Бесплатные калькуляторы
⌕ Поиск

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 990 работающих калькуляторов

ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ · ОНЛАЙН

Площадь поперечного сечения русла по промерам глубины

Поперёк русла глубину измеряют в нескольких точках через равные расстояния. Площадь сечения воды равна интегралу глубины по ширине, и правило Симпсона вычисляет его точнее, чем сумма прямоугольников или трапеций, если дно меняется плавно. Введите расстояния и глубины в метрах, а результат получите в квадратных метрах.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Числа через пробел по возрастанию, с одинаковым шагом. Количество промеров нечётное, не меньше трёх.
Столько же чисел, сколько расстояний. На урезе воды глубина равна нулю.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Интегрирование по Симпсону

Приближённый интеграл8,533333
Число интервалов4
Шаг сетки2

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Составное правило Симпсона 1/3 на равномерной сетке. Точно для полиномов до третьей степени; для иных функций погрешность зависит от гладкости и шага.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Как найти площадь сечения русла по промерам глубины

Площадь поперечного сечения нужна гидрологам, мелиораторам и владельцам прудов, когда требуется оценить объём воды в створе или подготовиться к расчёту расхода. Глубину измеряют шестом или лотом в нескольких точках через равные расстояния, а затем площадь выводят из этих чисел.

Самый простой путь — складывать прямоугольники, но он грубо отражает изогнутое дно. Правило Симпсона использует тот же набор промеров и даёт более точную оценку, если профиль меняется плавно. Калькулятор применяет составное правило Симпсона и выводит площадь в квадратных метрах.

Что именно считается

Сечение русла — это фигура, ограниченная поверхностью воды сверху и дном снизу. Ширина фигуры известна по расстояниям между урезами, а высота в каждой точке равна измеренной глубине. Площадь такой фигуры равна интегралу глубины по ширине.

Точные формулы глубины в природе неизвестны, поэтому интеграл заменяют приближением по набору замеров. Чем плавнее дно и чем чаще промеры, тем ближе результат к настоящей площади.

Как работает правило Симпсона

Промеры берутся тройками: две соседние ячейки покрываются одной параболой, проходящей через три точки. Площадь под этой параболой находится по готовой формуле, а общая площадь складывается из таких кусков. В итоговой формуле концевые глубины идут с весом 1, глубины в нечётных промерах — с весом 4, в чётных внутренних — с весом 2, а всё умножается на h/3.

Поэтому число интервалов должно быть чётным, а число промеров — нечётным. Для девяти промеров получится восемь интервалов и четыре параболических куска.

Числовой пример: русло шириной 8 м

Пусть промеры сделаны через 2 м от одного берега к другому: 0; 1,2; 1,8; 1,1 и 0 м. Сумма в скобках равна 0 + 4·1,2 + 2·1,8 + 4·1,1 + 0 = 12,8, и площадь составляет (2/3)·12,8 = 8,53 м². Средняя глубина по сечению — около 1,07 м.

Для сравнения, простая сумма прямоугольников с шагом 2 м дала бы 2·(1,2 + 1,8 + 1,1) = 8,2 м², то есть почти на 4 % меньше. Разница заметна уже на пяти промерах.

Проверка на известных профилях

Хорошо проверять расчёт на формах с известной площадью. Параболическое дно с глубинами 0; 3; 4; 3; 0 м через 2 м даёт 21,33 м², и это совпадает с точным интегралом, ведь правило Симпсона точно для многочленов до третьей степени.

Прямоугольный канал с одинаковой глубиной 1,5 м и шестью интервалами по 1 м даёт 9 м², то есть ширина 6 м, умноженная на глубину. Если на ровном дне результат другой, значит, данные введены с ошибкой.

Что учитывать и чего расчёт не даёт

Разбивайте створ так, чтобы дно между промерами не имело резких уступов: правило не видит ям и валунов, пропущенных между точками. Если глубина резко меняется на коротком отрезке, добавьте промеры там и сохраните единый шаг по всему створу или поделите створ на участки.

Расход воды этот расчёт не определяет: он равен площади сечения, умноженной на скорость течения, а скорость измеряют отдельно. Результат пригоден для оценки и учебных задач, но не заменяет официальных гидрометрических измерений.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

S ≈ (h / 3)·[y₀ + 4·(y₁ + y₃ + …) + 2·(y₂ + y₄ + …) + yₙ]

Проверенные примеры

Русло шириной 8 м

Промеры через 2 м дали глубины 0; 1,2; 1,8; 1,1; 0 м. Какова площадь сечения?

S = (2/3)·[0 + 4·1,2 + 2·1,8 + 4·1,1 + 0] = (2/3)·12,8 = 8,5333 м².

Параболическое дно

Глубины 0; 3; 4; 3; 0 м через 2 м. Что даёт правило?

S = (2/3)·[0 + 12 + 8 + 12 + 0] = 21,3333 м². Для параболы это точное значение.

Прямоугольный канал

Семь промеров через 1 м, везде 1,5 м. Площадь?

Шесть интервалов по 1 м дают ширину 6 м, S = 6·1,5 = 9 м².

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Отложите расстояния от выбранного берега до каждого промера и впишите их через пробел по возрастанию.
  2. Убедитесь, что шаг между соседними промерами одинаков, а количество промеров нечётное, не меньше трёх.
  3. В соседнее поле впишите глубины в метрах в том же порядке; у береговых точек глубина обычно равна нулю.
  4. Нажмите «Вычислить»: «Приближённый интеграл» — это площадь сечения в квадратных метрах.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Почему число промеров должно быть нечётным?

Правило Симпсона берёт интервалы парами, и каждая пара покрывается одной параболой. Значит, интервалов чётное число, а промеров на один больше, то есть нечётное: 3, 5, 7, 9 и так далее.

Что делать, если промеры сделаны через неравные расстояния?

Это правило к ним неприменимо, и калькулятор отклонит такие данные. Для неравного шага подходит метод трапеций, либо промеры лучше повторить через равные расстояния.

Можно ли по результату узнать расход воды?

Нет. Площадь сечения — только одна из двух величин. Расход равен площади, умноженной на среднюю скорость течения, а скорость в этом расчёте не участвует.

Похожие калькуляторы

▦ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ

Когда величина достигнет заданного значения по таблице замеров

По таблице замеров растущей величины и пороговому значению найдите момент времени его достижения: интерполяция между двумя ближайшими измерениями без экстраполяции.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_010231/

Предварительный просмотр