Méthode de la pente: concept et sélection de la portée
Lisez cet article pour en savoir plus sur le concept de méthode de mesure de débit par zone de pente et de sélection de sa portée.
Concept de méthode de la surface de pente:
Lorsqu'il n'est pas possible d'effectuer des mesures directes, en particulier lors d'inondations, la méthode de la zone de pente est la méthode de mesure indirecte la plus couramment utilisée. Dans cette méthode, la décharge est calculée sur la base d’une équation d’écoulement uniforme impliquant les caractéristiques du canal, le profil de la surface de l’eau et un coefficient de rugosité. La baisse du profil de surface de l’eau pour une portée uniforme du canal représente les pertes causées par la rugosité du lit. L'équation bien connue de Manning est utilisée dans cette méthode. La décharge est donnée par l'équation.
Q = 1 / n AR 2/3 S 1/2
Où Q est la décharge en cumec
A est l'aire de la section en m 2
R est le rayon moyen hydraulique
S est la pente de frottement, et
n est le coefficient de rugosité
Bien que l'équation de Manning ait été développée pour un écoulement uniforme, elle est supposée être valable pour les tronçons non uniformes rencontrés dans le cas d'un canal naturel.
La pente de frottement S à utiliser dans l'équation de Manning est donnée par la relation suivante:
S = h f / L = H + h v - K (h v ) / L
Où h est la différence d'élévation de la surface de l'eau aux deux sections
L est la longueur de la portée
Vh v est la tête de vitesse u / s moins la tête de vitesse d / s et
k (h v ) est la perte d'énergie due à une accélération ou à une décélération dans un tronçon en contraction ou en expansion (k étant un coefficient)
Il est difficile d'évaluer correctement la valeur du coefficient k. Donc, la valeur de S est calculée comme suit:
En utilisant l'équation de Manning, la quantité (1 / n A. R 2/3 ) est appelée moyen de transport et est indiquée par une lettre majuscule K. Le moyen de transport pour chaque section de la rivière sera différent. La valeur moyenne du moyen de transport a donc été prise comme une moyenne géométrique des valeurs de moyen de transport des deux tronçons situés aux deux extrémités du tronçon sélectionné L. Le débit est ainsi donné par l'équation.
Q = √K 1 K 2 S
Sélection de la portée pour la méthode de la pente:
Il est très nécessaire de sélectionner une portée appropriée pour la mesure de la surface de la pente.
Les points suivants doivent être pris en compte lors du choix de la portée:
je. Il devrait y avoir de bonnes marées hautes si les jauges d'état-major ne sont pas disponibles pour enregistrer les jauges.
ii. Les tronçons doivent être aussi uniformes que possible car il est difficile de calculer correctement le coefficient k pour évaluer la perte ou le gain de charge en vitesse.
iii. Il est souhaitable d’avoir une portée dans laquelle l’écoulement est limité à un seul canal trapézoïdal, de sorte qu’une valeur unique de n puisse être utilisée pour toute la section.
iv. La section transversale doit être aussi uniforme que possible dans l'ensemble. L'approfondissement soudain du lit, les constrictions, les expansions, etc. ne devraient pas être présents.
v. La longueur de la portée ne doit pas être inférieure à 75 fois la profondeur moyenne dans le chenal.
vi. La chute du profil de l'eau dans le tronçon doit être égale ou supérieure à la hauteur de la tête.
vii. La chute dans la portée ne devrait normalement pas être inférieure à 15 cm.
Problème 1:
Lors d'une grave inondation, il n'était pas possible de mesurer réellement le débit d'une rivière.
Le site de décharge a été visité à une date ultérieure et les paramètres de section suivants ont été recueillis:
(i) La longueur de la portée entre les sections 1-1 et 2-2 était de 120 m.
(ii) La différence de hautes marées était de 0, 97 m.
(iii) À l'aide de la méthode de la surface de la pente, on calcule le débit le plus élevé qui a traversé la rivière.
