навливают в момент удара груза о головку вертушки. Вертушку поднимают па поверхность, берут отсчет по счетчику оборотов и записывают в книжку. Снимают с вертушки компасную коробку, открывают и, сняв магнитную стрелку с иглы, записывают номера секторов, в которых есть шарики, и их количество в секторах.
Обработка результатов наблюдении начинается с критического просмотра записей; затем сопоставляют число заряженных и выпавших шариков, а также число оборотов лопастного винта с числом выпавших в компасную коробку ша
риков, исходя из соотношения, что на 33—34 оборота выпадает один |
шарик. |
|
Для вычисления средней скорости течения необходимо определить разность |
между конечным и начальным показаниями счетчика, |
что дает общее число /V |
оборотов лопастного винта за время наблюдений t. Число оборотов винта |
в се- |
куиду определяют из соотношения / г = — . Затем по тарнровочнон таблице |
опре |
деляют скорость течения. |
|
|
|
|
|
Для определения среднего магнитного азимута направления течения находят |
угол разброса шариков — он равен |
разности |
крайних |
номеров секторов, |
умно |
женной на 10°. Если угол разброса |
шариков |
меньше |
угла 3 0 ° + 4 « |
(т— общее |
число выпавших шариков), то применяют арифметический способ |
вычисления |
азимута, в противном случае — геометрический |
способ. Вычисление среднего ази |
мута рассмотрим на примере. |
|
|
|
|
|
Пример. В компасную коробку выпало 20 шариков с распределением |
их по |
•секторам 22, Зб, 47, 55. Угол разброса |
шариков |
равен |
(5—2) • 10=30°; этот |
угол |
меньше 30°+4 • 20= 110°. Применяем |
арифметический способ вычисления по фор |
муле |
|
|
|
|
|
т
где а—искомый |
азимут |
направления |
течения; |
N',...,Nn— |
номера секторов, |
в которые выпали шарики; п\, . . . , пп |
— количество шариков |
в секторах; т — |
общее количество выпавших шариков. |
|
|
|
Подставляя |
значения, |
получим |
|
|
|
|
2 - 2 + 3 - 6 + 4 - 7 + 5 - 5 ^ jQ 0 = |
3 7 ) 5 о = з 7 о 3 0 , _ |
|
|
20 |
|
|
|
Истинный азимут течения определяют введением поправки на склонение: вос точное склонение прибавляется к магнитному азимуту, западное — вычитается.
Геометрический способ определения направления и скорости течения заклю чается в графическом построении и суммировании векторов скоростей. Длина каждого вектора определяется числом шариков, выпавших в данный сектор, а на правление— углом, соответствующим номеру сектора. Суммарный вектор вы ражает среднее направление течения. Истинная скорость v определяется из со отношения
|
V = |
v 0 - L . |
(29.7) |
где Do — скорость |
по показанию счетчика; /•—длина суммарного вектора в |
мас |
штабе графика; т — общее количество выпавших шариков. |
|
Б и ф и л я р н ы е п о д в е с ы . |
Бифилярные |
(двухниточные) |
под |
весы являются |
разновидностью |
флюгера, |
приспособленного |
для |
работы на тросе. С их помощью |
определяют |
направление течений |
на глубинах в отдельных точках потока. Если бифилярному под весу придается вертушка, то одновременно измеряют скорость течения.
Б и ф и л я р н ы й п о д в е с ГР-6 (рис. 29.10) состоит из трех основных частей: оси / с укрепленным на ней указателем 2, верх ней фермы 3 с разделенным на градусы лимбом 4, свободно вра щающейся иа подшипниках вокруг оси, и нижней фермы 5, жестко скрепленной с грузом, имеющим стабилизатор направления; эта
Рис. 29.10. Бифилярный подвес ГР-6.
ферма подвешена к верхней на тросе, пропущенном через систему блоков, позволяющую менять расстояние между верхней и нижней фермами. Таким образом, нижняя ферма подвешена к верхней на трех нитках троса, поэтому данный подвес можно бы назвать не бифилярным, а трифилярным.
В потоке нижняя ферма устанавливается по направлению тече ния благодаря наличию стабилизатора груза. Верхняя ферма при нимает то же направление, что и нижняя, так как может свободно вращаться на подшипниках вокруг оси.
Вертушку для измерения скорости течения укрепляют на штанге впереди груза.
Подвес закрепляют на кран-балке лебедки. Длину вытравляе
мого троса |
определяют |
по блок-счетчику, учитывая при этом, что |
|
|
|
|
|
нижняя |
ферма |
опускается |
|
|
|
|
|
на глубину, |
втрое меньшую, |
|
|
|
|
|
чем указывает |
счетчик. Угол |
|
|
|
|
|
направления |
|
течения |
опре |
|
|
|
|
|
деляют |
с |
помощью |
|
делений |
|
|
|
|
|
лимба по указателю. Для |
|
|
|
|
|
установки |
указателя |
по на |
|
|
|
|
|
правлению |
линии |
|
створа |
|
|
|
|
|
используют визирное устрой |
|
|
|
|
|
ство 6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К |
недостаткам |
|
прибора |
|
|
|
|
|
следует |
|
отнести |
|
громозд |
|
|
|
|
|
кость и большой вес. В на |
|
|
|
|
|
стоящее |
время |
он |
|
приме |
|
|
|
|
|
няется |
|
редко. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р а д и о и з м е р и т е л ь |
|
|
|
|
|
т е ч е н и й |
ГМ-33 |
предназ |
|
|
|
|
|
начен |
|
для |
измерения |
на |
|
|
|
|
|
правлений |
и скоростей |
тече |
|
|
|
|
|
ний в морях на глубинах до |
|
|
|
|
|
200 м, но может применять |
|
|
|
|
|
ся и на крупных водохрани |
|
|
|
|
|
лищах |
|
и озерах. Устанавли |
|
|
|
|
|
вается |
на |
специальном |
авто |
|
|
|
|
|
номном |
заякоренном |
радио |
|
|
|
|
|
буе. |
Для |
|
измерений |
на |
|
|
|
|
|
правлений |
и скоростей |
тече |
|
|
|
|
|
ний |
применена |
вертушка |
|
|
|
|
|
с магнитной |
системой, |
уста |
Рис. 29.11. Радиоизмернтель |
течений |
ГМ-33. |
навливающейся |
по |
|
магнит |
/ — передатчик; |
2 — защитное |
устройство; 3 — |
ному |
меридиану. |
Вращение |
ротора |
вертушки |
и |
|
измене |
мачта; 4— контейнер; |
о — подвеска |
датчиков; |
|
5 — п о п л а в к и ; |
7 — датчики (вертушки); |
8 — груз; |
ния направления |
продольной |
S — р а м а ; |
10 — растяжки . |
|
|
|
|
|
|
оси вертушки |
относительно |
магнитной рамки под действием течения преобразуются в электри ческие импульсы с последующим преобразованием их в сигналы радиопередатчика. К бую подвешиваются две вертушки на различ ных глубинах (рис. 29.11). Скорость течения измеряется в диапа зоне от 0,03 до 3,00 м/с с точностью ± (2 см/с+ 3% измеряемой ве личины); направление течения регистрируется с точностью ±10°. Дальность действия радиосистемы до 30 км.
Передатчик радиобуя работает в ультракоротковолновом диа пазоне. Сигналы принимаются приемным устройством с поворот ной антенной и регистрируются на телеграфной ленте. Величины скоростей и направлений течений определяются по частоте и взаи морасположению записанных на ленте сигналов.
Длительность автономной работы радиобуя до 30 суток.
Глава 30
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТЕМПЕРАТУРОЙ, ЦВЕТОМ
ИПРОЗРАЧНОСТЬЮ ВОДЫ
Изучение термического режима водоемов имеет большое прак тическое значение при изучении испарения с водной поверхности, исследовании замерзания и вскрытия водоемов, условий образова ния в них льда, шуги, полыней и других сопутствующих им явле ний, а также необходимо при изучении ледового режима для проектирования и эксплуатации гидростанций и водозаборных со оружений систем водоснабжения. Знать термический режим, цвет и прозрачность вод озер и водохранилищ необходимо при исследо вании их ледового режима и изучении перемешивания их водных масс, химического и газового режимов вод этих водоемов и раз вития в них биологических процессов.
30.1. Наблюдения за температурой воды
Наблюдения за температурой воды проводятся на всех гидро
логических станциях и |
постах, |
на |
которых ведутся наблюдения |
за уровнем, и включают: |
|
|
|
|
1) систематические |
ежедневные |
измерения |
температуры |
воды |
в постоянном месте — в прибрежной |
зоне или на стрежне реки; |
2) временные эпизодические |
параллельные |
измерения |
темпе |
ратуры воды в нескольких точках по длине и ширине реки с целью выявления типичности постоянного места измерений.
Место для измерения температуры воды в реках выбирается в створе или вблизи водомерного поста в прибрежной части на про точном месте с глубиной по возможности не менее 0,3—0,5 м. К месту измерений не должны подходить струи родниковых или сбросы промышленных вод. Температура воды в месте измерения должна мало отличаться от средней температуры воды во всем водном сечении и по длине реки на участке поста. Соблюдение этого условия проверяют путем организации эпизодических иссле дований.
|
При ширине |
|
реки |
менее |
10 |
м |
измерения |
температуры |
воды |
производят на стрежне, а при малых |
глубинах — в |
самом |
глубо |
ком проточном |
месте |
реки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Температуру |
|
воды |
измеряют |
водным термометром |
(рис. |
30.1а) |
с точностью до |
0,1° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На шугоносных реках в переходные периоды, осенью и весной,, |
при температуре |
воды, близкой |
к 0°, |
для |
измерений |
применяют |
микротермометр |
(рис. 30.16), |
позволяющий |
отсчитывать |
значения |
температуры воды |
с |
точностью |
до |
0,0ГС в |
диапазоне |
от |
—0,8 |
до |
+1,2° С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для измерения |
температуры |
воды |
с |
повышенной |
точностью |
в |
настоящее время |
применяют |
преимущественно м и к р о э л е к - |
т р о т е р м о м е т р |
ГР-51 |
(рис. 30.2а), |
имеющий |
диапазон изме |
рения от —0,2 до |
+1,60° С |
и точность |
отсчета |
по |
шкале 0,01° С. |
Прибор состоит из датчика, укрепленного на конце трехжиль- |
ного кабеля длиной 12 м, |
и |
основного |
прибора |
с |
измерительной |
|
|
|
частью. Датчик |
состоит из двух |
о)
б)
Рис. 30.1. Ртутные термометры для из мерения температуры воды.
а — водный термометр в оправе; |
б — микро- |
термометр (без оправы). |
|
сопротивлении — медной и ман ганиновой проволок, намотан ных бифилярно и заключен ных в тонкостенный металли ческий кожух. Медная прово лока используется в качестве термочувствительного элемен та, манганиновая проволока имеет приблизительно постоян ное сопротивление. Основной прибор состоит из деревянного ящика, на панели которого находятся кнопка включения питания, ручка реохорда с указателем, шкала реохорда, клеммы для подключения ка беля и наушников. На внут ренней стороне панели выпол нен монтаж измерительной части прибора.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изменение |
электрического |
сопро |
тивления |
|
медной |
проволоки, |
проис |
ходящее |
при изменении |
температуры, |
измеряется |
по |
методу |
равновесного |
электроизмерительного |
моста. Датчик |
образует |
два |
плеча |
моста |
Rt и R2, |
другие два |
плеча |
R3 |
и |
R4 |
находятся |
в измерительной |
|
части |
|
прибора |
(рис. 30.2 6). Переменной частью этих сопротивлений является круговой реохорд. Балансировка моста произ водится вращением рукоятки при бора, при этом движок перемещается по реохорду. В качестве индикатора баланса плеч моста применены теле фонные наушники. При затухании звука в них берут отсчет по шкале реохорда. Для питания моста в при боре имеется полупроводниковый ге нератор звуковой частоты, получаю щий в свою очередь питание от галь-
напряженпем
ваиических элементов 1,5 В.
Для измерения температуры датчик погружают в воду на за данную глубину и выдерживают в течение 4—5 минут. Затем, вра щая ручку реохорда, добиваются исчезновения звука в наушниках и берут отсчет по шкале. Значение температуры получают по тарировочной таблице.
