Keratan rentas saluran menunjukkan bentuk dasar dan tebing sungai pada satu titik. Anda boleh menggunakannya untuk mencari luas keratan rentas, kemudian menggabungkannya dengan halaju untuk mencari discas, iaitu isi padu air yang melalui titik itu setiap saat.
Pelajaran ini menyambung hakisan, pengangkutan dan pemendapan, kerana bentuk saluran ialah hasil proses-proses itu. Ia sebahagian daripada sungai dan saliran.
Bagaimana membaca keratan rentas?
Lihat label dahulu. Paksi mengufuk memberi lebar merentas saluran, dan paksi menegak memberi kedalaman. Kedalaman diukur dari permukaan air ke dasar pada sela tetap.
Kemudian ikut langkah ini.
- Cari lebar dan sela antara bacaan kedalaman.
- Cari luas dengan menambah jalur. Bagi sela yang sama, tambah semua kedalaman dan kira dua bacaan hujung separuh setiap satu. Kemudian darab dengan sela.
- Cari discas dengan Q = A × v.
- Nilai kecekapan dengan membandingkan luas dengan perimeter basah. Nisbah luas kepada perimeter basah dipanggil jejari hidraulik (hydraulic radius). Nilai yang lebih tinggi bermakna geseran lebih rendah.
Contoh berlangkah
Semua angka direka untuk latihan. Satu saluran selebar 6 m. Kedalaman diukur setiap 1 m dari tebing kiri:
0, 0.8, 1.2, 1.4, 1.0, 0.6, 0 (meter).
Langkah 1, luas setiap jalur (purata dua kedalaman, darab 1 m):
- 0 hingga 1 m: (0 + 0.8) ÷ 2 = 0.4 m²
- 1 hingga 2 m: (0.8 + 1.2) ÷ 2 = 1.0 m²
- 2 hingga 3 m: (1.2 + 1.4) ÷ 2 = 1.3 m²
- 3 hingga 4 m: (1.4 + 1.0) ÷ 2 = 1.2 m²
- 4 hingga 5 m: (1.0 + 0.6) ÷ 2 = 0.8 m²
- 5 hingga 6 m: (0.6 + 0) ÷ 2 = 0.3 m²
Jumlah luas = 0.4 + 1.0 + 1.3 + 1.2 + 0.8 + 0.3 = 5.0 m².
Semakan dengan jalan pintas: kedalaman di tengah berjumlah 0.8 + 1.2 + 1.4 + 1.0 + 0.6 = 5.0, dan kedua-dua bacaan hujung ialah 0. Maka luas ialah 5.0 × 1 = 5.0 m². Kedua-dua kaedah sepakat.
Langkah 2, discas: halaju purata diukur 0.8 m/s, jadi Q = 5.0 × 0.8 = 4.0 m³/s.
Langkah 3, kecekapan: perimeter basah, diukur di sepanjang dasar dari tebing ke tebing, ialah kira-kira 6.7 m. Jejari hidraulik ialah 5.0 ÷ 6.7 ≈ 0.75 m.
Bandingkan dengan saluran kedua yang luasnya sama, 5.0 m², tetapi bentuknya lebar dan cetek dengan perimeter basah 9.0 m. Jejari hidraulik ialah 5.0 ÷ 9.0 ≈ 0.56 m. Saluran pertama mempunyai nilai lebih tinggi, jadi ia kehilangan lebih sedikit tenaga akibat geseran dan bentuknya lebih cekap.
Kesilapan yang perlu dielakkan
Kerja yang salah: luas = lebar × kedalaman terdalam = 6 × 1.4 = 8.4 m².
Murid itu menganggap saluran sebagai segi empat tepat. Dasar menaik di kedua-dua tebing, jadi luas sebenar ialah 5.0 m², dan 8.4 m² melebihkannya sebanyak 3.4 m². Kesilapan itu terbawa ke discas: 8.4 × 0.8 = 6.72 m³/s, jauh melebihi 4.0 yang betul.
Pembetulannya ialah menambah jalur antara bacaan. Semakan logik membantu: kedalaman purata ialah 5.0 ÷ 6 ≈ 0.83 m, yang jelas kurang daripada bacaan terdalam 1.4 m.
Semak sendiri
Semua data direka.
1. Satu saluran selebar 4 m dengan kedalaman purata 0.5 m. Halaju ialah 0.6 m/s. Cari discas.
Lihat jawapan
Luas = 4 × 0.5 = 2.0 m². Q = 2.0 × 0.6 = 1.2 m³/s.
2. Sungai membawa 6 m³/s melalui keratan seluas 3 m². Apakah halaju purata?
Lihat jawapan
Susun semula Q = A × v kepada v = Q ÷ A = 6 ÷ 3 = 2 m/s.
3. Saluran X berluas 4.0 m² dan perimeter basah 5.0 m. Saluran Y berluas 4.0 m² dan perimeter basah 8.0 m. Yang mana lebih cekap, dan mengapa?
Lihat jawapan
X: 4.0 ÷ 5.0 = 0.8 m. Y: 4.0 ÷ 8.0 = 0.5 m. Saluran X lebih cekap kerana jejari hidrauliknya lebih tinggi, jadi lebih sedikit air menyentuh dasar dan tebing dan geseran lebih rendah.
Ke mana selepas ini
Seterusnya, jejaki jujukan bentuk muka bumi untuk melihat bagaimana bentuk saluran berubah dari punca ke muara. Set latihan bercampur mengandungi soalan keratan rentas, dan penjelajah statistik dan taburan membantu dengan purata.
Satu baris yang tersasar boleh merosakkan seluruh pengiraan luas dan discas. Dalam tuisyen Geografi dalam talian satu dengan satu, guru boleh menyemak kerja anda baris demi baris.