લેના નદીની રાહત પર પ્રવાહની ગતિનું નિર્ભરતા. વિવિધ ઊંડાણો પર પાણીના પ્રવાહની ગતિ પર્વત અને નીચાણવાળી નદીઓના પ્રવાહની ગતિ

ચેનલના ક્રોસ-વિભાગીય પરિમાણોની પરિવર્તનશીલતાને કારણે નદીની લંબાઈ સાથે સરેરાશ પ્રવાહ વેગ બદલાય છે. ચોક્કસ ટ્રાંસવર્સ વિભાગમાં, નદીની ઊંડાઈ અને પહોળાઈ સાથેના પ્રવાહના વ્યક્તિગત બિંદુઓ પર માપવામાં આવેલા સ્થાનિક વેગની સરેરાશ દ્વારા સરેરાશ વેગ જોવા મળે છે. બદલામાં, પ્રવાહના વિવિધ બિંદુઓ પર સ્થાનિક વેગ એકબીજાથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે. તેઓ સામાન્ય રીતે તળિયે કરતાં સપાટી પર મોટા હોય છે, અને કાંઠે, તેનાથી વિપરીત, તેઓ નદીના મધ્ય ભાગ કરતા નાના હોય છે.

આ વિતરણ ચેનલના ક્રોસ-સેક્શનના આકાર અને વિસ્તારમાં પાણીની હિલચાલની સ્થિતિથી ખૂબ પ્રભાવિત છે.

નદીના તળિયે વનસ્પતિ અથવા અન્ય વધારાની ખરબચડીની હાજરી તળિયાના પાણીના પ્રવાહના વેગમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. શિયાળામાં મુક્ત સપાટી પર બરફના આવરણની રચના પાણીની હિલચાલ માટે વધારાની પ્રતિકાર બનાવે છે. પરિણામે, સપાટીના વર્તમાન વેગમાં ઘટાડો થાય છે, અને મહત્તમ વેગ પ્રવાહની જાડાઈમાં જાય છે. આ એ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે શિયાળામાં નદીના ક્રોસ સેક્શનમાં સરેરાશ ગતિ પણ ઉનાળાના સમયગાળાની તુલનામાં ઓછી થાય છે, અન્ય તમામ વસ્તુઓ સમાન છે.

જીવંત ક્રોસ વિભાગ સાથે સ્થાનિક પ્રવાહ વેગના વિતરણનું વિશ્લેષણ કરવા માટે, વ્યવહારમાં તેઓ સમગ્ર શ્રેણીમાં પ્રવાહની ઊંડાઈ સાથે વ્યક્તિગત બિંદુઓ પર માપવામાં આવે છે. હાઇ-સ્પીડ વર્ટિકલ્સ, નદીની પહોળાઈ સાથે દર્શાવેલ. ફિગ માં. આકૃતિ 4.4 વર્ટિકલ્સ પર માપેલા પ્રવાહ વેગ સાથે નદીના પટની ક્રોસ-વિભાગીય પ્રોફાઇલ બતાવે છે. આ ઉદાહરણમાં, વર્તમાન વેગ માપવામાં આવ્યો હતો 5 પ્રવાહની ઊંડાઈ સાથે બિંદુઓ. નદી પ્રોફાઇલ બતાવે છે isotachs -ચેનલના ક્રોસ સેક્શનમાં સમાન વેગની રેખાઓ.

બાંધકામનો ટોચનો ભાગ દર્શાવે છે રેખાકૃતિનદીની પહોળાઈ સાથે ઊભી પર સરેરાશ પ્રવાહ વેગનું વિતરણ અને ડોટેડ રેખા એ ખુલ્લા વિભાગ પર સરેરાશ વર્તમાન ગતિનું મૂલ્ય છે.

પ્રવાહની ઊંડાઈ સાથે વ્યક્તિગત બિંદુઓ પર પાણીના પ્રવાહના વેગના માપના આધારે, તે બનાવી શકાય છે રેખાકૃતિતેમનું વર્ટિકલ વિતરણ. આવા બાંધકામનું ઉદાહરણ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 4.5. આ ગ્રાફ પરનો વર્ટિકલ અક્ષ પાણીની મુક્ત સપાટીથી સ્કેલ પર ઝડપ માપન બિંદુઓ સુધીનું અંતર બતાવે છે અને આડી અક્ષ આ ગતિના મૂલ્યો દર્શાવે છે. સરેરાશ ઊભી ગતિ સામાન્ય રીતે અંતર પર હોય છે 0.4 કલાક, નદીના તળિયેથી ગણાય છે.

દરેક ચોક્કસ કિસ્સામાં, પ્રવાહના વેગનું વિતરણ ઊભી રીતે અને ચૅનલની પહોળાઈમાં આ વિસ્તારમાં પાણીની હિલચાલની સ્થિતિ પર આધારિત છે. સામાન્ય રીતે, મહત્તમ સપાટીના પ્રવાહ વેગ અને વર્ટિકલ્સ પર સૌથી વધુ સરેરાશ વર્તમાન વેગ ચેનલના જીવંત વિભાગમાં મહત્તમ ઊંડાણોના ક્ષેત્રમાં જોવા મળે છે. રાઇફલ્સ પર, સરેરાશ વર્તમાન ગતિનો આકૃતિ ખીણોની પહોંચની તુલનામાં નદીની પહોળાઈ સાથે ગોઠવાયેલ છે. નદીની પહોળાઈમાં વેગના વિતરણમાં સૌથી વધુ અસમાનતા એવા વિસ્તારોમાં જોવા મળે છે જ્યાં ચેનલ વળે છે. આ કિસ્સામાં, મહત્તમ પ્રવાહ વેગ નદીના અંતર્મુખ - દબાયેલા કાંઠાની નજીક કેન્દ્રિત છે. ફિગ માં. આકૃતિ 4.6 નદીના રાઈફલ વિભાગમાં સરેરાશ ઊભી વેગના વિતરણના આકૃતિઓ દર્શાવે છે.

ચોખા. 4.6. સરેરાશ વર્તમાન ઝડપનું વિતરણ

નદીના રાઇફલ વિભાગ પર

નદીની પહોળાઈમાં પ્રવાહની ગતિના વિતરણનું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે પ્રવાહના મૂળમાં, ચેનલના સૌથી ઊંડા ભાગમાં, પાણીની વાસ્તવિક પ્રવાહની ગતિ જીવંત ક્રોસ વિભાગની સરેરાશ કરતા હંમેશા વધારે હોય છે.

તેથી, તકનીકી અને આર્થિક ગણતરીઓ કરતી વખતે, ખ્યાલ રજૂ કરવામાં આવે છે ઓપરેટિંગ વર્તમાન ઝડપ, જેનું મૂલ્ય નીચેના સંબંધમાંથી શોધી શકાય છે:

, (4.8)

ક્યાં: વાવ -વિચારણા હેઠળના નદી વિભાગમાં જીવંત ક્રોસ વિભાગ સાથે સરેરાશ પ્રવાહ વેગ, m/s;

ડી.વી.– નેવિગેશન ચેનલની ધરી પરના પ્રવાહની ગતિ અને આપેલ નદી વિભાગમાં ખુલ્લા વિભાગ સાથેની સરેરાશ ગતિ વચ્ચેનો તફાવત, m/s.

ચેઝી ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને અથવા ફીલ્ડ માપનના આધારે સરેરાશ વર્તમાન ઝડપ નક્કી કરી શકાય છે. નદીમાં વર્તમાન ગતિ વિશેષ સાધનો વડે માપવામાં આવે છે - હાઇડ્રોમેટ્રિક મીટર(ફિગ. 4.7) અથવા ફ્લોટ્સ લોન્ચ કરીને. જથ્થાનું મૂલ્ય નક્કી કરો ડી.વી.નદીના વિસ્તૃત વિભાગ સાથે સીધી માપણી કરવી ખૂબ જ મુશ્કેલ લાગે છે.

ચોખા. 4.7. હાઇડ્રોમેટ્રિક ટર્નટેબલ:

1 - બ્લેડ; 2 - શરીર; 3 - પૂંછડી વિભાગ;

4 - લાકડી; 5 - ઇલેક્ટ્રિકલ ટર્મિનલ્સ

વ્યવહારમાં, નદીના એક અલગ વિભાગ માટેની કાર્યકારી ગતિ વર્તમાનને અનુસરતી વખતે કિનારાની તુલનામાં વહાણની ગતિને માપવા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વિનઅને ભરતી સામે Vввસૂત્ર અનુસાર

. (4.9)

અંદાજિત ગણતરીઓ માટે તે ઘણીવાર લેવામાં આવે છે

વર્તમાનની ઓપરેટિંગ ઝડપને જાણીને, તમે કિનારાની તુલનામાં વહાણની ગતિ શોધી શકો છો:

જ્યારે ડાઉનસ્ટ્રીમમાં ખસેડવું

, (4.11)

જ્યારે અપસ્ટ્રીમ ખસેડવું

, (4.12)

ક્યાં: Vс -શાંત પાણીમાં વહાણની ગતિ (પ્રવાહની ગેરહાજરીમાં), m/s.

કાર્ગો ડિલિવરી સમયનું આયોજન કરતી વખતે અને રવાનગીના સમયપત્રકને દોરતી વખતે જહાજની ઝડપના પ્રાપ્ત મૂલ્યોનો ઉપયોગ વ્યવહારમાં થાય છે.

વધુ જુઓ:

નદીઓ પર ઘણા એન્જિનિયરિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવતી વખતે, કોઈ ચોક્કસ જગ્યાએ પ્રતિ સેકન્ડમાં વહેતા પાણીનું પ્રમાણ અથવા, જેમ તેઓ કહે છે, પાણીના પ્રવાહને જાણવું જરૂરી છે. પુલ, ડેમની લંબાઈ તેમજ સિંચાઈ અને પાણી પુરવઠા માટે આ જરૂરી છે.

પાણીનો પ્રવાહ સામાન્ય રીતે ક્યુબિક મીટર પ્રતિ સેકન્ડમાં માપવામાં આવે છે. ઊંચા પાણી દરમિયાન પાણીનો પ્રવાહ નીચા પાણી દરમિયાન, એટલે કે ઉનાળાના નીચા સ્તરે પ્રવાહ કરતા ઘણો અલગ હોય છે. કોષ્ટક 7 ઉદાહરણ તરીકે કેટલીક નદીઓના પ્રવાહ દર દર્શાવે છે.

જો આપણે માનસિક રીતે નદીને વહેણમાં કાપી નાખીએ, તો આપણને નદીના કહેવાતા "જીવંત ક્રોસ-સેક્શન" મળે છે. નદીના જીવંત ક્રોસ-સેક્શનમાં પ્રવાહ વેગનું વિતરણ ખૂબ જ અસમાન છે. પ્રવાહની ગતિ ચેનલની ઊંડાઈ, તેના આકાર અને નદી તેના માર્ગમાં આવતા અવરોધોથી પ્રભાવિત થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પુલનો આધાર, એક ટાપુ વગેરે.

સામાન્ય રીતે કાંઠાની નજીક ઝડપ ઓછી હોય છે, પરંતુ મધ્યમાં, નદીના ઊંડા ભાગમાં, છીછરા ભાગ કરતાં ઝડપ ઘણી વધારે હોય છે. પ્રવાહના ઉપરના ભાગમાં, ઝડપ વધારે છે, અને નીચેની નજીક, ઓછી. નદીના સપાટ વિભાગ પર, સૌથી વધુ ઝડપ સામાન્ય રીતે પાણીની સપાટીથી થોડી નીચે હોય છે, પરંતુ કેટલીકવાર સપાટી પર સૌથી વધુ ઝડપ જોવા મળે છે.

જો વર્તમાન કોઈ અવરોધનો સામનો કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, બ્રિજ સપોર્ટ અથવા કોઈ ટાપુ, તો પછી સૌથી વધુ ઝડપ નદીના તળિયે નજીક જઈ શકે છે. ઊંચા પાણી દરમિયાન ઓક્સબો તળાવો પર, તળિયાની નજીકનો વેગ શૂન્ય થઈ જાય છે.

આકૃતિ 14 ઉચ્ચ પાણી દરમિયાન સારાટોવ નજીક વોલ્ગાના જીવંત ક્રોસ-સેક્શન સાથે વર્તમાન વેગનું વિતરણ દર્શાવે છે. ડાબા હાથની સપાટી પરની ઝડપ 1.3 પ્રતિ સેકન્ડ અને જમણા હાથમાં 1.7 પ્રતિ સેકન્ડ છે. ટાપુ પર, જે ઊંચા પાણી દરમિયાન પાણીથી ઢંકાયેલું છે, ઝડપ ઘટીને 0.5 પ્રતિ સેકન્ડ થઈ જાય છે. નદીના તળિયે, વેગ ઘટીને 0.4 થાય છે. ઉનાળામાં, મુખ્ય ચેનલમાં આ વિભાગમાં સૌથી વધુ ઝડપ 0.4 પ્રતિ સેકન્ડ કરતાં વધુ ન હતી.

નદીની સાથે, ગતિ પણ જીવંત વિભાગના રૂપરેખાના આધારે મોટા પ્રમાણમાં બદલાઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સેરાટોવથી ચૌદ કિલોમીટર નીચે, યુવેક નજીક, જ્યાં ચેનલ પાસે કોઈ ટાપુઓ નથી અને તે ડેમ દ્વારા બંધ છે, ઊંચા પાણી દરમિયાન સપાટીની ઝડપ 3 પ્રતિ સેકન્ડ સુધી પહોંચી હતી, જ્યારે સેરાટોવમાં ઝડપ 1.8 પ્રતિ સેકન્ડ સુધી હતી.

નદી પર ઊંડા સ્થળોએ, જેને પહોંચ કહેવામાં આવે છે, જીવંત ક્રોસ-સેક્શન મોટો છે. છીછરા સ્થાનો અથવા રાઇફલ્સમાં, જીવંત ક્રોસ-સેક્શન ખૂબ નાનું હોય છે. નદીની લંબાઈ સાથે ટૂંકા વિભાગમાં પાણીનો પ્રવાહ સમાન હોય છે, અને પહોંચ પરના ક્રોસ-સેક્શન્સ અણબનાવ કરતા મોટા હોય છે, તો પ્રવાહની ગતિ અલગ હશે: ઊંડા સ્થાને પાણી શાંતિથી વહે છે, પરંતુ અણબનાવ પર તે ખૂબ ઝડપથી વહે છે.

પ્રવાહની ગતિ પણ પ્રવાહની ઢાળ, નીચેની ખરબચડી અને ઊંડાઈ પર આધાર રાખે છે. ઢોળાવ જેટલો મોટો, બેડ જેટલો સરળ અને તેની રૂપરેખા જેટલી વધુ નિયમિત, તેટલી વધુ પ્રવાહની ગતિ. નદીઓ પરના અંદાજિત ગતિ મૂલ્યો કોષ્ટક 8 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

કોષ્ટક "સરેરાશ ઝડપ" બતાવે છે. આ ઝડપ નદીના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર દ્વારા પાણીના પ્રવાહને વિભાજીત કરીને નક્કી કરવામાં આવે છે. સર્વોચ્ચ સપાટીની ગતિ સામાન્ય રીતે દોઢ ગણી વધારે હોય છે, અને નીચેની ગતિ સરેરાશ ઝડપ કરતાં દોઢ ગણી ઓછી હોય છે.

હાઇડ્રોમેટ્રીનું વિજ્ઞાન નદીના પાણીની ગતિ અને પ્રવાહને માપવા સાથે કામ કરે છે.

પાણીના પ્રવાહની ઝડપ ખૂબ જ સરળ રીતે માપી શકાય છે.

આ કરવા માટે, તમારે કિનારા સાથે ચોક્કસ અંતર માપવાની જરૂર છે, ઓછામાં ઓછા પગલામાં, નિશાનો સેટ કરો અને ઉપરના ચિહ્નથી સહેજ ઉપર પાણીમાં ફ્લોટ અથવા ફક્ત લાકડાનો ટુકડો ફેંકી દો. ફ્લોટને એક ચિહ્નથી બીજા ચિહ્ન સુધી જવા માટે જે સમય લાગે છે તે ઘડિયાળ દ્વારા બીજા હાથથી માપવામાં આવે છે. ફ્લોટ એક ચિહ્નથી બીજા ચિહ્ન પર ફ્લોટ થાય તે સમય દ્વારા ગુણ વચ્ચેના અંતરને વિભાજીત કરીને, આપણે તે સ્થાન પરના પ્રવાહની સપાટીનો વેગ મેળવીએ છીએ.

સર્વેક્ષણ દરમિયાન, ખાસ ગોનીઓમીટર ટૂલ વડે ફ્લોટ્સનો માર્ગ શોધી કાઢવામાં આવે છે.

ઝડપ માપવાની સૌથી સચોટ રીત હાઇડ્રોમેટ્રિક મીટર (ફિગ. 15) છે. ધાતુના સળિયા પર (4 સુધીની ઊંડાઈએ) અથવા કેબલ પર (કોઈપણ ઊંડાઈએ) આ ટર્નટેબલને ખાસ સજ્જ જહાજોમાંથી પાણીમાં અલગ-અલગ ઊંડાણો સુધી ઉતારવામાં આવે છે. જલદી ટર્નટેબલ ચોક્કસ સંખ્યામાં ક્રાંતિ કરે છે, તેમાંના વિદ્યુત વાયરો બંધ થાય છે, ટર્નટેબલમાંથી પ્રવાહ વહે છે અને ટોચ પર એક ટૂંકી ઘંટડી ઉત્પન્ન થાય છે. વ્યક્તિગત કૉલ્સ વચ્ચેનો સમય અંતરાલ ચોક્કસ પ્રવાહ ગતિને અનુરૂપ છે. ટર્નટેબલને નીચું અને નીચું કરીને, તમે આપેલ વર્ટિકલ પર નદીની સમગ્ર ઊંડાઈમાં વેગ માપી શકો છો.

નદી પરના પાણીના પ્રવાહની ગણતરી નીચે મુજબ છે. એકબીજાથી સમાન અંતરે પ્રવાહમાં સ્થિત દરેક 10-20 વર્ટિકલ્સ પર, સરેરાશ પ્રવાહ ગતિ નક્કી કરવામાં આવે છે, જે પછી ઊભી વચ્ચેના નદીના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. વર્ટિકલ્સ વચ્ચે આ રીતે મેળવેલ વ્યક્તિગત ખાનગી ખર્ચ ઉમેરવામાં આવે છે. સરવાળો નદીનો કુલ પ્રવાહ આપે છે, જે પ્રતિ સેકન્ડ ક્યુબિક મીટરમાં દર્શાવવામાં આવે છે.

નિષ્કર્ષમાં, અમે નદીઓને ફોર્ડિંગ વિશે કેટલીક માહિતી પ્રદાન કરીશું.

વેડિંગ કરી શકાય છે, ઝડપ પર આધાર રાખીને, વિવિધ ઊંડાણો પર. નિયમ પ્રમાણે, 1.5 ની ઝડપે તમે 1 ની ઊંડાઈએ, ઘોડા પર 1.2 ની ઊંડાઈએ અને કાર દ્વારા 0.5 ની ઊંડાઈએ જઈ શકો છો. 2 સ્પીડ પર, તમે 0.6 ની ઊંડાઈએ વેડિંગ કરી શકો છો, ઘોડા પર બેસીને નદી પાર કરી શકો છો - 1 ની ઊંડાઈએ, કાર દ્વારા - 0.3 ની ઊંડાઈએ. જો પાણી સ્થિર હોય, તો વેડિંગ માટે સૌથી વધુ ઊંડાઈ માત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. વ્યક્તિની ઊંચાઈ અને કારની ડિઝાઇન.

નદીની ગતિને માપવાની ઘણી રીતો છે. તમે આ ગાણિતિક સમસ્યાઓ હલ કરતી વખતે કરી શકો છો, જ્યારે કોઈ ડેટા હોય ત્યારે, અથવા તમે વ્યવહારિક ક્રિયાઓ લાગુ કરીને તે કરી શકો છો.

નદીના પ્રવાહની ગતિ

પ્રવાહની ગતિ નદીના પટના ઢોળાવ પર સીધો આધાર રાખે છે. ચેનલનો ઢોળાવ એ બે વિભાગોની ઊંચાઈમાં તફાવતનો ગુણોત્તર છે, જે વિભાગની લંબાઈ તરફ નિર્દેશ કરે છે. ઢોળાવ જેટલો મોટો હશે તેટલી નદીના વહેણની ગતિ વધારે છે.

તમે નદીના પ્રવાહની ઝડપ શું છે તે બોટને ઉપર તરફ અને પછી ડાઉનસ્ટ્રીમ દ્વારા શોધી શકો છો. વર્તમાન સાથેની બોટની ઝડપ V1 છે, વર્તમાનની સામે બોટની ઝડપ V2 છે. નદીના પ્રવાહની ઝડપની ગણતરી કરવા માટે તમને જરૂર છે (V1 - V2): 2.

પાણીના પ્રવાહની ગતિને માપવા માટે, ખાસ લેગ ડિવાઇસનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, એક પિનવ્હીલ, જેમાં બ્લેડ, બોડી, પૂંછડીનો ભાગ અને રોટરનો સમાવેશ થાય છે.

નદીની ગતિ શોધવાની બીજી એક સરળ રીત છે.

તમે પગલામાં 10 મીટર અપસ્ટ્રીમ માપી શકો છો. તમારી ઊંચાઈ વધુ ચોક્કસ હશે. પછી કાંઠા પર પથ્થર અથવા ડાળી વડે એક નિશાન બનાવો અને લાકડાની એક સ્લિવર નિશાન ઉપર નદીમાં ફેંકી દો. સ્લિવર કિનારા પરના નિશાન પર પહોંચ્યા પછી, તમારે સેકંડની ગણતરી શરૂ કરવાની જરૂર છે. પછી 10 મીટરના માપેલા અંતરને આ અંતર પરની સેકંડની સંખ્યા દ્વારા વિભાજીત કરો. ઉદાહરણ તરીકે, સ્લિવર 8.5 સેકન્ડમાં 10 મીટરની મુસાફરી કરે છે. નદીના વહેણની ઝડપ 1.18 મીટર પ્રતિ સેકન્ડ રહેશે.

જળ શાસનના તત્વો અને તેનું નિરીક્ષણ કરવાની પદ્ધતિઓ

(એલ.કે. ડેવીડોવ અનુસાર)

અસંખ્ય કારણોના પ્રભાવ હેઠળ, જેની નીચે ચર્ચા કરવામાં આવશે, નદીઓમાં પાણીનો પ્રવાહ, સપાટીની સપાટીની સ્થિતિ, તેના ઢોળાવ અને પ્રવાહની ગતિ બદલાય છે. સમયાંતરે પાણીના પ્રવાહ દર, સ્તરો, ઢોળાવ અને પ્રવાહના વેગમાં સંચિત ફેરફારને જળ શાસન કહેવામાં આવે છે, અને પ્રવાહ દર, સ્તર, ઢોળાવ અને ઝડપમાં વ્યક્તિગત રીતે થતા ફેરફારોને જળ શાસનના તત્વો કહેવામાં આવે છે.

પાણીનો પ્રવાહ (Q) એ એકમ સમય દીઠ નદીના આપેલા જીવંત વિભાગમાંથી વહેતા પાણીનો જથ્થો છે. પ્રવાહ દર m3/s માં દર્શાવવામાં આવે છે. પાણીનું સ્તર (H) એ પાણીની સપાટીની ઊંચાઈ (સેન્ટિમીટરમાં) છે, જે અમુક સતત તુલનાત્મક પ્લેનથી માપવામાં આવે છે.

તેમની પ્રક્રિયા માટે સ્તરો અને પદ્ધતિઓનું અવલોકન

સ્તરની વધઘટનું અવલોકન પાણી માપન પોસ્ટ્સ (ફિગ. 73) પર કરવામાં આવે છે અને તેમાં પ્રારંભિક અથવા શૂન્ય તરીકે લેવામાં આવતા ચોક્કસ સ્થિર સમતલ ઉપર પાણીની સપાટીની ઊંચાઈને માપવાનો સમાવેશ થાય છે. આવા પ્લેનને સામાન્ય રીતે સૌથી નીચા પાણીના સ્તરથી સહેજ નીચે ચિહ્નમાંથી પસાર થતું વિમાન માનવામાં આવે છે. આ પ્લેનની સંપૂર્ણ અથવા સંબંધિત ઊંચાઈને ગ્રાફનું શૂન્ય કહેવામાં આવે છે, જેની ઉપર તમામ સ્તરો આપવામાં આવે છે.

ચોખા. 73. પોર્ટેબલ રેલ (b) નો ઉપયોગ કરીને પાઇલ વોટર-મેઝરિંગ સ્ટેશન (a) અને વોટર લેવલ રીડિંગ.

1 સે.મી.ની ચોકસાઈ સાથે પાણી માપવાના સળિયાનો ઉપયોગ કરીને માપન કરવામાં આવે છે. ત્યાં બે પ્રકારના સળિયા છે - કાયમી અને પોર્ટેબલ. સ્થાયી સ્લેટ્સ પુલના બંધ સાથે અથવા કાંઠાની નજીકના નદીના પટના તળિયે ચાલતા ખૂંટો સાથે જોડાયેલ છે. સપાટ બેંકો અને સ્તરની વધઘટના મોટા કંપનવિસ્તાર સાથે, પોર્ટેબલ સ્ટાફનો ઉપયોગ કરીને નિરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવે છે. આ કરવા માટે, સંરેખણમાં સ્થિત સંખ્યાબંધ થાંભલાઓને નદીના પટ અને પૂરના મેદાનમાં લઈ જવામાં આવે છે.

ખૂંટોના માથાના નિશાનો કિનારા પર સ્થાપિત વોટર-મેઝરિંગ સ્ટેશન બેન્ચમાર્ક સાથે સ્તરીકરણ દ્વારા જોડાયેલા છે, જેનું સંપૂર્ણ અથવા સંબંધિત ચિહ્ન જાણીતું છે. પાઇલ હેડ પર લગાવેલા પોર્ટેબલ સળિયાનો ઉપયોગ કરીને પાણીનું સ્તર માપવામાં આવે છે. દરેક ખૂંટોના માથાની ઊંચાઈને જાણીને, શૂન્ય સપાટી અથવા ગ્રાફના શૂન્યથી ઉપરના તમામ માપેલા સ્તરોને વ્યક્ત કરવું શક્ય છે. પાણી માપન પોસ્ટ્સ પર અવલોકનો સામાન્ય રીતે દિવસમાં 2 વખત કરવામાં આવે છે - 8 અને 20 વાગ્યે. સમયગાળા દરમિયાન જ્યારે સ્તર ઝડપથી બદલાય છે, વધારાના અવલોકનો સમગ્ર દિવસ દરમિયાન 1, 2, 3 અથવા 6 કલાકે કરવામાં આવે છે. સમગ્ર દિવસ દરમિયાન સ્તરના સતત રેકોર્ડિંગ માટે, સ્તરના રેકોર્ડર્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેનું વર્ણન હાઇડ્રોમેટ્રી પાઠ્યપુસ્તક (વી. ડી. બાયકોવ અને એ. વી. વાસિલીવ) માં મળી શકે છે. ત્યાં તમે સ્વચાલિત શાસન રેકોર્ડિંગ (પાણીનું સ્તર અને તાપમાન) હાઇડ્રોલોજિકલ પોસ્ટથી પણ પરિચિત થઈ શકો છો. સ્વયંસંચાલિત અવલોકન પ્રણાલીમાં સંક્રમણ હાઇડ્રોલોજિકલ માહિતીના સંપાદનને ઝડપી બનાવે છે અને તેના ઉપયોગની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

તમામ માપોના આધારે, દરેક દિવસ માટે સરેરાશ સ્તરોની ગણતરી કરવામાં આવે છે અને વર્ષ માટે દૈનિક સરેરાશ સ્તરોના કોષ્ટકો સંકલિત કરવામાં આવે છે. વધુમાં, આ કોષ્ટકોમાં દરેક મહિના અને વર્ષ માટે સરેરાશ સ્તરો શામેલ છે અને દરેક મહિના અને વર્ષ માટે ઉચ્ચતમ અને નીચા સ્તરો પસંદ કરો.

સરેરાશ, ઉચ્ચતમ અને નીચા સ્તરોને લાક્ષણિક સ્તર કહેવામાં આવે છે. સ્તર અવલોકન ડેટા યુએસએસઆરમાં વિશેષ પ્રકાશનોમાં પ્રકાશિત થાય છે - હાઇડ્રોલોજિકલ યરબુક્સ. પૂર્વ-ક્રાંતિકારી સમયગાળામાં, આ ડેટા "જળ માપન પોસ્ટ્સ પરના અવલોકનોના આધારે રશિયાના અંતર્દેશીય જળમાર્ગો પર પાણીના સ્તરો પરની માહિતી" માં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યા હતા.

સ્તરના દૈનિક અવલોકનોના આધારે, તેમના વધઘટના આલેખ બનાવવામાં આવે છે, જે આપેલ વર્ષ માટે સ્તરના શાસનની દ્રશ્ય રજૂઆત આપે છે.

નદીના પ્રવાહના વેગને માપવા માટેની પદ્ધતિઓ

નદીના પ્રવાહની ગતિ સામાન્ય રીતે ફ્લોટ્સ અથવા ગેજનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ચેઝી ફોર્મ્યુલાનો ઉપયોગ કરીને સમગ્ર જીવંત વિભાગની સરેરાશ ઝડપની ગણતરી કરવામાં આવે છે. સૌથી સરળ અને સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્લોટ્સ લાકડાના બનેલા છે. દરિયાકાંઠેથી નાની નદીઓ પર, મોટી નદીઓ પર - બોટમાંથી ફ્લોટ્સ પાણીમાં ફેંકવામાં આવે છે. સ્ટોપવોચનો ઉપયોગ કરીને, બે નજીકના લક્ષ્યો વચ્ચે ફ્લોટ પસાર કરવા માટેનો સમય t, જે વચ્ચેનું અંતર l જાણીતું છે, તે નક્કી કરવામાં આવે છે. વર્તમાનની સપાટીની ઝડપ ફ્લોટની ઝડપ જેટલી છે

વધુ સચોટ રીતે, વર્તમાન વેગને હાઇડ્રોમીટરનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવે છે. તે તમને પ્રવાહના કોઈપણ બિંદુએ સરેરાશ પ્રવાહ વેગ નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે. ટર્નટેબલના વિવિધ પ્રકારો છે. USSR માં, Zhestovsky અને Burtsev GR-21M, GR-55, GR-11 ના આધુનિક હાઇડ્રોમેટ્રિક ટર્નટેબલ્સ હાલમાં ઉપયોગ માટે ભલામણ કરવામાં આવે છે.

ઝડપને માપતી વખતે, સળિયા અથવા કેબલ પર ટર્નટેબલને પાણીમાં વિવિધ ઊંડાણો સુધી નીચે કરવામાં આવે છે જેથી તેના બ્લેડ પ્રવાહની વિરુદ્ધ દિશામાન થાય. બ્લેડ ફેરવવાનું શરૂ કરે છે, અને પ્રવાહની ઝડપ જેટલી ઝડપથી વધે છે. ટર્નટેબલ અક્ષ (સામાન્ય રીતે 20) ની ચોક્કસ સંખ્યામાં ક્રાંતિ પછી, વિશિષ્ટ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશ અથવા ધ્વનિ સંકેત આપવામાં આવે છે. પ્રતિ સેકન્ડની ક્રાંતિની સંખ્યા બે સિગ્નલો વચ્ચેના સમય અંતરાલ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ટર્નટેબલને ખાસ પ્રયોગશાળાઓમાં અથવા ફેક્ટરીઓ જ્યાં તેનું ઉત્પાદન કરવામાં આવે છે ત્યાં માપાંકિત કરવામાં આવે છે, એટલે કે, ટર્નટેબલ બ્લેડના પરિભ્રમણની સંખ્યા પ્રતિ સેકન્ડ (n rpm) અને પ્રવાહની ગતિ (v m/s) વચ્ચે સંબંધ સ્થાપિત થાય છે. આ અવલંબનમાંથી, n જાણીને, આપણે v નક્કી કરી શકીએ છીએ. પિનવ્હીલ વડે માપન અનેક વર્ટિકલ્સ પર કરવામાં આવે છે, તેમાંના દરેક પર કેટલાક બિંદુઓ પર.

પાણીનો પ્રવાહ નક્કી કરવા માટેની પદ્ધતિઓ

આપેલ ખુલ્લા વિભાગમાં પાણીનો પ્રવાહ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે

જ્યાં v સમગ્ર જીવંત વિભાગ માટે સરેરાશ ઝડપ છે; w આ વિભાગનો વિસ્તાર છે. બાદમાં ટ્રાંસવર્સ વિભાગ સાથે નદીના પલંગની ઊંડાઈના માપનના પરિણામે નક્કી કરવામાં આવે છે.

ઉપરોક્ત સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને, પ્રવાહ દર માત્ર ત્યારે જ ગણવામાં આવે છે જો ચેઝી સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને ઝડપ નક્કી કરવામાં આવે. ફ્લોટ્સ અથવા વ્યક્તિગત વર્ટિકલ્સ પર ટર્નટેબલ વડે વેગ માપતી વખતે, પ્રવાહ દર અલગ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે. દરેક વર્ટિકલ માટે સરેરાશ ઝડપને માપના પરિણામ તરીકે ઓળખવા દો. પછી પાણીના વપરાશની ગણતરી કરવાની યોજના નીચે મુજબ છે. પાણીના પ્રવાહને વોટર બોડીના જથ્થા તરીકે રજૂ કરી શકાય છે - એક પ્રવાહ મોડેલ (ફિગ. 76 એ), જીવંત વિભાગના પ્લેન દ્વારા મર્યાદિત, પાણીની આડી સપાટી અને વક્ર સપાટી v = f (H, B) , પ્રવાહની ઊંડાઈ અને પહોળાઈ સાથે ઝડપમાં ફેરફાર દર્શાવે છે. આ વોલ્યુમ, અને તેથી પ્રવાહ દર, સૂત્ર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે

બદલાવનો નિયમ v = f(H,B) ગાણિતિક રીતે અજ્ઞાત હોવાથી, પ્રવાહ દરની અંદાજે ગણતરી કરવામાં આવે છે.

ચોખા. 76 પાણીના વપરાશની ગણતરી કરવા માટેની યોજના. a — ફ્લો મોડલ, b — આંશિક પ્રવાહ.

ફ્લો મોડલને ખુલ્લા વિભાગના વિસ્તારના લંબરૂપ લંબરૂપ વિમાનો દ્વારા પ્રાથમિક વોલ્યુમોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે (ફિગ. 76 b). કુલ પ્રવાહ દરની ગણતરી આંશિક પ્રવાહ દર AQ ના સરવાળા તરીકે કરવામાં આવે છે, જેમાંથી પ્રત્યેક ખુલ્લા વિભાગ વિસ્તાર wi ના એક ભાગમાંથી પસાર થાય છે, જે બે સ્પીડ વર્ટિકલ્સ વચ્ચે અથવા ધાર અને તેની સૌથી નજીકની ઊભી વચ્ચે સમાયેલ છે.

આમ, કુલ પ્રવાહ દર Q બરાબર છે

જ્યાં K એ ચલ પરિમાણ છે જે દરિયાકાંઠાની પ્રકૃતિ પર આધાર રાખે છે અને 0.7 થી 0.9 સુધી બદલાય છે. મૃત જગ્યા K = 0.5 ની હાજરીમાં.

જાણીતા પાણીના પ્રવાહ દર Q પર સમગ્ર જીવંત વિભાગની સરેરાશ ઝડપની ગણતરી ફોર્મ્યુલા vcр =Q/w દ્વારા કરવામાં આવે છે.

પાણીના પ્રવાહને માપવા માટે અન્ય પદ્ધતિઓનો પણ ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, પર્વત નદીઓ પર આયન પૂર પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.

હાઇડ્રોમેટ્રી કોર્સમાં પાણીના પ્રવાહના દરો નક્કી કરવા અને તેની ગણતરી કરવા માટેની વિગતવાર માહિતી રજૂ કરવામાં આવી છે. પાણીના પ્રવાહના દરો અને સ્તરો વચ્ચે ચોક્કસ સંબંધ છે, Q - f(H), જે જળવિજ્ઞાનમાં જળ પ્રવાહ વળાંક તરીકે ઓળખાય છે. એક સમાન પ્રયોગમૂલક વળાંક ફિગમાં પ્રસ્તુત છે. 77 એ.

તે બરફ મુક્ત સમયગાળા દરમિયાન નદીમાં માપેલા પાણીના પ્રવાહ પર આધારિત હતું. શિયાળાના પાણીના પ્રવાહને અનુરૂપ બિંદુઓ ઉનાળાના વળાંકની ડાબી બાજુએ આવેલા છે, કારણ કે ફ્રીઝ-અપ ક્વિન્ટર (સમાન સ્તરની ઊંચાઈએ) દરમિયાન માપવામાં આવતા પ્રવાહ ઉનાળાના QL કરતા ઓછા હોય છે. પ્રવાહ દરમાં ઘટાડો એ બરફની રચનાને કારણે નદીના પટની ખરબચડીમાં વધારો અને ખુલ્લા ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારમાં ઘટાડો થવાનું પરિણામ છે. Qwin અને Ql વચ્ચેનો સંબંધ, સંક્રમણ ગુણાંક દ્વારા વ્યક્ત થાય છે

તે સ્થિર રહેતું નથી અને બરફની રચનાની તીવ્રતા, બરફની જાડાઈ અને તેની નીચલી સપાટીની ખરબચડીમાં ફેરફાર સાથે સમય જતાં બદલાય છે. Kzim=f(T) માં ઠંડકની શરૂઆતથી શરૂઆત સુધીના ફેરફારોનો અભ્યાસક્રમ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 77 બી.

પ્રવાહ વળાંક પાણીના મીટરિંગ સ્ટેશનો પર અવલોકન કરાયેલા જાણીતા સ્તરોના આધારે નદીના પાણીના દૈનિક પ્રવાહને નિર્ધારિત કરવાનું શક્ય બનાવે છે. બરફ-મુક્ત સમયગાળા માટે, કર્વ Q = f(H) નો ઉપયોગ કરવાથી કોઈ મુશ્કેલીઓ થતી નથી. ફ્રીઝ-અપ અથવા અન્ય બરફની રચના દરમિયાન દૈનિક ખર્ચ સમાન વળાંક Q = f(H) અને કાલક્રમિક ગ્રાફ Kzim = f/(T) નો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે, જેમાંથી Kzim મૂલ્યો ઇચ્છિત તારીખ માટે લેવામાં આવે છે:

QZIM = Kzim Ql

શિયાળાના ખર્ચને નિર્ધારિત કરવાની અન્ય રીતો છે, ઉદાહરણ તરીકે, "શિયાળુ" પ્રવાહ વળાંકનો ઉપયોગ કરીને, જો તે બાંધી શકાય.

સંખ્યાબંધ કેસોમાં, બરફ-મુક્ત સમયગાળા દરમિયાન પાણીના પ્રવાહના વળાંકની અસ્પષ્ટતાનું પણ ઉલ્લંઘન થાય છે. આ મોટેભાગે જોવા મળે છે જ્યારે ચેનલ અસ્થિર હોય છે (એલ્યુવિયમ, ધોવાણ), તેમજ જ્યારે ચલ બેકવોટર આપેલ નદીના સ્તર અને તેના પ્રવાહમાં મેળ ખાતી ન હોવાને કારણે થાય છે, હાઇડ્રોલિક સ્ટ્રક્ચર્સનું સંચાલન, સાથે ચેનલની અતિશય વૃદ્ધિ. જળચર વનસ્પતિ અને અન્ય અસાધારણ ઘટના. આમાંના દરેક કિસ્સામાં, દૈનિક પાણીના પ્રવાહને નક્કી કરવા માટે એક અથવા બીજી પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવે છે, જે હાઇડ્રોમેટ્રી કોર્સમાં દર્શાવેલ છે.

દૈનિક પાણીના વપરાશના ડેટાના આધારે, તમે એક દાયકા, મહિનો અથવા વર્ષ માટે સરેરાશ વપરાશની ગણતરી કરી શકો છો. આપેલ વર્ષ અથવા સંખ્યાબંધ વર્ષો માટે સરેરાશ, સૌથી વધુ અને સૌથી ઓછા ખર્ચને લાક્ષણિક ખર્ચ કહેવામાં આવે છે. દૈનિક પ્રવાહના ડેટાના આધારે, પાણીના પ્રવાહની વધઘટનો કેલેન્ડર (કાલક્રમિક) ગ્રાફ, જેને હાઇડ્રોગ્રાફ કહેવાય છે, બનાવવામાં આવે છે (ફિગ. 78).

ચોખા. 78. હાઇડ્રોગ્રાફ.

નદી પ્રવાહ મિકેનિઝમ

(એલ.કે. ડેવીડોવ અનુસાર)

ચળવળ લેમિનર અને તોફાની છે

પ્રકૃતિમાં, પાણી સહિત પ્રવાહી ચળવળના બે મોડ છે: લેમિનાર અને તોફાની. લેમિનર ચળવળ જેટની સમાંતર છે. પાણીના સતત પ્રવાહ સાથે, પ્રવાહના દરેક બિંદુએ વેગ સમય સાથે બદલાતો નથી, કાં તો તીવ્રતામાં અથવા દિશામાં. ખુલ્લા પ્રવાહમાં, તળિયેથી ઝડપ, જ્યાં તે શૂન્ય હોય છે, સપાટી પર તેની સૌથી મોટી કિંમત સુધી સરળતાથી વધે છે. ચળવળ પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા પર આધારિત છે, અને ચળવળનો પ્રતિકાર પ્રથમ શક્તિની ગતિના પ્રમાણમાં છે. પ્રવાહમાં ભળવું એ મોલેક્યુલર પ્રસરણની પ્રકૃતિ છે. લેમિનર શાસન ઝીણા દાણાવાળી જમીનમાં વહેતા ભૂગર્ભ પ્રવાહની લાક્ષણિકતા છે.

નદીના પ્રવાહમાં ચળવળ તોફાની છે. તોફાની શાસનની એક લાક્ષણિકતા એ ઝડપનું ધબકારા છે, એટલે કે તીવ્રતા અને દિશામાં દરેક બિંદુએ સમય જતાં તેનું પરિવર્તન. દરેક બિંદુએ આ વેગની વધઘટ સ્થિર સરેરાશ મૂલ્યોની આસપાસ થાય છે, જેનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે હાઇડ્રોલોજિસ્ટ દ્વારા કરવામાં આવે છે. પ્રવાહની સપાટી પર સૌથી વધુ વેગ જોવા મળે છે. તળિયે તેઓ પ્રમાણમાં ધીમે ધીમે ઘટે છે અને તળિયાની નજીકમાં તેઓ હજુ પણ ખૂબ મોટા મૂલ્યો ધરાવે છે. આમ, નદીના પ્રવાહમાં, તળિયેની ગતિ વ્યવહારીક રીતે બિન-શૂન્ય છે. અશાંત પ્રવાહના સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસો તળિયે ખૂબ જ પાતળા સીમા સ્તરની હાજરીની નોંધ લે છે, જેમાં વેગ તીવ્રપણે શૂન્ય થઈ જાય છે.

તોફાની ગતિ પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતાથી વ્યવહારીક રીતે સ્વતંત્ર છે. તોફાની પ્રવાહમાં ચળવળનો પ્રતિકાર ઝડપના વર્ગના પ્રમાણસર છે.

તે પ્રાયોગિક રીતે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે લેમિનારથી અશાંત સ્થિતિમાં અને પાછળનું સંક્રમણ વેગ વાવ અને પ્રવાહની ઊંડાઈ વચ્ચેના ચોક્કસ સંબંધો પર થાય છે. આ સંબંધ પરિમાણહીન રેનોલ્ડ્સ નંબર દ્વારા વ્યક્ત કરવામાં આવે છે

છેદ (ν) એ કિનેમેટિક સ્નિગ્ધતાનો ગુણાંક છે.

ખુલ્લી ચેનલો માટે, નિર્ણાયક રેનોલ્ડ્સ નંબર કે જેના પર મોશન મોડમાં ફેરફાર થાય છે તે લગભગ 300-1200 ની રેન્જમાં બદલાય છે. જો આપણે Re = 360 અને કિનેમેટિક સ્નિગ્ધતાનો ગુણાંક = 0.011 લઈએ, તો 10 સે.મી.ની ઊંડાઈએ નિર્ણાયક ગતિ (જે ઝડપે લેમિનર ગતિ તોફાની બને છે) 0.40 સેમી/સે છે; 100 cm ની ઊંડાઈએ તે ઘટીને 0.04 cm/s થાય છે. નિર્ણાયક ગતિના નીચા મૂલ્યો નદીના પ્રવાહમાં પાણીની હિલચાલની તોફાની પ્રકૃતિને સમજાવે છે.

આધુનિક વિભાવનાઓ (એ.વી. કરૌશેવ અને અન્ય) અનુસાર, વિવિધ કદના પાણીના પ્રાથમિક જથ્થાઓ (માળખાકીય તત્વો) વિવિધ દિશામાં અને જુદી જુદી સાપેક્ષ ગતિએ તોફાની પ્રવાહની અંદર જાય છે. આમ, પ્રવાહની સામાન્ય હિલચાલની સાથે, વ્યક્તિ પાણીના વ્યક્તિગત સમૂહની હિલચાલની નોંધ લઈ શકે છે, જેમ કે તે હતા, ટૂંકા સમય માટે સ્વતંત્ર અસ્તિત્વ. આ દેખીતી રીતે નાના ફનલ્સના તોફાની પ્રવાહની સપાટી પરના દેખાવને સમજાવે છે - વમળ, ઝડપથી દેખાય છે અને તે જ ઝડપથી અદૃશ્ય થઈ જાય છે, જાણે પાણીના કુલ સમૂહમાં ઓગળી જાય છે. આ માત્ર પ્રવાહમાં ઝડપના ધબકારા જ નહીં, પણ ગંદકી, તાપમાન અને ઓગળેલા ક્ષારની સાંદ્રતાના ધબકારા પણ સમજાવે છે.

નદીઓમાં પાણીની ચળવળની તોફાની પ્રકૃતિ પાણીના જથ્થાના મિશ્રણનું કારણ બને છે. વધતા પ્રવાહની ઝડપ સાથે મિશ્રણની તીવ્રતા વધે છે. મિશ્રણની ઘટના ખૂબ જ હાઇડ્રોલોજિકલ મહત્વ ધરાવે છે. તે પ્રવાહના જીવંત ક્રોસ-સેક્શન સાથે તાપમાન, સસ્પેન્ડેડ અને ઓગળેલા કણોની સાંદ્રતાને સમાન કરવામાં મદદ કરે છે.

ચોખા. 65. વળાંકવાળા પાણીની સપાટીના પ્રવાહના ઉદાહરણો. a - સ્ક્રીમીંગ સપોર્ટ, b - ઘટાડો વળાંક (A.V. Karaushev અનુસાર).

નદીઓમાં પાણીની હિલચાલ

નદીઓમાં પાણી ગુરુત્વાકર્ષણ F' ના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધે છે. આ બળને બે ઘટકોમાં વિઘટિત કરી શકાય છે: તળિયે Fx ની સમાંતર અને નીચે F’y માટે સામાન્ય (જુઓ આકૃતિ. 68). બળ F' નીચેથી પ્રતિક્રિયા બળ દ્વારા સંતુલિત છે. F'х બળ, ઢાળ પર આધાર રાખીને, પ્રવાહમાં પાણીની હિલચાલનું કારણ બને છે. આ બળ, સતત કાર્ય કરે છે, ચળવળને વેગ આપે છે. આવું થતું નથી, કારણ કે તે પાણીના કણો વચ્ચેના આંતરિક ઘર્ષણ અને તળિયે અને કાંઠાની સામે પાણીના ફરતા સમૂહના ઘર્ષણના પરિણામે પ્રવાહમાં ઉદ્ભવતા પ્રતિકારક બળ દ્વારા સંતુલિત છે. ખાઈમાં ફેરફાર, તળિયાની ખરબચડી, ચેનલને સાંકડી અને પહોળી કરવાને કારણે ચાલક બળ અને પ્રતિકારક શક્તિના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર થાય છે, જે નદીની લંબાઈ અને જીવંત વિભાગમાં પ્રવાહ વેગમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.

સ્ટ્રીમ્સમાં પાણીની હિલચાલના નીચેના પ્રકારોને અલગ પાડવામાં આવે છે: 1) સમાન, 2) અસમાન, 3) અસ્થિર. પ્રવાહ વેગની સમાન હિલચાલ સાથે, ઓપન ક્રોસ-સેક્શન અને પાણીનો પ્રવાહ દર પ્રવાહની લંબાઈ સાથે સ્થિર રહે છે અને સમય જતાં બદલાતા નથી. આ પ્રકારની હિલચાલ પ્રિઝમેટિક ક્રોસ-સેક્શનવાળી ચેનલોમાં જોઇ શકાય છે.

અસમાન હિલચાલ સાથે, ઢોળાવ, ઝડપ અને ખુલ્લો વિભાગ સમય જતાં આપેલ વિભાગમાં બદલાતો નથી, પરંતુ પ્રવાહની લંબાઈ સાથે બદલાય છે. આ પ્રકારની હિલચાલ નદીઓમાં નીચા પાણીના સમયગાળા દરમિયાન જોવા મળે છે જેમાં પાણીનો સ્થિર પ્રવાહ હોય છે, તેમજ ડેમ દ્વારા રચાયેલા બેકવોટરની પરિસ્થિતિઓમાં.

અસ્થિર ગતિ એ એક છે જેમાં વિચારણા હેઠળના વિભાગમાં પ્રવાહના તમામ હાઇડ્રોલિક તત્વો (ઢોળાવ, વેગ, ખુલ્લું ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર) સમય અને લંબાઈ બંનેમાં બદલાય છે. પૂર અને પૂર દરમિયાન નદીઓ માટે અસ્થિર હિલચાલ લાક્ષણિક છે.

એકસમાન હિલચાલ સાથે, પ્રવાહની સપાટી Iનો ઢોળાવ તળિયાના ઢાળ i જેટલો હોય છે અને પાણીની સપાટી સમતળ કરેલ તળિયાની સપાટીની સમાંતર હોય છે. અસમાન ચળવળ ધીમી અને ઝડપી હોઈ શકે છે. જેમ જેમ નદીનો પ્રવાહ ધીમો પડી જાય છે તેમ, મુક્ત પાણીની સપાટીનો વળાંક બેકવોટર વળાંકનું સ્વરૂપ લે છે. સપાટીનો ઢોળાવ તળિયાના ઢોળાવ કરતાં ઓછો થઈ જાય છે (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) (ફિગ. 65).

ચોખા. 68. ચેઝી સમીકરણ મેળવવા માટેની યોજના (એ.વી. કરૌશેવ અનુસાર).

પાણીના પ્રવાહની ગતિ અને ખુલ્લા વિભાગ પર તેમનું વિતરણ

નદીઓમાં પ્રવાહની ગતિ પ્રવાહના જુદા જુદા બિંદુઓ પર સમાન હોતી નથી: તે વહેતા વિભાગની ઊંડાઈ અને પહોળાઈ બંનેમાં બદલાય છે. દરેક વ્યક્તિગત વર્ટિકલ પર, સૌથી નીચો વેગ તળિયે જોવામાં આવે છે, જે ચેનલ રફનેસના પ્રભાવને કારણે છે. તળિયેથી સપાટી પર, વેગમાં વધારો પ્રથમ ઝડપથી થાય છે, અને પછી ધીમો પડી જાય છે, અને ખુલ્લા પ્રવાહમાં મહત્તમ સપાટી પર અથવા સપાટીથી 0.2H ના અંતરે પહોંચે છે. વર્ટિકલ વેગ ફેરફારોના વળાંકોને હોડોગ્રાફ્સ અથવા વેગ ડાયાગ્રામ (ફિગ. 66) કહેવામાં આવે છે. વેગનું વર્ટિકલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન તળિયાની ટોપોગ્રાફી, બરફનું આવરણ, પવન અને જળચર વનસ્પતિમાં અસમાનતાથી ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. જો તળિયે (પહાડો, પથ્થરો) અનિયમિતતા હોય, તો અવરોધની સામેના પ્રવાહમાં વેગ તળિયે ઝડપથી ઘટે છે. જળચર વનસ્પતિના વિકાસ સાથે તળિયાના સ્તરમાં વેગ ઘટે છે, જે ચેનલના તળિયાની ખરબચડીમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. શિયાળામાં, બરફની નીચે, ખાસ કરીને સ્લશની હાજરીમાં, બરફની ખરબચડી નીચેની સપાટી પર વધારાના ઘર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, ઝડપ ઓછી હોય છે. મહત્તમ ઝડપ ઊંડાઈના મધ્યમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે અને કેટલીકવાર તળિયે નજીક સ્થિત હોય છે. પ્રવાહની દિશામાં પવન ફૂંકાવાથી સપાટી પર ઝડપ વધે છે. પવનની દિશા અને વિદ્યુતપ્રવાહ વચ્ચેના વિપરીત સંબંધ સાથે, સપાટી પરનો વેગ ઘટે છે અને મહત્તમની સ્થિતિ શાંત હવામાનમાં તેની સ્થિતિની તુલનામાં વધુ ઊંડાણમાં શિફ્ટ થાય છે.

પ્રવાહની પહોળાઈ સાથે, વર્ટિકલ્સ પરની સપાટી અને સરેરાશ વેગ બંને તદ્દન સરળ રીતે બદલાય છે, મૂળભૂત રીતે જીવંત વિભાગમાં ઊંડાણોના વિતરણને પુનરાવર્તિત કરે છે: દરિયાકિનારાની નજીક ઝડપ ઓછી છે, પ્રવાહની મધ્યમાં તે સૌથી વધુ છે. નદીની સપાટી પરના બિંદુઓને સૌથી વધુ ઝડપે જોડતી રેખાને કોર કહેવામાં આવે છે. જળ પરિવહન અને લાકડાના રાફ્ટિંગ માટે નદીઓનો ઉપયોગ કરતી વખતે સળિયાની સ્થિતિ જાણવાનું ખૂબ મહત્વ છે. જીવંત વિભાગમાં વેગના વિતરણનું વિઝ્યુઅલ પ્રતિનિધિત્વ આઇસોટાહ બનાવીને મેળવી શકાય છે - જીવંત વિભાગમાં સમાન વેગ સાથેના બિંદુઓને જોડતી રેખાઓ (ફિગ. 67). મહત્તમ વેગનો પ્રદેશ સામાન્ય રીતે સપાટીથી કેટલીક ઊંડાઈએ સ્થિત હોય છે. સૌથી વધુ વેગ સાથે પ્રવાહની લંબાઈ સાથે વ્યક્તિગત જીવંત વિભાગોના બિંદુઓને જોડતી રેખાને પ્રવાહની ગતિશીલ અક્ષ કહેવામાં આવે છે.

ચોખા. 66. વેગ ડાયાગ્રામ. a - ખુલ્લી ચેનલ, b - અવરોધની સામે, c - બરફનું આવરણ, d - કાદવનું સંચય.

સરેરાશ વર્ટિકલ વેગની ગણતરી વેગ ડાયાગ્રામના ક્ષેત્રફળને ઊભી ઊંડાઈ દ્વારા વિભાજીત કરીને અથવા ઊંડાઈમાં લાક્ષણિક બિંદુઓ પર માપેલા વેગની હાજરીમાં (VPOV, V0.2, V0.6, V0.8, VDON) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, પ્રયોગમૂલક સૂત્રોમાંથી એક

જીવંત વિભાગમાં સરેરાશ ઝડપ. ચેઝી ફોર્મ્યુલા

સીધા માપનની ગેરહાજરીમાં સરેરાશ પ્રવાહ વેગની ગણતરી કરવા માટે, ચેઝી ફોર્મ્યુલાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. તે આના જેવું દેખાય છે:

જ્યાં હેવ એ સરેરાશ ઊંડાઈ છે.

ગુણાંક C નું મૂલ્ય સ્થિર મૂલ્ય નથી. તે નદીના પટની ઊંડાઈ અને ખરબચડી પર આધાર રાખે છે. સી નક્કી કરવા માટે ઘણા પ્રયોગમૂલક સૂત્રો છે. અહીં તેમાંથી બે છે:

મેનિંગનું સૂત્ર

એન.એન. પાવલોવ્સ્કીનું સૂત્ર
જ્યાં n એ રફનેસ ગુણાંક છે, જે M.F. શ્રીબનીના વિશેષ કોષ્ટકો અનુસાર જોવા મળે છે. પાવલોવ્સ્કીના સૂત્રમાં ચલ સૂચક નિર્ભરતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ચેઝીના સૂત્ર પરથી તે જોઈ શકાય છે કે હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા અથવા સરેરાશ ઊંડાઈ વધવા સાથે પ્રવાહ વેગ વધે છે. આવું થાય છે કારણ કે વધતી ઊંડાઈ સાથે વ્યક્તિગત ઊભી બિંદુઓ પર વેગ મૂલ્ય પર નીચેની ખરબચડીનો પ્રભાવ નબળો પડે છે અને તેથી નીચા વેગ દ્વારા કબજે કરાયેલ વેગ રેખાકૃતિ પરનો વિસ્તાર ઘટતો જાય છે. હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યામાં વધારો પણ ગુણાંક C માં વધારો તરફ દોરી જાય છે. ચેઝી સૂત્રમાંથી તે અનુસરે છે કે પ્રવાહ વેગ વધતા ઢોળાવ સાથે વધે છે, પરંતુ આ વધારો લેમિનર ગતિ કરતા અશાંત ગતિ દરમિયાન ઓછો ઉચ્ચારવામાં આવે છે.

પર્વત અને નીચાણવાળી નદીઓના પ્રવાહની ગતિ

નીચાણવાળી નદીઓનો પ્રવાહ પર્વતીય નદીઓ કરતાં ઘણો શાંત છે. નીચાણવાળી નદીઓની પાણીની સપાટી પ્રમાણમાં સપાટ છે. અવરોધો શાંતિથી આસપાસ વહે છે, અવરોધની સામે દેખાતા બેકવોટરનો વળાંક અપસ્ટ્રીમ વિસ્તારની પાણીની સપાટી સાથે સરળતાથી સંવનન કરે છે.

પર્વતીય નદીઓ પાણીની સપાટીની અત્યંત અસમાનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (ફીણવાળું શિખરો, વિપરીત ખામીઓ, ડૂબકી). વિપરીત ખામીઓ અવરોધની સામે થાય છે (ચેનલના તળિયે પથ્થરોનો ઢગલો) અથવા નીચેની ઢાળમાં તીવ્ર ઘટાડો સાથે. હાઇડ્રોલિક્સમાં પાણીના ઉછાળાને હાઇડ્રોલિક (વોટર) જમ્પ કહેવામાં આવે છે. તેને એક જ તરંગ તરીકે ગણી શકાય જે પાણીની સપાટી પર અવરોધની સામે દેખાય છે. સપાટી પર એક તરંગના પ્રસારની ઝડપ, જેમ કે જાણીતી છે, c = છે, જ્યાં g એ ગુરુત્વાકર્ષણનું પ્રવેગ છે, H એ ઊંડાઈ છે.

જો પ્રવાહનો સરેરાશ પ્રવાહ વેગ vср તરંગના પ્રચારની ગતિની બરાબર હોય અથવા તેનાથી વધી જાય, તો અવરોધ પર રચાયેલ તરંગ ઉપરના પ્રવાહમાં પ્રચાર કરી શકતું નથી અને તેની શરૂઆતના બિંદુની નજીક અટકી જાય છે. વિસ્થાપનની રોકાયેલ તરંગ રચાય છે.

ચાલો વાવ = સી. અગાઉના સૂત્રમાંથી મૂલ્યને આ સમાનતામાં બદલીને, આપણે vav = , અથવા મેળવીએ છીએ

આ સમીકરણની ડાબી બાજુ ફ્રાઉડ નંબર (Fr) તરીકે ઓળખાય છે. આ સંખ્યા અમને તોફાની અથવા શાંત પ્રવાહ શાસનના અસ્તિત્વ માટેની પરિસ્થિતિઓનો અંદાજ કાઢવાની મંજૂરી આપે છે: ફાધર પર< 1 — спокойный режим, при Fr >1 - તોફાની મોડ.

આમ, પ્રવાહની પ્રકૃતિ, ઊંડાઈ, ઝડપ અને પરિણામે, ઢાળ વચ્ચે નીચેના સંબંધો અસ્તિત્વમાં છે: ઢાળ અને ગતિમાં વધારો અને આપેલ પ્રવાહ દરે ઊંડાઈમાં ઘટાડો સાથે, પ્રવાહ વધુ તોફાની બને છે; ઢોળાવ અને ઝડપમાં ઘટાડો અને આપેલ પ્રવાહ દરે ઊંડાઈમાં વધારા સાથે, પ્રવાહ શાંત બને છે.

પર્વતીય નદીઓ એક નિયમ તરીકે, ઝડપી પ્રવાહ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, જ્યારે નીચાણવાળી નદીઓમાં શાંત પ્રવાહ શાસન છે. નીચાણવાળી નદીઓના રેપિડ્સ વિસ્તારોમાં તોફાની પ્રવાહ શાસન પણ થઈ શકે છે. ખરબચડી પ્રવાહમાં સંક્રમણ, પ્રવાહની અશાંતિમાં તીવ્ર વધારો કરે છે.

ટ્રાંસવર્સ પરિભ્રમણ

નદીઓમાં પાણીની હિલચાલની એક વિશેષતા એ પ્રવાહનો બિન-સમાંતર પ્રવાહ છે. તે સ્પષ્ટપણે વળાંકો પર દેખાય છે અને નદીઓના સીધા વિભાગો પર જોવા મળે છે. કિનારાની સમાંતર પ્રવાહની સામાન્ય હિલચાલની સાથે, પ્રવાહમાં સામાન્ય રીતે આંતરિક પ્રવાહો હોય છે, જે પ્રવાહની ચળવળની અક્ષના જુદા જુદા ખૂણા પર નિર્દેશિત હોય છે અને પ્રવાહની ત્રાંસી દિશામાં પાણીના જથ્થાની હિલચાલ ઉત્પન્ન કરે છે. રશિયન સંશોધક N.S. Lelyavsky એ છેલ્લી સદીના અંતમાં આ તરફ ધ્યાન દોર્યું. તેમણે નીચે પ્રમાણે આંતરિક પ્રવાહોની રચના સમજાવી. સળિયા પર, પાણીની સપાટી પર ઉચ્ચ વેગને લીધે, જેટ બાજુથી અંદર ખેંચાય છે, પરિણામે, પ્રવાહના કેન્દ્રમાં સ્તરમાં થોડો વધારો થાય છે. પરિણામે, પ્રવાહની દિશાને લંબરૂપ સમતલમાં, બંધ રૂપરેખા સાથે બે પરિભ્રમણ પ્રવાહો રચાય છે, જે તળિયે વળી જાય છે (ફિગ. 69 એ). આગળની ગતિ સાથે સંયોજનમાં, આ ત્રાંસી પરિભ્રમણ પ્રવાહો હેલિકલ હલનચલનનું સ્વરૂપ લે છે. લેલ્યાવ્સ્કીએ કોર તરફ નિર્દેશિત સપાટીના પ્રવાહને ખામીયુક્ત અને તળિયે વળાંકવાળાને પંખાના આકારનો ગણાવ્યો હતો.

ચેનલના વળાંકવાળા ભાગોમાં, પાણીના જેટ, અંતર્મુખ કાંઠાને મળતા, તેનાથી દૂર ફેંકવામાં આવે છે. આ પ્રતિબિંબિત જેટ દ્વારા વહન કરવામાં આવતા પાણીના જથ્થા, જેનો વેગ ઓછો હોય છે, જે તેમના પર ટકરાતા નીચેના જેટ દ્વારા વહન કરવામાં આવતા પાણીના જથ્થા પર સુપરઇમ્પોઝ કરવામાં આવે છે, જે અંતર્મુખ કિનારાની નજીક પાણીની સપાટીના સ્તરમાં વધારો કરે છે. પરિણામે, પાણીની સપાટીનો એક ત્રાંસી થાય છે, અને અંતર્મુખ કિનારાની નજીક સ્થિત પાણીના જેટ તેના ઢોળાવ સાથે નીચે આવે છે અને નીચેના સ્તરોમાં વિરુદ્ધ બહિર્મુખ કિનારા તરફ નિર્દેશિત થાય છે. નદીઓના વળાંકવાળા ભાગોમાં પરિભ્રમણ પ્રવાહ થાય છે (ફિગ. 69 b).

ચોખા. 69. ચેનલના સીધા (a) અને વળાંકવાળા (b) વિભાગ પર પરિભ્રમણ પ્રવાહો (N. S. Lelyavsky અનુસાર). 1 - સપાટી અને નીચે જેટની યોજના, 2 - વર્ટિકલ પ્લેનમાં પરિભ્રમણ પ્રવાહો, 3 - હેલિકલ પ્રવાહો.

લેબોરેટરી પરિસ્થિતિઓમાં એ.આઈ. લોસિવેસ્કી દ્વારા આંતરિક પ્રવાહની વિશેષતાઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો. તેમણે પ્રવાહની ઊંડાઈ અને પહોળાઈના ગુણોત્તર પર પરિભ્રમણ પ્રવાહોના આકારની અવલંબન સ્થાપિત કરી અને ચાર પ્રકારના આંતરિક પ્રવાહોને ઓળખ્યા (ફિગ. 70).

પ્રકાર I અને II બે સપ્રમાણ પરિભ્રમણ દ્વારા રજૂ થાય છે. પ્રકાર I સપાટી પર જેટ કન્વર્જન્સ અને તળિયે વિચલન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. આ કિસ્સો વિશાળ અને છીછરા ચેનલવાળા વોટરકોર્સ માટે લાક્ષણિક છે, જ્યારે પ્રવાહ પર કાંઠાનો પ્રભાવ નજીવો હોય છે. બીજા કિસ્સામાં, તળિયે જેટ કિનારાથી મધ્ય તરફ નિર્દેશિત કરવામાં આવે છે. આ પ્રકારનું પરિભ્રમણ ઊંચી ઝડપ સાથે ઊંડા પ્રવાહ માટે લાક્ષણિક છે. એક-માર્ગી પરિભ્રમણ સાથેનો પ્રકાર III ત્રિકોણાકાર આકારની ચેનલોમાં જોવા મળે છે. પ્રકાર IV - મધ્યવર્તી - પ્રકાર I થી પ્રકાર II માં સંક્રમણ દરમિયાન થઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, પ્રવાહની મધ્યમાં આવેલા જેટ અનુક્રમે, દરિયાકિનારાની નજીક કન્વર્જિંગ અથવા ડાઇવર્જિંગ હોઈ શકે છે - ડાયવર્જિંગ અથવા કન્વર્જિંગ. પરિભ્રમણ પ્રવાહોનો વિચાર M. A. Velikanov, V. M. Makkaveev, A. V. Karaushev અને અન્યોના કાર્યોમાં વધુ વિકસિત થયો હતો. આ પ્રવાહોની ઘટનાના સૈદ્ધાંતિક અભ્યાસો હાઇડ્રોલિક્સ અને ચેનલ પ્રવાહોની ગતિશીલતા પરના વિશેષ અભ્યાસક્રમોમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. ચેનલના વળાંક પર ટ્રાંસવર્સ કરંટનો દેખાવ અહીં વિકસી રહેલા જડતાના કેન્દ્રત્યાગી બળ અને પાણીની સપાટીના સંબંધિત ટ્રાંસવર્સ સ્લોપ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. વળાંકો પર ઉદ્ભવતા જડતાનું કેન્દ્રત્યાગી બળ વિવિધ ઊંડાણો પર સમાન નથી.

ચોખા. 70. આંતરિક પ્રવાહની યોજના (એ.આઈ. લોસિવેસ્કી અનુસાર). 1 - સપાટી જેટ, 2 - નીચે જેટ.

ચોખા. 71. પરિભ્રમણનું કારણ બને તેવા દળોના ઉમેરાની યોજના. a - કેન્દ્રત્યાગી બળ P1 માં વર્ટિકલ ફેરફાર, b - વધારાનું દબાણ, c - વર્ટિકલ, d - ટ્રાંસવર્સ પરિભ્રમણ પર કાર્ય કરતા કેન્દ્રત્યાગી અને વધારાના દબાણ દળોનું પરિણામી રેખાકૃતિ.
સપાટી પર તે વધારે છે, તળિયે તે ઊંડાઈ (ફિગ. 71 એ) સાથે રેખાંશ વેગમાં ઘટાડો થવાને કારણે ઓછું છે.

વળાંકની દિશાના આધારે, વિચલિત કોરિઓલિસ બળ કાં તો વળાંક પરના ટ્રાંસવર્સ પ્રવાહને મજબૂત અથવા નબળા બનાવે છે. સમાન બળ સીધા વિભાગોમાં ટ્રાંસવર્સ પ્રવાહને ઉત્તેજિત કરે છે.

વળાંક પર નીચા સ્તરે, પરિભ્રમણ પ્રવાહો લગભગ વ્યક્ત થતા નથી. જેમ જેમ સ્તર વધે છે, ગતિ અને કેન્દ્રત્યાગી બળ વધે છે તેમ, પરિભ્રમણ પ્રવાહો અલગ બને છે. ટ્રાંસવર્સ પ્રવાહોની ગતિ સામાન્ય રીતે નાની હોય છે - ઝડપના રેખાંશ ઘટક કરતા દસ ગણી ઓછી. પાણી પૂરના મેદાનમાં પહોંચે તે પહેલાં પરિભ્રમણ પ્રવાહનું વર્ણવેલ પાત્ર અવલોકન કરવામાં આવે છે. પૂરના મેદાનમાં પાણી પ્રવેશે તે ક્ષણથી, નદીમાં બે પ્રવાહો સર્જાય છે - એક ઉપલા પ્રવાહ, ખીણની દિશામાં અને નીચેનો પ્રવાહ, મુખ્ય ચેનલમાં. આ પ્રવાહોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જટિલ છે અને હજુ પણ નબળી રીતે સમજી શકાતી નથી.

ચેનલ ફ્લોની ગતિશીલતા પરનું આધુનિક સાહિત્ય (K.V. Grishanin, 1969) દેખીતી રીતે, નદીના પ્રવાહમાં ટ્રાંસવર્સ પરિભ્રમણના ઉદભવ માટે વધુ સખત સમજૂતી પ્રદાન કરે છે. આવા પરિભ્રમણની ઉત્પત્તિ ટ્રાંસવર્સ સ્લોપ (અને સતત ઊભી) અને પ્રાથમિક વોલ્યુમોની કિનારીઓ પર થતા સ્પર્શક તાણમાં તફાવતને કારણે દબાણ ઢાળ દ્વારા પ્રવાહમાં પાણીના પ્રાથમિક જથ્થામાં કોરિઓલિસ પ્રવેગકના પ્રસારણની પદ્ધતિ સાથે સંકળાયેલી છે. વર્ટિકલ ફ્લો વેલોસીટીમાં તફાવત દ્વારા પાણીનું.

કોરિઓલિસ પ્રવેગક સમાન ભૂમિકા ચેનલ વળાંક પર કેન્દ્રિય પ્રવેગ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે.

ટ્રાંસવર્સ પરિભ્રમણ ઉપરાંત, પરિભ્રમણની ઊભી અક્ષ સાથે વમળની ગતિવિધિઓ પ્રવાહમાં જોવા મળે છે (ફિગ. 72).

ચોખા. 72. વર્ટિકલ અક્ષો સાથે વમળોનું આકૃતિ (K.V. ગ્રીશાનિન અનુસાર).

તેમાંના કેટલાક મોબાઇલ અને અસ્થિર છે, અન્ય સ્થિર છે અને મોટા ટ્રાંસવર્સ પરિમાણો ધરાવે છે. વધુ વખત તે પ્રવાહોના સંગમ પર, ઊભો દરિયાકિનારાની પાછળ, પાણીની અંદરના કેટલાક અવરોધો વગેરેની આસપાસ વહેતી વખતે ઉદ્ભવે છે. સ્થિર વોર્ટિસીસની રચના માટેની પરિસ્થિતિઓનો હજુ સુધી અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી. ગ્રીશાનિન સૂચવે છે કે સ્થિર સ્થાનિક વમળની રચના પ્રવાહની નોંધપાત્ર ઊંડાઈ અને પાણીના ઉપરના પ્રવાહના અસ્તિત્વ દ્વારા સુવિધા આપવામાં આવે છે. પ્રવાહમાં આ વમળો, જેને વમળ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, હવાના વમળો - ટોર્નેડો જેવા દેખાય છે.

ટ્રાંસવર્સ પરિભ્રમણ અને એડી હલનચલન કાંપના પરિવહન અને નદી નાળાઓના નિર્માણમાં મોટી ભૂમિકા ભજવે છે.

અગાઉના ફકરાઓમાં, પ્રવાહી અને વાયુઓના સંતુલનના નિયમોની ચર્ચા કરવામાં આવી હતી. હવે તેમની હિલચાલ સાથે સંકળાયેલી કેટલીક ઘટનાઓ જોઈએ.

પ્રવાહીની હિલચાલ કહેવામાં આવે છે વર્તમાન સાથે, અને ફરતા પ્રવાહીના કણોનો સંગ્રહ એ પ્રવાહ છે. પ્રવાહીની હિલચાલનું વર્ણન કરતી વખતે, અવકાશમાં આપેલ બિંદુમાંથી પ્રવાહીના કણો પસાર થાય છે તે ઝડપ નક્કી કરવામાં આવે છે.

જો અવકાશના દરેક બિંદુએ ફરતા પ્રવાહીથી ભરપૂર હોય, તો સમય સાથે ઝડપ બદલાતી નથી, તો આવી ગતિને સ્થિર કહેવામાં આવે છે, અથવા સ્થિર. સ્થિર પ્રવાહમાં, કોઈપણ પ્રવાહી કણ સમાન ગતિ મૂલ્ય સાથે અવકાશમાં આપેલ બિંદુમાંથી પસાર થાય છે. અમે એક આદર્શ અસંકુચિત પ્રવાહીના માત્ર સ્થિર પ્રવાહને ધ્યાનમાં લઈશું. આદર્શપ્રવાહી કહેવાય છે જેમાં કોઈ ઘર્ષણ બળ નથી.

જેમ જાણીતું છે, પાસ્કલના કાયદા અનુસાર, જહાજમાં સ્થિર પ્રવાહી, પ્રવાહીના તમામ બિંદુઓ પર કોઈ ફેરફાર કર્યા વિના બાહ્ય દબાણને પ્રસારિત કરે છે. પરંતુ જ્યારે વેરિયેબલ ક્રોસ-સેક્શનના પાઇપમાંથી પ્રવાહી ઘર્ષણ વિના વહે છે, ત્યારે પાઇપમાં વિવિધ સ્થળોએ દબાણ એકસરખું હોતું નથી. આકૃતિ 1 માં દર્શાવેલ યોજનાકીય રીતે ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ કરીને પાઇપમાં દબાણ વિતરણ કે જેના દ્વારા પ્રવાહી પ્રવાહનું મૂલ્યાંકન કરી શકાય છે. ઊભી ખુલ્લી દબાણ ગેજ ટ્યુબને પાઇપ સાથે સોલ્ડર કરવામાં આવે છે. જો પાઇપમાં પ્રવાહી દબાણ હેઠળ હોય, તો મેનોમેટ્રિક ટ્યુબમાં પ્રવાહી પાઇપમાં આપેલ જગ્યાએ દબાણના આધારે ચોક્કસ ઊંચાઈ સુધી વધે છે. અનુભવ દર્શાવે છે કે પાઇપના સાંકડા વિસ્તારોમાં પ્રવાહી સ્તંભની ઊંચાઈ વિશાળ વિસ્તારો કરતા ઓછી હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે આ ચુસ્ત સ્થળોમાં ઓછું દબાણ છે. આ શું સમજાવે છે?

ચાલો માની લઈએ કે વેરિયેબલ ક્રોસ-સેક્શન (ફિગ. 1) સાથે આડી પાઇપમાંથી એક અસ્પષ્ટ પ્રવાહી વહે છે. ચાલો માનસિક રીતે પાઇપમાં કેટલાક વિભાગો પસંદ કરીએ, જેના વિસ્તારો આપણે અને દ્વારા દર્શાવીએ છીએ. સ્થિર પ્રવાહમાં, પ્રવાહીના સમાન વોલ્યુમો સમાન સમયગાળા દરમિયાન પાઇપના કોઈપણ ક્રોસ વિભાગ દ્વારા સ્થાનાંતરિત થાય છે.

ચાલો વિભાગ દ્વારા પ્રવાહીનો વેગ હોઈએ અને વિભાગ દ્વારા પ્રવાહીનો વેગ હોઈએ. સમય જતાં, આ વિભાગોમાંથી વહેતા પ્રવાહીની માત્રા સમાન હશે:

કારણ કે પ્રવાહી અસ્પષ્ટ છે, તો પછી . તેથી, અસ્પષ્ટ પ્રવાહી માટે. આ સંબંધને સાતત્ય સમીકરણ કહેવામાં આવે છે.

આ સમીકરણમાંથી, એટલે કે. કોઈપણ બે વિભાગોમાં પ્રવાહી વેગ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તારોના વિપરિત પ્રમાણમાં હોય છે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે પાઇપના પહોળા ભાગમાંથી સાંકડા ભાગમાં જાય છે ત્યારે પ્રવાહી કણો વેગ આપે છે. પરિણામે, પાઇપના પહોળા ભાગમાં પ્રવાહીમાંથી પાઇપના સાંકડા ભાગમાં પ્રવેશતા પ્રવાહી પર ચોક્કસ બળ કાર્ય કરે છે. આવા બળ પ્રવાહીના જુદા જુદા ભાગોમાં દબાણના તફાવતને કારણે જ ઉદ્ભવી શકે છે. બળ પાઇપના સાંકડા ભાગ તરફ નિર્દેશિત હોવાથી, પાઇપના વિશાળ વિભાગમાં દબાણ સાંકડા વિભાગ કરતા વધારે હોવું જોઈએ. સાતત્ય સમીકરણને ધ્યાનમાં લેતા, અમે નિષ્કર્ષ પર આવી શકીએ છીએ: સ્થિર પ્રવાહી પ્રવાહ દરમિયાન, દબાણ તે સ્થાનો પર ઓછું હોય છે જ્યાં પ્રવાહની ગતિ વધારે હોય છે, અને તેનાથી વિપરીત, તે સ્થાનો જ્યાં પ્રવાહની ગતિ ઓછી હોય છે.

ડી. બર્નૌલી આ નિષ્કર્ષ પર પહોંચનારા પ્રથમ હતા, તેથી જ આ કાયદો કહેવામાં આવે છે બર્નૌલીનો કાયદો.

ગતિશીલ પ્રવાહીના પ્રવાહમાં ઊર્જાના સંરક્ષણના કાયદાનો ઉપયોગ અમને બર્નૌલીના કાયદાને વ્યક્ત કરતું સમીકરણ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે (અમે તેને વ્યુત્પત્તિ વિના રજૂ કરીએ છીએ)

- આડી ટ્યુબ માટે બર્નૌલીનું સમીકરણ.

અહીં અને સ્થિર દબાણ અને પ્રવાહીની ઘનતા છે. જ્યારે તેમની સંબંધિત ગતિની ગતિ શૂન્ય હોય ત્યારે સ્થિર દબાણ એ પ્રવાહીના એક ભાગના સંપર્કના ક્ષેત્રના બીજા ભાગના દબાણના ગુણોત્તર જેટલું હોય છે. આ દબાણ પ્રવાહ સાથે ફરતા દબાણ ગેજ દ્વારા માપવામાં આવશે. એક સ્થિર મોનોમેટ્રિક ટ્યુબ જે પ્રવાહનો સામનો કરે છે તે દબાણને માપશે

જ્યારે પ્રવાહી ગોળાકાર પાઇપમાં ફરે છે, ત્યારે પાઇપની દિવાલો પર ઝડપ શૂન્ય અને પાઇપ ધરી પર મહત્તમ હોય છે. પ્રવાહ લેમિનાર હોવાનું ધારી રહ્યા છીએ, અમે પાઇપ ધરીથી અંતર સાથે ઝડપમાં ફેરફાર માટેનો કાયદો શોધીએ છીએ.

ચાલો ત્રિજ્યા અને લંબાઈ l (ફિગ. 77.1) ના પ્રવાહીનું કાલ્પનિક નળાકાર વોલ્યુમ પસંદ કરીએ. સતત ક્રોસ-સેક્શનની પાઇપમાં સ્થિર પ્રવાહમાં, તમામ પ્રવાહી કણોનો વેગ યથાવત રહે છે. પરિણામે, કોઈપણ પ્રવાહીના જથ્થા પર લાગુ બાહ્ય દળોનો સરવાળો શૂન્ય બરાબર છે. વિચારણા હેઠળના નળાકાર વોલ્યુમના પાયા દબાણ દળોને આધિન છે, જેનો સરવાળો બરાબર છે આ બળ પ્રવાહીની હિલચાલની દિશામાં કાર્ય કરે છે. આ ઉપરાંત, સિલિન્ડરની બાજુની સપાટી પર સમાન ઘર્ષણ બળ (આ પાઇપની ધરીથી અંતર પરના મૂલ્યનો સંદર્ભ આપે છે) કાર્ય કરે છે. સ્થિરતાની સ્થિતિનું સ્વરૂપ છે

પાઇપ ધરીથી અંતર સાથે ઝડપ ઘટે છે. તેથી, તે નકારાત્મક છે અને તેને ધ્યાનમાં રાખીને, અમે સંબંધ (77.1) ને નીચે પ્રમાણે રૂપાંતરિત કરીએ છીએ:

ચલોને વિભાજીત કરીને, આપણને સમીકરણ મળે છે:

એકીકરણ તે આપે છે

એકીકરણ સ્થિરાંક પસંદ કરવો આવશ્યક છે જેથી પાઇપની દિવાલો પર ઝડપ શૂન્ય બને, એટલે કે - પાઇપની ત્રિજ્યા).

આ સ્થિતિથી

C ના મૂલ્યને (77.2) માં બદલવાથી સૂત્ર તરફ દોરી જાય છે

પાઇપ અક્ષ પરની ઝડપની કિંમત બરાબર છે

આને ધ્યાનમાં લેતા, ફોર્મ્યુલા (77.3) ફોર્મ આપી શકાય છે

આમ, લેમિનર પ્રવાહમાં, પેરાબોલિક કાયદા (ફિગ. 77.2) અનુસાર પાઇપ અક્ષથી અંતર સાથે ઝડપ બદલાય છે.

અશાંત પ્રવાહમાં, દરેક બિંદુ પરની ગતિ અવ્યવસ્થિત રીતે બદલાય છે. સતત બાહ્ય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, પાઇપ ક્રોસ-સેક્શનના દરેક બિંદુ પર સરેરાશ (સમય સાથે) ગતિ સ્થિર હોવાનું બહાર આવે છે. અશાંત પ્રવાહ માટેની સરેરાશ વેગ પ્રોફાઇલ ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 77.3. પાઇપની દિવાલોની નજીક, સ્પીડ લેમિનર ફ્લો કરતાં વધુ મજબૂત રીતે બદલાય છે, પરંતુ બાકીના વિભાગમાં ઝડપ ઓછી બદલાય છે.

ધારી લો કે પ્રવાહ લેમિનર છે, અમે પ્રવાહી પ્રવાહ Qની ગણતરી કરીએ છીએ, એટલે કે, એકમ સમય દીઠ પાઇપના ક્રોસ વિભાગમાંથી વહેતા પ્રવાહીના જથ્થાની. ચાલો પાઇપના ક્રોસ-સેક્શનને પહોળાઈના રિંગ્સમાં વિભાજીત કરીએ (ફિગ. 77.4). પ્રવાહીનો જથ્થો ત્રિજ્યા રિંગમાંથી રિંગના ક્ષેત્રફળ અને પાઇપની ધરીથી થોડા અંતરે સ્થિત બિંદુઓ પર પ્રવાહ વેગના ઉત્પાદનના સમાન સેકન્ડમાં પસાર થશે.

સૂત્ર (77.5) ને ધ્યાનમાં લેતા, અમે મેળવીએ છીએ:

પ્રવાહ Q મેળવવા માટે, તમારે શૂન્યથી R: i 9 સુધીની શ્રેણીમાં અભિવ્યક્તિ (77.6) ને એકીકૃત કરવાની જરૂર છે.

પાઇપ ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર). સૂત્ર (77.7) પરથી તે અનુસરે છે કે લેમિનાર પ્રવાહમાં વેગનું સરેરાશ મૂલ્ય (ક્રોસ વિભાગ પર) વેગના અડધા મૂલ્ય જેટલું છે. પાઇપ અક્ષ.

માટે (77.7) મૂલ્ય (77.4) માં બદલીને

અમે પ્રવાહ માટે સૂત્ર મેળવીએ છીએ

આ સૂત્રને પોઇસ્યુઇલનું સૂત્ર કહેવામાં આવે છે. (77.8) મુજબ, પ્રવાહીનો પ્રવાહ પાઇપની એકમ લંબાઈ દીઠ દબાણના ઘટાડાને પ્રમાણસર છે, પાઇપ ત્રિજ્યાની ચોથી શક્તિના પ્રમાણસર અને પ્રવાહીના સ્નિગ્ધતા ગુણાંકના વિપરિત પ્રમાણસર છે. યાદ કરો કે Poiseuille નું સૂત્ર ફક્ત લેમિનર પ્રવાહ માટે જ લાગુ પડે છે.

રિલેશન (77.8) નો ઉપયોગ પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા નક્કી કરવા માટે થાય છે. જાણીતી ત્રિજ્યાની રુધિરકેશિકામાંથી પ્રવાહી પસાર કરીને અને દબાણમાં ઘટાડો અને પ્રવાહ Q માપવાથી, વ્યક્તિ શોધી શકે છે

નદીઓમાં પ્રવાહની ગતિ પ્રવાહના જુદા જુદા બિંદુઓ પર સમાન હોતી નથી: તે જીવંત વિભાગની ઊંડાઈ અને પહોળાઈ બંનેમાં ભિન્ન હોય છે. સૌથી નીચો વેગ તળિયાની નજીક જોવા મળે છે, જે નદીના પટની ખરબચડીના પ્રભાવને કારણે છે. તળિયેથી સપાટી પર, વેગમાં વધારો પ્રથમ ઝડપથી થાય છે, અને પછી ધીમો પડી જાય છે, અને ખુલ્લા પ્રવાહમાં મહત્તમ સપાટી પર અથવા સપાટીથી 0.2H ના અંતરે પહોંચે છે. વર્ટિકલ વેગ પરિવર્તન વણાંકો કહેવામાં આવે છે હોડોગ્રાફ્સઅથવા ઝડપ ડાયાગ્રામ. વેગનું વર્ટિકલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન તળિયાની ટોપોગ્રાફી, બરફનું આવરણ, પવન અને જળચર વનસ્પતિમાં અસમાનતાથી ખૂબ પ્રભાવિત થાય છે. જો તળિયે (પહાડો, પથ્થરો) અનિયમિતતા હોય, તો અવરોધની સામેના પ્રવાહમાં વેગ તળિયે ઝડપથી ઘટે છે. જળચર વનસ્પતિના વિકાસ સાથે તળિયાના સ્તરમાં વેગ ઘટે છે, જે ચેનલના તળિયાની ખરબચડીમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે. શિયાળામાં, બરફની નીચે, બરફની ખરબચડી સપાટી પર વધારાના ઘર્ષણના પ્રભાવ હેઠળ, ઝડપ ઓછી હોય છે. મહત્તમ ઝડપ ઊંડાઈના મધ્યમાં અને ક્યારેક તળિયે જાય છે. જ્યારે વિદ્યુતપ્રવાહની સામે પવન હોય છે, ત્યારે સપાટી પરનો વેગ ઘટે છે અને મહત્તમની સ્થિતિ શાંત હવામાનમાં તેની સ્થિતિની તુલનામાં વધુ ઊંડાણમાં ફેરવાય છે.

દરિયાકિનારાની નજીક ઝડપ ઓછી છે અને પ્રવાહના કેન્દ્રમાં વધારે છે. સૌથી વધુ ઝડપ સાથે નદીની સપાટી પરના બિંદુઓને જોડતી રેખાઓ કહેવામાં આવે છે લાકડી. જળ પરિવહન અને લાકડાના રાફ્ટિંગ માટે નદીઓનો ઉપયોગ કરતી વખતે સળિયાની સ્થિતિ જાણવાનું ખૂબ મહત્વ છે. જીવંત વિભાગમાં વેગ વિતરણની દ્રશ્ય રજૂઆત બાંધકામ દ્વારા મેળવી શકાય છે આઇસોટાચ- સમાન ગતિ સાથે બિંદુઓને જોડતી રેખાઓ.

સીધા માપનની ગેરહાજરીમાં સરેરાશ પ્રવાહ વેગની ગણતરી કરવા માટે, ચેઝી ફોર્મ્યુલાનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ચાલો પ્રવાહમાં પાણીનો જથ્થો પસંદ કરીએ, જે બે વિભાગો દ્વારા મર્યાદિત છે ω. વોલ્યુમ મૂલ્ય V = ωΔx, જ્યાં Δx એ વિભાગો વચ્ચેનું અંતર છે. વોલ્યુમ હાઇડ્રોડાયનેમિક દબાણ P ના પરિણામી બળ, ગુરુત્વાકર્ષણ F' ની ક્રિયા અને પ્રતિકાર બળ (ઘર્ષણ) T ના પ્રભાવ હેઠળ છે. હાઇડ્રોડાયનેમિક દબાણ P = 0 નું બળ, કારણ કે દબાણ P 1 અને P 2 ને દબાણ કરે છે. સમાન વિભાગો અને સતત ઢાળ સંતુલિત છે. આમ, V av = C, જ્યાં H એ સરેરાશ ઊંડાઈ છે, I ઢાળ છે. - ચેઝી સમીકરણ. મેનિંગ ફોર્મ્યુલા: . N. N. Pavlovsky: નું સૂત્ર, જ્યાં n એ ખરબચડી ગુણાંક છે, M. F. શ્રીબનીના વિશિષ્ટ કોષ્ટકો અનુસાર જોવા મળે છે.

નદીઓમાં પાણીની હિલચાલ. ચળવળના પ્રકારો.

નદીઓમાં પાણી ગુરુત્વાકર્ષણ F' ના પ્રભાવ હેઠળ આગળ વધે છે. આ બળને બે ઘટકોમાં વિઘટિત કરી શકાય છે: તળિયે F’ x ની સમાંતર અને નીચે F’ y માટે સામાન્ય. F' y બળ નીચેથી પ્રતિક્રિયા બળ દ્વારા સંતુલિત છે. બળ F' x, ઢાળ પર આધાર રાખીને, પ્રવાહમાં પાણીની હિલચાલનું કારણ બને છે. આ બળ, સતત કાર્ય કરે છે, ચળવળને વેગ આપે છે. આવું થતું નથી, કારણ કે તે પાણીના કણો વચ્ચેના આંતરિક ઘર્ષણ અને તળિયે અને કાંઠાની સામે પાણીના ફરતા સમૂહના ઘર્ષણના પરિણામે પ્રવાહમાં ઉદ્ભવતા પ્રતિકારક બળ દ્વારા સંતુલિત છે. ખાઈમાં ફેરફાર, તળિયાની ખરબચડી, ચેનલને સાંકડી અને પહોળી કરવાને કારણે ચાલક દળ અને પ્રતિકારક શક્તિના ગુણોત્તરમાં ફેરફાર થાય છે, જે નદીની લંબાઈ અને જીવંત વિભાગમાં પ્રવાહ વેગમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.

સ્ટ્રીમ્સમાં ચળવળના પ્રકારો:

1) યુનિફોર્મ,

2) અસમાન,

3) અસ્થિર.

મુ યુનિફોર્મવર્તમાન વેગની હિલચાલ, લાઇવ ક્રોસ-સેક્શન અને તરંગ પ્રવાહ દર પ્રવાહની લંબાઈ સાથે સ્થિર છે અને સમય જતાં બદલાતા નથી. આ પ્રકારની હિલચાલ પ્રિઝમેટિક ક્રોસ-સેક્શનવાળી ચેનલોમાં જોઇ શકાય છે. અસમાન ઢોળાવ સાથે, ઝડપ અને જીવંત ક્રોસ-સેક્શન આપેલ વિભાગમાં સમય જતાં બદલાતા નથી, પરંતુ પ્રવાહની લંબાઈ સાથે બદલાય છે. આ પ્રકારની હિલચાલ નદીઓમાં નીચા પાણીના સમયગાળા દરમિયાન જોવા મળે છે જેમાં પાણીનો સ્થિર પ્રવાહ હોય છે, તેમજ ડેમ દ્વારા રચાયેલા બેકવોટરની પરિસ્થિતિઓમાં. અસ્થિર ગતિ એવી છે કે જેમાં વિચારણા હેઠળના વિસ્તારમાં પ્રવાહના તમામ હાઇડ્રોલિક તત્વો (ઢોળાવ, વેગ, ખુલ્લું ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર) સમય અને લંબાઈ બંનેમાં બદલાય છે. પૂર અને પૂર દરમિયાન નદીઓ માટે અસ્થિર હિલચાલ લાક્ષણિક છે.

સમાન ગતિ સાથે, પ્રવાહની સપાટીની ઢાળ આઈતળિયે ઢાળ સમાન iઅને પાણીની સપાટી સમતળ કરેલ તળિયાની સપાટીની સમાંતર છે. અસમાન ચળવળ ધીમી અને ઝડપી હોઈ શકે છે. જેમ જેમ નદીનો પ્રવાહ ધીમો પડી જાય છે તેમ, મુક્ત પાણીની સપાટીનો વળાંક બેકવોટર વળાંકનું સ્વરૂપ લે છે. સપાટીનો ઢોળાવ તળિયાના ઢોળાવ કરતાં ઓછો થઈ જાય છે ( આઈ ), અને પ્રવાહની દિશામાં ઊંડાઈ વધે છે. પ્રવેગક પ્રવાહમાં, પ્રવાહની મુક્ત સપાટીના વળાંકને સડો વળાંક કહેવામાં આવે છે; પ્રવાહ સાથે ઊંડાઈ ઘટે છે, ઝડપ અને ઢાળ વધે છે ( I> i).