्वपूर्ण रेनॉल्ड्स संख्याएँ जिन पर गति मोड बदलता है, लगभग 300-1200 की सीमा के भीतर भिन्न होते हैं। यदि हम Re = 360 और गतिक श्यानता का गुणांक = 0.011 लेते हैं, तो 10 सेमी की गहराई पर क्रांतिक गति (वह गति जिस पर लामिना गति अशांत हो जाती है) 0.40 सेमी/सेकेंड है; 100 सेमी की गहराई पर यह घटकर 0.04 सेमी/सेकेंड हो जाता है। क्रांतिक गति के निम्न मान नदी प्रवाह में जल संचलन की अशांत प्रकृति की व्याख्या करते हैं।

आधुनिक अवधारणाओं (ए.वी. करौशेव और अन्य) के अनुसार, विभिन्न आकारों के पानी की प्रारंभिक मात्रा (संरचनात्मक तत्व) अलग-अलग दिशाओं में और अलग-अलग सापेक्ष गति से अशांत प्रवाह के अंदर चलती हैं। इस प्रकार, प्रवाह की सामान्य गति के साथ-साथ, पानी के अलग-अलग द्रव्यमानों की गति को भी देखा जा सकता है, जो थोड़े समय के लिए एक स्वतंत्र अस्तित्व की ओर ले जाता है। यह स्पष्ट रूप से छोटे फ़नल - भँवरों के अशांत प्रवाह की सतह पर उपस्थिति की व्याख्या करता है, जो जल्दी से प्रकट होता है और उतनी ही तेज़ी से गायब हो जाता है, जैसे कि पानी के कुल द्रव्यमान में घुल रहा हो। यह न केवल प्रवाह में गति के स्पंदन की व्याख्या करता है, बल्कि मैलापन, तापमान और घुले हुए लवणों की सांद्रता के स्पंदन की भी व्याख्या करता है।

नदियों में जल संचलन की अशांत प्रकृति जल द्रव्यमान के मिश्रण का कारण बनती है। प्रवाह की गति बढ़ने के साथ मिश्रण की तीव्रता बढ़ती जाती है। मिश्रण की घटना का जलवैज्ञानिक महत्व बहुत अधिक है। यह प्रवाह के लाइव क्रॉस-सेक्शन के साथ तापमान, निलंबित और विघटित कणों की एकाग्रता को बराबर करने में मदद करता है।

चावल। 65. घुमावदार जल सतह प्रवाह के उदाहरण. ए - चिल्ला समर्थन, बी - गिरावट वक्र (ए.वी. करौशेव के अनुसार)।

नदियों में जल की हलचल

नदियों में पानी गुरुत्वाकर्षण F' के प्रभाव में चलता है। इस बल को दो घटकों में विघटित किया जा सकता है: निचले Fx के समानांतर और निचले F'y के सामान्य (चित्र 68 देखें)। बल F' को नीचे से प्रतिक्रिया बल द्वारा संतुलित किया जाता है। बल F'х, ढलान के आधार पर, धारा में पानी की गति का कारण बनता है। यह बल, लगातार कार्य करते हुए, गति में तेजी लाना चाहिए। ऐसा नहीं होता है, क्योंकि यह प्रतिरोध बल द्वारा संतुलित होता है जो पानी के कणों के बीच आंतरिक घर्षण और नीचे और किनारों के खिलाफ पानी के गतिशील द्रव्यमान के घर्षण के परिणामस्वरूप प्रवाह में उत्पन्न होता है। ढलान, तली की खुरदरापन, चैनल के संकुचन और चौड़ीकरण में परिवर्तन से ड्राइविंग बल और प्रतिरोध बल के अनुपात में बदलाव होता है, जिससे नदी की लंबाई और जीवित खंड में प्रवाह वेग में बदलाव होता है।

धाराओं में जल संचलन के निम्नलिखित प्रकार प्रतिष्ठित हैं: 1) एकसमान, 2) असमान, 3) अस्थिर। प्रवाह वेग की एकसमान गति के साथ, खुला क्रॉस-सेक्शन और जल प्रवाह दर प्रवाह की लंबाई के साथ स्थिर होते हैं और समय के साथ नहीं बदलते हैं। इस प्रकार की गति को प्रिज्मीय क्रॉस-सेक्शन वाले चैनलों में देखा जा सकता है।

असमान गति के साथ, किसी दिए गए खंड में ढलान, गति और खुला खंड समय के साथ नहीं बदलता है, बल्कि प्रवाह की लंबाई के साथ बदलता है। इस प्रकार की हलचल नदियों में कम पानी की अवधि के दौरान स्थिर जल प्रवाह के साथ-साथ बांध द्वारा बनाए गए बैकवाटर की स्थितियों में भी देखी जाती है।

अस्थिर गति वह है जिसमें विचाराधीन अनुभाग में प्रवाह के सभी हाइड्रोलिक तत्व (ढलान, वेग, खुला क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र) समय और लंबाई दोनों में बदलते हैं। बाढ़ और बाढ़ के दौरान नदियों में अस्थिर गति सामान्य है।

एक समान गति के साथ, प्रवाह सतह I का ढलान निचली ढलान I के बराबर होता है और पानी की सतह समतल निचली सतह के समानांतर होती है। असमान गति धीमी और तेज़ हो सकती है। जैसे-जैसे नदी का प्रवाह धीमा होता जाता है, मुक्त जल सतह का वक्र बैकवाटर वक्र का रूप ले लेता है। सतह का ढलान नीचे के ढलान से कम हो जाता है (I< i), и глубина возрастает в направлении течения. При ускоряющемся течении кривая свободной поверхности потока называется кривой спада; глубина убывает вдоль потока, скорость и уклон возрастают (I >i) (चित्र 65)।

चावल। 68. चेज़ी समीकरण प्राप्त करने की योजना (ए.वी. करौशेव के अनुसार)।

जल प्रवाह वेग और खुले खंड पर उनका वितरण

नदियों में प्रवाह के विभिन्न बिंदुओं पर प्रवाह वेग समान नहीं होते हैं: वे बहने वाले खंड की गहराई और चौड़ाई दोनों में भिन्न होते हैं। प्रत्येक व्यक्तिगत ऊर्ध्वाधर पर, सबसे कम वेग नीचे देखे जाते हैं, जो चैनल खुरदरेपन के प्रभाव के कारण होता है। नीचे से सतह तक, वेग में वृद्धि पहले तेजी से होती है, और फिर धीमी हो जाती है, और खुले प्रवाह में अधिकतम सतह पर या सतह से 0.2H की दूरी पर पहुँच जाता है। ऊर्ध्वाधर वेग परिवर्तन के वक्रों को होडोग्राफ़ या वेग आरेख कहा जाता है (चित्र 66)। वेगों का ऊर्ध्वाधर वितरण नीचे की स्थलाकृति, बर्फ के आवरण, हवा और जलीय वनस्पति में असमानता से बहुत प्रभावित होता है। यदि तल (पहाड़ियों, शिलाखंडों) पर अनियमितताएं हैं, तो बाधा के सामने प्रवाह का वेग नीचे की ओर तेजी से कम हो जाता है। जलीय वनस्पति के विकास के साथ निचली परत में वेग कम हो जाता है, जिससे चैनल तल का खुरदरापन काफी बढ़ जाता है। सर्दियों में, बर्फ के नीचे, विशेष रूप से कीचड़ की उपस्थिति में, बर्फ की खुरदरी निचली सतह पर अतिरिक्त घर्षण के प्रभाव में, गति कम होती है। अधिकतम गति गहराई के मध्य में स्थानांतरित हो जाती है और कभी-कभी नीचे के करीब स्थित होती है। धारा की दिशा में बहने वाली हवा सतह पर गति बढ़ा देती है। हवा की दिशा और धारा के बीच विपरीत संबंध के साथ, सतह पर वेग कम हो जाते हैं, और अधिकतम की स्थिति शांत मौसम में अपनी स्थिति की तुलना में अधिक गहराई में स्थानांतरित हो जाती है।

प्रवाह की चौड़ाई के साथ, ऊर्ध्वाधर पर सतह और औसत वेग दोनों काफी आसानी से बदलते हैं, मूल रूप से लाइव अनुभाग में गहराई के वितरण को दोहराते हैं: तट के पास गति कम होती है, प्रवाह के केंद्र में यह उच्चतम होती है। नदी की सतह पर सर्वाधिक गति वाले बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखा को कोर कहा जाता है। जल परिवहन और लकड़ी राफ्टिंग के लिए नदियों का उपयोग करते समय रॉड की स्थिति जानना बहुत महत्वपूर्ण है। एक लाइव सेक्शन में वेगों के वितरण का एक दृश्य प्रतिनिधित्व आइसोटा का निर्माण करके प्राप्त किया जा सकता है - एक लाइव सेक्शन में समान वेग वाले बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाएं (चित्र 67)। अधिकतम वेग का क्षेत्र आमतौर पर सतह से कुछ गहराई पर स्थित होता है। उच्चतम वेग के साथ प्रवाह की लंबाई के साथ व्यक्तिगत जीवित खंडों के बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखा को प्रवाह की गतिशील धुरी कहा जाता है।

चावल। 66. वेग आरेख. ए - खुला चैनल, बी - एक बाधा के सामने, सी - बर्फ का आवरण, डी - कीचड़ संचय।

औसत ऊर्ध्वाधर वेग की गणना वेग आरेख के क्षेत्र को ऊर्ध्वाधर गहराई से विभाजित करके या गहराई में विशेषता बिंदुओं पर मापा वेगों की उपस्थिति में (VPOV, V0.2, V0.6, V0.8, VDON) का उपयोग करके की जाती है। उदाहरण के लिए, अनुभवजन्य सूत्रों में से एक

लाइव अनुभाग में औसत गति. चेज़ी फ़ॉर्मूला

प्रत्यक्ष माप के अभाव में औसत प्रवाह वेग की गणना करने के लिए, चेज़ी सूत्र का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह इस तरह दिख रहा है:

जहां हवलदार औसत गहराई है।

गुणांक C का मान कोई स्थिर मान नहीं है. यह नदी तल की गहराई और खुरदरेपन पर निर्भर करता है। सी के निर्धारण के लिए कई अनुभवजन्य सूत्र हैं। यहाँ उनमें से दो हैं:

मैनिंग का सूत्र

एन एन पावलोवस्की का सूत्र
जहां n खुरदरापन गुणांक है, जो एम.एफ. श्रीब्नी की विशेष तालिकाओं के अनुसार पाया जाता है। पावलोवस्की के सूत्र में परिवर्तनशील सूचक निर्भरता द्वारा निर्धारित होता है।

चेज़ी के सूत्र से यह देखा जा सकता है कि हाइड्रोलिक त्रिज्या या औसत गहराई बढ़ने के साथ प्रवाह वेग बढ़ता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बढ़ती गहराई के साथ अलग-अलग ऊर्ध्वाधर बिंदुओं पर वेग मान पर नीचे की खुरदरापन का प्रभाव कमजोर हो जाता है और इस प्रकार कम वेग वाले वेग आरेख पर क्षेत्र कम हो जाता है। हाइड्रोलिक त्रिज्या में वृद्धि से गुणांक सी में भी वृद्धि होती है। चेज़ी सूत्र से यह पता चलता है कि बढ़ती ढलान के साथ प्रवाह वेग बढ़ता है, लेकिन यह वृद्धि लैमिनर गति की तुलना में अशांत गति के दौरान कम स्पष्ट होती है।

पहाड़ी और तराई की नदियों की प्रवाह गति

तराई की नदियों का प्रवाह पहाड़ी नदियों की तुलना में अधिक शांत होता है। तराई की नदियों की जल सतह अपेक्षाकृत समतल है। बाधाएँ शांति से चारों ओर बहती हैं, बाधा के सामने दिखाई देने वाला बैकवाटर का वक्र अपस्ट्रीम क्षेत्र की पानी की सतह के साथ आसानी से मिल जाता है।

पहाड़ी नदियों की विशेषता पानी की सतह की अत्यधिक असमानता (झागदार लकीरें, रिवर्स फॉल्ट, डिप्स) है। विपरीत दोष किसी बाधा (नदी के तल पर पत्थरों का ढेर) के सामने या नीचे की ढलान में तेज कमी के साथ होते हैं। हाइड्रोलिक्स में पानी के उछाल को हाइड्रोलिक (जल) जंप कहा जाता है। इसे एक एकल लहर के रूप में माना जा सकता है जो एक बाधा के सामने पानी की सतह पर दिखाई देती है। जैसा कि ज्ञात है, सतह पर एकल तरंग के प्रसार की गति c = है, जहाँ g गुरुत्वाकर्षण का त्वरण है, H गहराई है।

यदि प्रवाह का औसत प्रवाह वेग तरंग प्रसार की गति के बराबर या उससे अधिक हो जाता है, तो बाधा पर बनी लहर धारा के विपरीत नहीं फैल सकती है और अपनी शुरुआत के बिंदु के पास रुक जाती है। विस्थापन की एक रुकी हुई लहर बनती है।

मान लीजिए vav = c. पिछले सूत्र से मान को इस समानता में प्रतिस्थापित करने पर, हम vav =, या प्राप्त करते हैं

इस समीकरण के बाईं ओर को फ्राउड संख्या (Fr) के रूप में जाना जाता है। यह संख्या हमें तूफानी या शांत प्रवाह शासन के अस्तित्व के लिए स्थितियों का अनुमान लगाने की अनुमति देती है: फादर पर< 1 — спокойный режим, при Fr >1 - तूफ़ानी मोड.

इस प्रकार, प्रवाह की प्रकृति, गहराई, गति और, परिणामस्वरूप, ढलान के बीच निम्नलिखित संबंध मौजूद हैं: ढलान और गति में वृद्धि और किसी दिए गए प्रवाह दर पर गहराई में कमी के साथ, प्रवाह अधिक अशांत हो जाता है; किसी दिए गए प्रवाह दर पर ढलान और गति में कमी और गहराई में वृद्धि के साथ, प्रवाह शांत हो जाता है।

पर्वतीय नदियों की विशेषता, एक नियम के रूप में, तेज़ प्रवाह है, जबकि तराई की नदियों में शांत प्रवाह शासन होता है। तराई की नदियों के तीव्र प्रवाह वाले क्षेत्रों में भी अशांत प्रवाह व्यवस्था हो सकती है। उग्र प्रवाह में परिवर्तन से प्रवाह की अशांति तेजी से बढ़ जाती है।

अनुप्रस्थ परिसंचरण

नदियों में जल संचलन की एक विशेषता धाराओं का गैर-समानांतर प्रवाह है। यह वक्रों पर स्पष्ट रूप से प्रकट होता है और नदियों के सीधे खंडों पर देखा जाता है। तटों के समानांतर प्रवाह की सामान्य गति के साथ-साथ, प्रवाह में आम तौर पर आंतरिक धाराएं होती हैं, जो प्रवाह की गति के अक्ष के विभिन्न कोणों पर निर्देशित होती हैं और प्रवाह की अनुप्रस्थ दिशा में जल द्रव्यमान की गति पैदा करती हैं। पिछली सदी के अंत में रूसी शोधकर्ता एन.एस.लेलियाव्स्की ने इस ओर ध्यान आकर्षित किया था। उन्होंने आंतरिक प्रवाह की संरचना को इस प्रकार समझाया। छड़ पर, पानी की सतह पर उच्च गति के कारण, जेट को किनारे से खींचा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रवाह के केंद्र में स्तर में थोड़ी वृद्धि होती है। परिणामस्वरूप, प्रवाह की दिशा के लंबवत एक विमान में, बंद आकृति के साथ दो परिसंचरण प्रवाह बनते हैं, जो नीचे की ओर विचलन करते हैं (चित्र 69 ए)। आगे की गति के साथ संयोजन में, ये अनुप्रस्थ परिसंचरण धाराएं पेचदार गति का रूप ले लेती हैं। लेल्याव्स्की ने कोर की ओर निर्देशित सतही धारा को दोषपूर्ण कहा, और नीचे की ओर बहने वाली धारा को पंखे के आकार का बताया।

चैनल के घुमावदार हिस्सों में, पानी की धाराएँ, अवतल तट से मिलती हुई, उससे दूर फेंकी जाती हैं। इन परावर्तित जेटों द्वारा लाए गए पानी के द्रव्यमान, जिनकी गति कम होती है, निम्नलिखित जेटों द्वारा ले जाए गए पानी के द्रव्यमान पर आरोपित हो जाते हैं, जिससे अवतल तट के पास पानी की सतह का स्तर बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप, पानी की सतह में तिरछापन आ जाता है, और अवतल किनारे के पास स्थित पानी की धाराएँ इसके ढलान के साथ नीचे उतरती हैं और निचली परतों में विपरीत उत्तल किनारे की ओर निर्देशित होती हैं। नदियों के घुमावदार खंडों में एक परिसंचरण धारा उत्पन्न होती है (चित्र 69 बी)।

चावल। 69. चैनल के सीधे (ए) और घुमावदार (बी) खंड पर परिसंचरण धाराएं (एन.एस. लेल्याव्स्की के अनुसार)। 1 - सतह और निचले जेट की योजना, 2 - ऊर्ध्वाधर तल में परिसंचरण धाराएँ, 3 - पेचदार धाराएँ।

आंतरिक प्रवाह की विशेषताओं का अध्ययन प्रयोगशाला स्थितियों में ए.आई. लोसिव्स्की द्वारा किया गया था। उन्होंने प्रवाह की गहराई और चौड़ाई के अनुपात पर परिसंचरण धाराओं के आकार की निर्भरता स्थापित की और चार प्रकार के आंतरिक प्रवाह की पहचान की (चित्र 70)।

प्रकार I और II को दो सममितीय परिचलन द्वारा दर्शाया गया है। टाइप I की विशेषता सतह पर जेट अभिसरण और तल पर विचलन है। यह मामला चौड़े और उथले चैनल वाले जलस्रोतों के लिए विशिष्ट है, जब प्रवाह पर बैंकों का प्रभाव नगण्य होता है। दूसरे मामले में, निचले जेट को किनारे से मध्य तक निर्देशित किया जाता है। इस प्रकार का परिसंचरण उच्च गति वाले गहरे प्रवाह के लिए विशिष्ट है। एकतरफ़ा परिसंचरण वाला टाइप III त्रिकोणीय आकार के चैनलों में देखा जाता है। प्रकार IV - मध्यवर्ती - प्रकार I से प्रकार II में संक्रमण के दौरान हो सकता है। इस मामले में, प्रवाह के बीच में जेट तट के पास क्रमशः परिवर्तित या परिवर्तित हो सकते हैं - विचलन या अभिसरण। परिसंचरण धाराओं के विचार को एम. ए. वेलिकानोव, वी. एम. मक्कावीव, ए. वी. करौशेव और अन्य के कार्यों में और विकसित किया गया था। इन धाराओं की घटना के सैद्धांतिक अध्ययन हाइड्रोलिक्स और चैनल प्रवाह की गतिशीलता पर विशेष पाठ्यक्रमों में प्रस्तुत किए गए हैं। चैनल मोड़ पर अनुप्रस्थ धाराओं की उपस्थिति को यहां विकसित होने वाले केन्द्रापसारक जड़त्व बल और पानी की सतह के संबंधित अनुप्रस्थ ढलान द्वारा समझाया गया है। वक्रों पर उत्पन्न होने वाला जड़त्व का केन्द्रापसारक बल अलग-अलग गहराई पर समान नहीं होता है।

चावल। 70. आंतरिक प्रवाह की योजना (ए.आई. लोसिव्स्की के अनुसार)। 1 - सतही जेट, 2 - निचला जेट।

चावल। 71. संचलन उत्पन्न करने वाली शक्तियों को जोड़ने की योजना। ए - केन्द्रापसारक बल पी 1 में ऊर्ध्वाधर परिवर्तन, बी - अतिरिक्त दबाव, सी - ऊर्ध्वाधर पर कार्य करने वाले केन्द्रापसारक और अतिरिक्त दबाव बलों का परिणामी आरेख, डी - अनुप्रस्थ परिसंचरण।
सतह पर यह अधिक है, गहराई के साथ अनुदैर्ध्य वेग में कमी के कारण नीचे यह कम है (चित्र 71 ए)।

मोड़ की दिशा के आधार पर, विक्षेपित कोरिओलिस बल मोड़ पर अनुप्रस्थ प्रवाह को या तो मजबूत करता है या कमजोर करता है। वही बल सीधे खंडों में अनुप्रस्थ प्रवाह को उत्तेजित करता है।

वक्र पर निम्न स्तर पर, परिसंचरण धाराएँ लगभग व्यक्त नहीं होती हैं। जैसे-जैसे स्तर बढ़ता है, गति और केन्द्रापसारक बल बढ़ता है, परिसंचरण धाराएँ अलग हो जाती हैं। अनुप्रस्थ धाराओं की गति आमतौर पर छोटी होती है - गति के अनुदैर्ध्य घटक से दसियों गुना कम। जल के बाढ़ क्षेत्र तक पहुंचने से पहले परिसंचरण धाराओं की वर्णित प्रकृति देखी जाती है। जिस क्षण पानी बाढ़ क्षेत्र में प्रवेश करता है, नदी में दो प्रवाह बनते हैं - एक ऊपरी, घाटी की दिशा में, और एक निचला, मुख्य चैनल में। इन प्रवाहों की अंतःक्रिया जटिल है और अभी भी कम समझी जाती है।

चैनल प्रवाह की गतिशीलता पर आधुनिक साहित्य (के.वी. ग्रिशानिन, 1969) स्पष्ट रूप से, नदी के प्रवाह में अनुप्रस्थ परिसंचरण के उद्भव के लिए अधिक कठोर स्पष्टीकरण प्रदान करता है। इस तरह के परिसंचरण की उत्पत्ति अनुप्रस्थ ढलान (और स्थिर लंबवत) के कारण दबाव ढाल के माध्यम से प्रवाह में पानी की प्राथमिक मात्रा में कोरिओलिस त्वरण के संचरण के तंत्र और प्राथमिक मात्रा के किनारों पर होने वाले स्पर्शरेखा तनाव में अंतर से जुड़ी हुई है। ऊर्ध्वाधर प्रवाह वेगों में अंतर से पानी का।

कोरिओलिस त्वरण के समान भूमिका एक चैनल मोड़ पर सेंट्रिपेटल त्वरण द्वारा निभाई जाती है।

अनुप्रस्थ परिसंचरण के अलावा, घूर्णन के ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ भंवर आंदोलनों को प्रवाह में देखा जाता है (चित्र 72)।

चावल। 72. ऊर्ध्वाधर अक्षों के साथ भंवरों का आरेख (के.वी. ग्रिशानिन के अनुसार)।

उनमें से कुछ गतिशील और अस्थिर हैं, अन्य स्थिर हैं और बड़े अनुप्रस्थ आयाम वाले हैं। अधिक बार वे प्रवाह के संगम पर, खड़ी तटीय किनारों के पीछे, कुछ पानी के नीचे की बाधाओं के आसपास बहते समय उत्पन्न होते हैं, आदि। स्थिर भंवरों के निर्माण की स्थितियों का अभी तक अध्ययन नहीं किया गया है। ग्रिशानिन का सुझाव है कि एक स्थिर स्थानीयकृत भंवर का निर्माण प्रवाह की महत्वपूर्ण गहराई और पानी के ऊपर की ओर प्रवाह के अस्तित्व से सुगम होता है। प्रवाह में ये भंवर, जिन्हें भँवर के रूप में जाना जाता है, वायु भंवर - बवंडर के समान होते हैं।

अनुप्रस्थ परिसंचरण और एड़ी की गति तलछट के परिवहन और नदी चैनलों के निर्माण में एक बड़ी भूमिका निभाती है।

औसत गहराई वेग होडोग्राफ़ क्षेत्र और अधिकतम नदी गहराई का अनुपात है। होडोग्राफ के क्षेत्र की गणना या तो पैलेट से की जा सकती है, या नदी के जीवित क्रॉस-सेक्शन के क्षेत्र की गणना करके की जा सकती है (कार्य 2 देखें)।

कार्य 2

तालिका 8 में डेटा का उपयोग करके नदी के खुले क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का निर्धारण करें:

तालिका 8

नदी की अनुप्रस्थ काट की गहराई

विकल्प I		विकल्प II
	नदी की गहराई, मी	लक्ष्य की स्थायी शुरुआत से दूरी, मी	नदी की गहराई, मी

एक नदी के जीवित पार-अनुभागीय क्षेत्र की गणना कई प्राथमिक ज्यामितीय आकृतियों के योग के रूप में की जाती है (चित्र 9)।

आकृतियाँ A 1 A 2 B 1 और A 5 B 4 A 6 त्रिभुज हैं, उनमें से प्रत्येक का क्षेत्रफल आधार और ऊँचाई के आधे गुणनफल के बराबर है। शेष आकृतियाँ समलंब चतुर्भुज हैं। प्रत्येक समलम्ब चतुर्भुज का क्षेत्रफल आधारों और ऊँचाई के आधे योग के गुणनफल के बराबर है।

चावल। 9. नदी का अनुप्रस्थ भाग

बिंदु ए 1, ए 2, ए 3, आदि, जिन पर गहराई माप किया गया था, माप बिंदु कहलाते हैं। प्रारंभिक बिंदु जहां से माप ए 1 किया जाता है उसे संरेखण की स्थायी शुरुआत कहा जाता है।

कार्य 3

नदी में जल प्रवाह की गणना करें यदि यह ज्ञात हो कि खुला क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र 42.2 एम2 है, नदी में अधिकतम पानी की गति 0.5 मीटर/सेकेंड है, और नदी की औसत गहराई 4.5 मीटर है।

अधिकतम सतह गति के आधार पर नदी की औसत गति की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:

,

जहां, वी एवी - औसत गति; वी मैक्स - अधिकतम गति, के - अधिकतम गति से औसत तक संक्रमण का गुणांक। गुणांक K तालिका में प्रस्तुत किया गया है। 9.

तालिका 9

अधिकतम से औसत गति में संक्रमण के गुणांक का मान

कार्य 4

चेज़ी सूत्र का उपयोग करके निर्धारित करें (
, कहाँ साथगति गुणांक, आर- हाइड्रोलिक त्रिज्या, मैं- नदी की औसत ढलान), नदी की औसत गति, यदि यह ज्ञात हो कि किसी दिए गए खंड में चैनल का तल रेतीले पदार्थ से बना है, तो द्वीप और उथले हैं। नदी की औसत ढलान 0.000056 है, हाइड्रोलिक त्रिज्या 1.8 मीटर है।

चेज़ी सूत्र में गति गुणांक C बाज़िन सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है
.

खुरदरापन गुणांक y तालिका 10 के अनुसार निर्धारित किया जाता है।

नदी की गति मापने के कई तरीके हैं। आप गणितीय समस्याओं को हल करते समय, कुछ डेटा होने पर ऐसा कर सकते हैं, या आप व्यावहारिक क्रियाओं को लागू करके ऐसा कर सकते हैं।

नदी के प्रवाह की गति

धारा की गति सीधे नदी तल के ढलान पर निर्भर करती है। चैनल का ढलान दो खंडों की ऊंचाई में अंतर का अनुपात है, जो खंड की लंबाई को इंगित करता है। ढलान जितना अधिक होगा, नदी के प्रवाह की गति उतनी ही अधिक होगी।

आप नाव को धारा के प्रतिकूल और फिर धारा के अनुकूल चलाकर पता लगा सकते हैं कि नदी की धारा की गति क्या है। धारा के साथ नाव की गति V1 है, धारा के विपरीत नाव की गति V2 है। नदी के प्रवाह की गति की गणना करने के लिए आपको (V1 - V2) की आवश्यकता होगी: 2.

जल प्रवाह की गति को मापने के लिए, एक विशेष लैग डिवाइस का उपयोग किया जाता है, एक पिनव्हील, जिसमें एक ब्लेड, बॉडी, टेल सेक्शन और रोटर होता है।

नदी की गति ज्ञात करने का एक और सरल तरीका है। आप धारा के विपरीत 10 मीटर की दूरी चरणों में माप सकते हैं। आपकी ऊंचाई अधिक सटीक होगी. फिर किनारे पर किसी पत्थर या टहनी से एक निशान बना दें और उस निशान के ऊपर लकड़ी का एक टुकड़ा नदी में फेंक दें। ज़ुल्फ़ किनारे पर निशान तक पहुँचने के बाद, आपको सेकंड गिनना शुरू करना होगा। फिर 10 मीटर की मापी गई दूरी को इस दूरी पर सेकंड की संख्या से विभाजित करें। उदाहरण के लिए, एक ज़ुल्फ़ ने 8.5 सेकंड में 10 मीटर की दूरी तय की। नदी के प्रवाह की गति 1.18 मीटर प्रति सेकंड होगी।

नदियों में पानी की गति गुरुत्वाकर्षण के परिणामस्वरूप होती है और इसके अलावा, यह कोरिओलिस बल, परिवहन किए गए मलबे की मात्रा और अन्य कारणों पर निर्भर करती है। प्रवाह की गति नदी के ढलान के समानुपाती होती है - ढलान जितनी अधिक होगी, गति उतनी ही अधिक होगी, इसलिए, नदी की कटाव क्षमता उतनी ही अधिक होगी। चैनल के ढलान (टेक्टॉनिक गति, अवसादन, चीरा) में थोड़ा सा भी परिवर्तन जलधारा की गति व्यवस्था को तुरंत प्रभावित करता है। पर्वतीय नदियों की गति तेज़ होती है, जबकि तराई की नदियाँ धीमी, टेढ़ी-मेढ़ी बहती हैं और व्यापक रूप से फैलती हैं। नदी की गति प्रसिद्ध चेज़ी सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

जहां: सी नदी तल में प्रतिरोध बलों के आधार पर, चेज़ी गुणांक है; आर हाइड्रोलिक त्रिज्या (चैनल की गीली परिधि के लिए जलधारा के जीवित क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र का अनुपात) है, जो प्राकृतिक धाराओं में व्यावहारिक रूप से उनकी औसत गहराई से मेल खाती है; मैं - नदी ढलान. हाइड्रोलिक त्रिज्या चैनल के आकार की विशेषता बताती है। यह बहुत चौड़े लेकिन उथले चैनलों में अपने न्यूनतम मूल्यों तक पहुंचता है, जिसकी चौड़ाई गहराई से 10 गुना से अधिक है। इस मामले में, पानी चैनल के तल और किनारों के खिलाफ घर्षण के कारण मजबूत ब्रेकिंग का अनुभव करता है और धीरे-धीरे बहता है। सबसे बड़े हाइड्रोलिक त्रिज्या वाली धाराओं में तेज़ प्रवाह देखा जाता है, जिसमें समान क्रॉस-सेक्शन और ढलान के साथ, सबसे छोटी गीली परिधि होती है। इसलिए, संकीर्ण चैनलों में प्रवाह की किसी भी सांद्रता से इसकी गति में वृद्धि होती है और इसकी कटाव क्षमता में वृद्धि होती है। आयोडीन की गति से निरंतर कटाव और संचय होता है और इसलिए, नदी तल की स्थलाकृति में निरंतर परिवर्तन होता है। प्रवाह की सबसे बड़ी सतह वेग की रेखा को स्टेम कहा जाता है, जो आमतौर पर सबसे बड़ी गहराई (फेयरवे) की रेखा से मेल खाती है। प्रवाह के साथ नदी के मोड़ के आधार पर, कोर एक बैंक से दूसरे बैंक तक बदलता रहता है।

गतिज ऊर्जा और, परिणामस्वरूप, प्रवाह की क्षरणकारी और परिवहन क्षमता पानी के द्रव्यमान और उसकी गति पर निर्भर करती है। यह ऊर्जा पानी की गति के प्रतिरोध को दूर करने, ठोस पदार्थ के निलंबित कणों के परिवहन, नदी के तल पर मलबे को स्थानांतरित करने और धारा के प्रवाह को तेज करने के लिए खर्च की जाती है। मलबे का आकार और नदी द्वारा परिवहन की गई सामग्री का कुल द्रव्यमान भी काफी हद तक प्रवाह की गति पर निर्भर करता है। एरी के नियम के अनुसार, प्रवाह द्वारा खींचे गए पिंड का भार उसकी गति की छठी शक्ति के समानुपाती होता है, अर्थात यदि प्रवाह की गति दोगुनी हो जाती है, तो उसके द्वारा बहाए गए मलबे का वजन 64 गुना तक बढ़ जाता है। परिवहनित तलछट की कुल मात्रा समान पैटर्न का अनुसरण करती है। जब गति बढ़ती है, उदाहरण के लिए, 4 गुना, तो परिवहन की गई सामग्री का द्रव्यमान 4e बढ़ जाता है, यानी 4096 गुना। इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि पहाड़ी नदियाँ, जो कम पानी की अवधि के दौरान केवल छोटे कंकड़ को नीचे की ओर ले जाती हैं, बाढ़ के दौरान विशाल पत्थरों और बड़ी मात्रा में तलछट का परिवहन करती हैं। हालाँकि, ये वही बोल्डर और तलछट एक शक्तिशाली लेकिन धीरे-धीरे बहने वाली तराई नदी के तल पर चुपचाप बने रहेंगे।

चूँकि नदी तलछट के टुकड़ों का आकार प्रवाह के द्रव्यमान और वेग पर निर्भर करता है, इसलिए तलछट की संरचना का उपयोग प्राचीन नदियों की चैनल प्रक्रियाओं की प्रकृति का न्याय करने के लिए किया जा सकता है। यदि आउटक्रॉप्स में शीर्ष पर बड़े टुकड़े और नीचे पतले कण हैं, तो अनुपात उलट होने पर क्षरण धीरे-धीरे तेज हो जाता है, यह कमजोर हो जाता है और जमा हो जाता है;

पानी और चैनल हमेशा एक दूसरे से जुड़े रहते हैं, इसलिए प्रत्येक चैनल प्रवाह में दो मुख्य अंतःक्रियाएं होती हैं: एक ओर, चैनल प्रवाह को नियंत्रित करता है, और दूसरी ओर, चैनल प्रवाह को नियंत्रित करता है। पहले मामले में, नदी तल की स्थलाकृति नदी की गति व्यवस्था में बदलाव का कारण बनती है; दूसरे में, प्रवाह की क्षीण गतिविधि के प्रभाव में चैनल का आकार स्वयं बदल जाता है। उदाहरण के लिए, नदी तल के चौड़े हिस्सों में, प्रवाह फैल जाता है, गति कम हो जाती है, या नदी के संकीर्ण क्षेत्रों में, प्रवाह गति बढ़ा देता है, नदी तल को तीव्रता से नष्ट कर देता है, जिससे घाटी की स्थलाकृति बदल जाती है। यदि नदी का तल स्थिर आधार चट्टान से बना है, तो प्रवाह और चैनल दोनों अधिक स्थिर हो जाते हैं। हालाँकि, प्रवाह, चैनल के साथ निरंतर संपर्क में रहते हुए, गति के कुछ अधिक या कम स्थिर रूपों के लिए लगातार प्रयास करता है, जो कि एम.ए. वेलिकानोव (1958) के अनुसार, सभी प्रतिरोधों पर काबू पाने के लिए कम से कम ऊर्जा व्यय की इच्छा में समझाया गया है। आंदोलन, चैनल प्रवाह के अपव्यय (ऊर्जा के नुकसान से जुड़े) के सिद्धांत के अनुसार। नदी की गति का यह स्थिर रूप घुमावदार है।