HIH2, STUDIA budownictwo, SEMESTR I, hydraulika i hydrologia
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
1.Opady atmosferyczne, pomiar opadów, przebieg roczny opadów.
Opad atmosferyczny – ogół ciekłych lub stałych produktów kondensacji pary wodnej
spadających z chmur na powierzchnię Ziemi. Zaliczamy: deszcz, mżawkę, śniegm krupy,
grad. Opad który nie dociera do ziemi to Virga.
Pomiar opadu – wykonuje się na stacjach synoptycznych dwa razy w ciągy dnia o godz 6 i 18
UTC, a na posterunkach meteorologicznych i deszczowych raz dziennie o 6 UTC. Ilość opadu
odpowiada grubości warstwy wody, która wytworzyłaby się na powierzchni poziomej gdyby
woda nie parowała, nie wsiąkała i nie spływała,
Przebieg roczny opadów – wyraża kontynentalne cechy klimatu określone wyraźnym
maksimum letnim i minimum zimowym.
2. Metody obliczania warstwy opadu w zlewni.
a) metoda izohiet
b) metoda wielokątów równomiernego zadeszczenia
c) metoda siatki geograficznej
d) metoda hipsometryczna
e) metoda regionów opadowych
a) metoda izohiet (izohiety – linie łączące punkty o jednakowej wysokości opadów), na plan
zlewni nanosimy stacje opadowe i pomierzone na nich wysokości opadów. Izohiety wykreśla
się poprzez interpolację między wartościami oparów, w nawiązaniu do rzeźby terenu.
Ustala się wielkości pow. Zlewni między izohietami i przypisuje im się opad będący średnią
arytmetyczną wartości tych izohiet.
Średni opad to średnia ważona opadów pomiędzy izohietami, wagą jest pow. cząstkowa
zlewni.
b) metoda wielokątów równomiernego zadeszczenia – poszczególne stacje łączy się między
sobą pokrywając plan zlewni siatką trójkątów. Symetralne boków trójkątów tworzą wielokąty
dla których położona wewnątrz stacja jest reprezentatywna.
Metoda ta jest stosowana w zlewniach nizinnych, mało zróżnicowanych pod względem
fizjograficznym. Opad średni jest średnią ważoną, gdzie wagą jest pow. Poszczególnych
wielokątów.
3.Cykl hydrologiczny, bilans wodny.
Cykl hydrologiczny
- to naturalny obieg wody na Ziemi. Obejmuje on procesy zachodzące w
atmosferze, biosferze i w litosferze. W cyklu hydrologicznym wyróżnia się obieg duży i mały.
Do wody wyłączonej z obiegu zalicza się:
a) lodowce i pokrywy śnieżno-lodowe
b) wodę głębinową w jeziorach, morzach i oceanach
c) głębinowe wody podziemne
Bilans wodny
– jest to zestawienie obiegu wody w przyrodzie na poszczególnych obszarach,
z rozróżnieniem na przychody i rozchody. Mierzy się go, biorąc pod uwagę ilość opadów na
danym terenie, odpływ powierzchniowy i podziemny danego terenu, parowanie. Wyróżniamy
fazę lądową i oceaniczną cyklu hydrologicznego.
4. Charakterystyka hydrograficzna zlewni (parametry zlewni)
a) powierzchnia zlewni (km2)
b) długość zlewni (km) długość doliny cieku głównego od jego ujścia do działu wodnego w
przedłużeniu odcinka źrógłowego
c) długość działu wodnego (km) – czyli obwód zlewni na podstawie mapy topograficznej
d) szerokość zlewni (km) - max lub śr
e) wskaźnik symetryczności zlewni „Ks” – określa podział dorzecza przez ciek wodny
5. Cieki wodne (rodzaje) - rzeki – klasyfikacja
Ciek wodny
– ogólne określenie wszelkiego rodzaju wód powierzchniowych liniowych,
płynących pod wpływem siły ciężkości, płynące stale lub w ciągu dłuższych okresów w
wyżłobionych przez siebie łożyskach otwartych
Ze względu na wielkość oraz pochodzenie dzielimy:
a) naturalne
- rzeka
- strumień
- struga
- potok
b) sztuczne
- kanał wodny
- rów wodny
W zależności od długości rzeki i wielkości dorzecza:
a) rzeki małe (100-200km)
b) rzeki średnie (200-500km)
c) rzeki duże (500-2500km)
d) rzeki wielkie (2500km<)
Biorąc pod uwagę ciągłość zasilenia
a) stałe
b) okresowe
c) sporadycznie wysychające
d) efemeryczne
6. Dolina rzeczna, elementy koryta rzecznego, typy rzek-charakterystyka
Dolina rzeczna
– wklęsła forma terenu o wydłużonym kształcie otoczona ze wszystkich stron
wzniesieniami i wyraźnie wykształconym dnie, najczęściej powstała w wyniku działalności
rzek lub lodowców.
Elementy koryta rzecznego:
a) plosa – głębokie koryto pod stromym brzegiem wklęsłym
b) przerniały – płytkie odcinki, uformowane przez ruchome ławice
c) odsypiska – fałdy boczne pomiędzy plosami
d) ławice – nagromadzenie rumowiska w części środkowej koryta
e) meandry – powstają przy wzmożonej erozji bocznej brzegów wklęsłych, wywołują
powiększenie zakoli; proces ten w konsekwencji prowadzi do powstania starorzeczy
Typy rzek:
a) ze względu na charakter środowiska
- górskie
- równinne
- jeziorne
- bagienne
- krasowe
b) ze względu na kierunek płynięcia wody
- konsekwentne
- subsekwentne
- obsekwentne
7. Profil poprzeczny i podłużny koryta rzeki-charakterystyka
Profil podłużny rzeki
– wykres obrazujący wysokość n.p.m. poszczególnych odcinków
koryta rzecznego, od źródeł do dowolnego punktu doliny lub ujścia rzek, pomocny przy
obliczaniu spadku rzeki.
System Hortona
– obecnie jest on powszechnie stosowany; rzeki 1-rzędu to odcinki
początkowe wszystkich rzek nie mających jakichkolwiek stałych dopływów, rząd cieków
wzrasta do 2 poniżej połączenia cieków 1 rzędu połączenie dwóch cieków n-rzędu tworzy
ciek rzędu n+1.
8. Stan wody, pomiar stanu
Stan wody
– jest to wzniesienie zwierciadła wody w cieku ponad umowny poziom
odniesienia.
Strefy stanów
– wyznacza się na podstawie rocznych stanów charakterystycznych.
a) strefa stanów niskich
b) strefa stanów średnich
c) strefa stanów wysokich
d) stan ostrzegawczy
e) stan alarmowy
Pomiary stanów wody –
stany wody są podstawową charakterystyką hydrologiczną rzeki.
Stany wody mierzy się za pomocą wodowskazów. Miejsce prowadzenia pomiarów stanów
wody nazywa się posterunkiem wodowskazowym, natomiast punkt na rzece w którym
zainstalowany jest wodowskaz nosi nazwę profilu wodowskazowego
a) wodowskazy łatowe
b)wodowskaz pływakowy
9.Pomiary prędkości wody, pomiar przepływu
Pomiary prędkości wody
a) metody bezpośrednie
- metoda wolumetryczna – do pomiaru natężenia przepływu w małych ciekach
- metoda chemiczna – gdy przepływ większy niż kilkanaście m3/sek
- metoda przelewów cechowanych – określa grubość warstwy wody, która przelewa się
nad koroną przelewu
b) metody pośrednie
- metoda pływakowa – do badania rzek o ruchu wody zbliżonym do laminarnego. Pływaki
mierzą pow. Prędkość wody.
- metoda młynkowa – punktowe pomiary prędkości wody za pomocą młynka
hydrometryczneg
Pomiary przepływów:
a) metody jednoparametrowa – pomiar jednej zmiennej funkcji opisującej przepływ
b) metody wieloparametrowe – pomiar kilku zmiennych (prędkość śr, pow przekroju
hydrometrycznego)
10. Podstawowe właściwości cieczy
a) gęstość cieczy- zależy od ciśnienia i temperatury m/v
b) ciężar objętościowy cieczy
c) lepkość cieczy
d) ściśliwość cieczy
e) rozszerzalność cieplna cieczy
f) napięcie powierzchniowe
g) włoskowatość
Ciecz doskonała – nieściśliwa, nielepka.
11. Siły działające na ciecz
Siły masowe
– działają na całą masę płynu, czyli na każdą cząstkę i są z nią związane,
wielkość sił jest proporcjonalna do masy cieczy.
-siła ciężkości
- siła odśrodkowa
- siła bezwładności
Parcie hydrostatyczne
– siła z jaką ciecz będąca w spoczynku oddziaływuje na ścianki i dno
zbiornika na ciała zanurzone w cieczy, na inna ciecz lub na wyodrębnione w niej
powierzchnie. Parcie jest wywołane przez siły masowe oraz siły powierzchniowe
Siły powierzchniowe
– to siły ciśnienia i siły tarcia lepkiego, występujące pomiędzy
sąsiednimi warstwami cieczy
12. Ciśnienie hydrauliczne, rodzaje ciśnień
Rodzaje ciśnień:
a) atmosferyczne
b) bezwzględne
c) manometryczne
d) względne
14. Parcie hydrostatyczne
Parcie hydrostatyczne
– siła z jaką ciecz będąca w spoczynku oddziaływuje na ścianki i dno
zbiornika, na ciała zanurzone w cieczy, na inną ciecz lub na wyodrębnione w niej pow. Parcie
jest wywołane przez siły masowe oraz siły powierzchniowe.
15. Wypór cieczy, pływanie ciał.
Wypór hydrostatyczny
- siła stanowiąca wypadkową naporów hydrostatycznych
działających na ciało częściowo lub całkowicie zanurzone w cieczy. Wypór skierowany jest
przeciwnie do siły ciężkości, a jego wartość określa prawo Archimedesa. Zaczepiony jest
umownie w tzw. środku wyporu, który pokrywa się ze środkiem masy wypartej cieczy. W
przypadku statku lub jachtu wypór w warunkach statycznych równa się wyporności.
Pływanie ciał
, stan równowagi ciała stałego zanurzonego częściowo (lub całkowicie) w
płynie. Zgodnie z prawem Archimedesa siła wyporu ciała równa jest P = gρV
c
, gdzie: g -
przyspieszenie ziemskie, ρ - gęstość płynu, V
c
- zanurzona objętość ciała. Warunek pływania
ma postać: P = m
c
g, gdzie m
c
- masa zanurzonego ciała.
Ciało może pływać w danym płynie, gdy ρ≥m
c
/V, gdzie: V - całkowita objętość ciała
(pozostałe oznaczenia jw.). Równowagę pływającego ciała określa położenie jego
metacentrum.
16. Podstawowe definicje dotyczące ruchu cieczy.
- Prędkość
– stosunek drogi poruszającej się cząstki wody do czasu, w jakim tę drogę
przebyła.
- Prędkość średnia
– nie jednej cząstki –prędkość całego strumienia, wypadkowa wielu
różnych prędkości
V
śr
= Q/A [m/s]
Q- objętość cieczy [m
3
/s]
A- przekrój poprzeczny strumienia [m
2
]
- Wielkość przepływu -
(jest związana z prędkością)
- Tor cząstki cieczy –
linia, jaką wyznacza poruszająca się w przestrzeni pojedyncza cząstka
cieczy.
- Linie prądu
– linia poprowadzona w polu prędkości styczna w każdym punkcie wektora
prędkości – linie prądu nie mogą się krzyżować (pojęcie matematyczne).
- Struga cieczy
– pęk linii prądu o nieskończenie małym przekroju poprzecznym (pojęcie
fizyczne) przechodzących prostopadle przez wszystkie punkty elementu pola dA
- Rurka prądu
– linie prądu przechodzące przez kontur pola dA, tworzą pobocznicę strugi
- Strumień
–zbiór wszystkich strugm jakie przepływają przez przekrój o wymiarach
skończonych
17.Równanie ciągłości strumienia cieczy
Ruch nazywamy ciągłym – jeśli rozważany obszar przepływu jest całkowicie wypełniony
cieczą.
Zgodnie z zasadą zachowania masy przez każdy przekrój przepływa w jednostce czsau
jednakowa ilość cieczy
Q
1
=Q
2
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pl doc.pisz.pl pdf.pisz.pl chiara76.opx.pl
1.Opady atmosferyczne, pomiar opadów, przebieg roczny opadów.
Opad atmosferyczny – ogół ciekłych lub stałych produktów kondensacji pary wodnej
spadających z chmur na powierzchnię Ziemi. Zaliczamy: deszcz, mżawkę, śniegm krupy,
grad. Opad który nie dociera do ziemi to Virga.
Pomiar opadu – wykonuje się na stacjach synoptycznych dwa razy w ciągy dnia o godz 6 i 18
UTC, a na posterunkach meteorologicznych i deszczowych raz dziennie o 6 UTC. Ilość opadu
odpowiada grubości warstwy wody, która wytworzyłaby się na powierzchni poziomej gdyby
woda nie parowała, nie wsiąkała i nie spływała,
Przebieg roczny opadów – wyraża kontynentalne cechy klimatu określone wyraźnym
maksimum letnim i minimum zimowym.
2. Metody obliczania warstwy opadu w zlewni.
a) metoda izohiet
b) metoda wielokątów równomiernego zadeszczenia
c) metoda siatki geograficznej
d) metoda hipsometryczna
e) metoda regionów opadowych
a) metoda izohiet (izohiety – linie łączące punkty o jednakowej wysokości opadów), na plan
zlewni nanosimy stacje opadowe i pomierzone na nich wysokości opadów. Izohiety wykreśla
się poprzez interpolację między wartościami oparów, w nawiązaniu do rzeźby terenu.
Ustala się wielkości pow. Zlewni między izohietami i przypisuje im się opad będący średnią
arytmetyczną wartości tych izohiet.
Średni opad to średnia ważona opadów pomiędzy izohietami, wagą jest pow. cząstkowa
zlewni.
b) metoda wielokątów równomiernego zadeszczenia – poszczególne stacje łączy się między
sobą pokrywając plan zlewni siatką trójkątów. Symetralne boków trójkątów tworzą wielokąty
dla których położona wewnątrz stacja jest reprezentatywna.
Metoda ta jest stosowana w zlewniach nizinnych, mało zróżnicowanych pod względem
fizjograficznym. Opad średni jest średnią ważoną, gdzie wagą jest pow. Poszczególnych
wielokątów.
3.Cykl hydrologiczny, bilans wodny.
Cykl hydrologiczny
- to naturalny obieg wody na Ziemi. Obejmuje on procesy zachodzące w
atmosferze, biosferze i w litosferze. W cyklu hydrologicznym wyróżnia się obieg duży i mały.
Do wody wyłączonej z obiegu zalicza się:
a) lodowce i pokrywy śnieżno-lodowe
b) wodę głębinową w jeziorach, morzach i oceanach
c) głębinowe wody podziemne
Bilans wodny
– jest to zestawienie obiegu wody w przyrodzie na poszczególnych obszarach,
z rozróżnieniem na przychody i rozchody. Mierzy się go, biorąc pod uwagę ilość opadów na
danym terenie, odpływ powierzchniowy i podziemny danego terenu, parowanie. Wyróżniamy
fazę lądową i oceaniczną cyklu hydrologicznego.
4. Charakterystyka hydrograficzna zlewni (parametry zlewni)
a) powierzchnia zlewni (km2)
b) długość zlewni (km) długość doliny cieku głównego od jego ujścia do działu wodnego w
przedłużeniu odcinka źrógłowego
c) długość działu wodnego (km) – czyli obwód zlewni na podstawie mapy topograficznej
d) szerokość zlewni (km) - max lub śr
e) wskaźnik symetryczności zlewni „Ks” – określa podział dorzecza przez ciek wodny
5. Cieki wodne (rodzaje) - rzeki – klasyfikacja
Ciek wodny
– ogólne określenie wszelkiego rodzaju wód powierzchniowych liniowych,
płynących pod wpływem siły ciężkości, płynące stale lub w ciągu dłuższych okresów w
wyżłobionych przez siebie łożyskach otwartych
Ze względu na wielkość oraz pochodzenie dzielimy:
a) naturalne
- rzeka
- strumień
- struga
- potok
b) sztuczne
- kanał wodny
- rów wodny
W zależności od długości rzeki i wielkości dorzecza:
a) rzeki małe (100-200km)
b) rzeki średnie (200-500km)
c) rzeki duże (500-2500km)
d) rzeki wielkie (2500km<)
Biorąc pod uwagę ciągłość zasilenia
a) stałe
b) okresowe
c) sporadycznie wysychające
d) efemeryczne
6. Dolina rzeczna, elementy koryta rzecznego, typy rzek-charakterystyka
Dolina rzeczna
– wklęsła forma terenu o wydłużonym kształcie otoczona ze wszystkich stron
wzniesieniami i wyraźnie wykształconym dnie, najczęściej powstała w wyniku działalności
rzek lub lodowców.
Elementy koryta rzecznego:
a) plosa – głębokie koryto pod stromym brzegiem wklęsłym
b) przerniały – płytkie odcinki, uformowane przez ruchome ławice
c) odsypiska – fałdy boczne pomiędzy plosami
d) ławice – nagromadzenie rumowiska w części środkowej koryta
e) meandry – powstają przy wzmożonej erozji bocznej brzegów wklęsłych, wywołują
powiększenie zakoli; proces ten w konsekwencji prowadzi do powstania starorzeczy
Typy rzek:
a) ze względu na charakter środowiska
- górskie
- równinne
- jeziorne
- bagienne
- krasowe
b) ze względu na kierunek płynięcia wody
- konsekwentne
- subsekwentne
- obsekwentne
7. Profil poprzeczny i podłużny koryta rzeki-charakterystyka
Profil podłużny rzeki
– wykres obrazujący wysokość n.p.m. poszczególnych odcinków
koryta rzecznego, od źródeł do dowolnego punktu doliny lub ujścia rzek, pomocny przy
obliczaniu spadku rzeki.
System Hortona
– obecnie jest on powszechnie stosowany; rzeki 1-rzędu to odcinki
początkowe wszystkich rzek nie mających jakichkolwiek stałych dopływów, rząd cieków
wzrasta do 2 poniżej połączenia cieków 1 rzędu połączenie dwóch cieków n-rzędu tworzy
ciek rzędu n+1.
8. Stan wody, pomiar stanu
Stan wody
– jest to wzniesienie zwierciadła wody w cieku ponad umowny poziom
odniesienia.
Strefy stanów
– wyznacza się na podstawie rocznych stanów charakterystycznych.
a) strefa stanów niskich
b) strefa stanów średnich
c) strefa stanów wysokich
d) stan ostrzegawczy
e) stan alarmowy
Pomiary stanów wody –
stany wody są podstawową charakterystyką hydrologiczną rzeki.
Stany wody mierzy się za pomocą wodowskazów. Miejsce prowadzenia pomiarów stanów
wody nazywa się posterunkiem wodowskazowym, natomiast punkt na rzece w którym
zainstalowany jest wodowskaz nosi nazwę profilu wodowskazowego
a) wodowskazy łatowe
b)wodowskaz pływakowy
9.Pomiary prędkości wody, pomiar przepływu
Pomiary prędkości wody
a) metody bezpośrednie
- metoda wolumetryczna – do pomiaru natężenia przepływu w małych ciekach
- metoda chemiczna – gdy przepływ większy niż kilkanaście m3/sek
- metoda przelewów cechowanych – określa grubość warstwy wody, która przelewa się
nad koroną przelewu
b) metody pośrednie
- metoda pływakowa – do badania rzek o ruchu wody zbliżonym do laminarnego. Pływaki
mierzą pow. Prędkość wody.
- metoda młynkowa – punktowe pomiary prędkości wody za pomocą młynka
hydrometryczneg
Pomiary przepływów:
a) metody jednoparametrowa – pomiar jednej zmiennej funkcji opisującej przepływ
b) metody wieloparametrowe – pomiar kilku zmiennych (prędkość śr, pow przekroju
hydrometrycznego)
10. Podstawowe właściwości cieczy
a) gęstość cieczy- zależy od ciśnienia i temperatury m/v
b) ciężar objętościowy cieczy
c) lepkość cieczy
d) ściśliwość cieczy
e) rozszerzalność cieplna cieczy
f) napięcie powierzchniowe
g) włoskowatość
Ciecz doskonała – nieściśliwa, nielepka.
11. Siły działające na ciecz
Siły masowe
– działają na całą masę płynu, czyli na każdą cząstkę i są z nią związane,
wielkość sił jest proporcjonalna do masy cieczy.
-siła ciężkości
- siła odśrodkowa
- siła bezwładności
Parcie hydrostatyczne
– siła z jaką ciecz będąca w spoczynku oddziaływuje na ścianki i dno
zbiornika na ciała zanurzone w cieczy, na inna ciecz lub na wyodrębnione w niej
powierzchnie. Parcie jest wywołane przez siły masowe oraz siły powierzchniowe
Siły powierzchniowe
– to siły ciśnienia i siły tarcia lepkiego, występujące pomiędzy
sąsiednimi warstwami cieczy
12. Ciśnienie hydrauliczne, rodzaje ciśnień
Rodzaje ciśnień:
a) atmosferyczne
b) bezwzględne
c) manometryczne
d) względne
14. Parcie hydrostatyczne
Parcie hydrostatyczne
– siła z jaką ciecz będąca w spoczynku oddziaływuje na ścianki i dno
zbiornika, na ciała zanurzone w cieczy, na inną ciecz lub na wyodrębnione w niej pow. Parcie
jest wywołane przez siły masowe oraz siły powierzchniowe.
15. Wypór cieczy, pływanie ciał.
Wypór hydrostatyczny
- siła stanowiąca wypadkową naporów hydrostatycznych
działających na ciało częściowo lub całkowicie zanurzone w cieczy. Wypór skierowany jest
przeciwnie do siły ciężkości, a jego wartość określa prawo Archimedesa. Zaczepiony jest
umownie w tzw. środku wyporu, który pokrywa się ze środkiem masy wypartej cieczy. W
przypadku statku lub jachtu wypór w warunkach statycznych równa się wyporności.
Pływanie ciał
, stan równowagi ciała stałego zanurzonego częściowo (lub całkowicie) w
płynie. Zgodnie z prawem Archimedesa siła wyporu ciała równa jest P = gρV
c
, gdzie: g -
przyspieszenie ziemskie, ρ - gęstość płynu, V
c
- zanurzona objętość ciała. Warunek pływania
ma postać: P = m
c
g, gdzie m
c
- masa zanurzonego ciała.
Ciało może pływać w danym płynie, gdy ρ≥m
c
/V, gdzie: V - całkowita objętość ciała
(pozostałe oznaczenia jw.). Równowagę pływającego ciała określa położenie jego
metacentrum.
16. Podstawowe definicje dotyczące ruchu cieczy.
- Prędkość
– stosunek drogi poruszającej się cząstki wody do czasu, w jakim tę drogę
przebyła.
- Prędkość średnia
– nie jednej cząstki –prędkość całego strumienia, wypadkowa wielu
różnych prędkości
V
śr
= Q/A [m/s]
Q- objętość cieczy [m
3
/s]
A- przekrój poprzeczny strumienia [m
2
]
- Wielkość przepływu -
(jest związana z prędkością)
- Tor cząstki cieczy –
linia, jaką wyznacza poruszająca się w przestrzeni pojedyncza cząstka
cieczy.
- Linie prądu
– linia poprowadzona w polu prędkości styczna w każdym punkcie wektora
prędkości – linie prądu nie mogą się krzyżować (pojęcie matematyczne).
- Struga cieczy
– pęk linii prądu o nieskończenie małym przekroju poprzecznym (pojęcie
fizyczne) przechodzących prostopadle przez wszystkie punkty elementu pola dA
- Rurka prądu
– linie prądu przechodzące przez kontur pola dA, tworzą pobocznicę strugi
- Strumień
–zbiór wszystkich strugm jakie przepływają przez przekrój o wymiarach
skończonych
17.Równanie ciągłości strumienia cieczy
Ruch nazywamy ciągłym – jeśli rozważany obszar przepływu jest całkowicie wypełniony
cieczą.
Zgodnie z zasadą zachowania masy przez każdy przekrój przepływa w jednostce czsau
jednakowa ilość cieczy
Q
1
=Q
2
[ Pobierz całość w formacie PDF ]