вертикали. Сетка для наблюдений за образованием |
внутриводного |
льда на дне реки (донного льда) |
имеет вид полусферы диаметром |
30 см, высотой 8-—10 см и весом |
1,4—1,6 кг. Сетка |
состоит из кар |
каса в виде обруча диаметром 30 см с крестовиной из железа се
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чением |
2X20 |
мм. Каркас |
обтянут |
железной |
или латунной |
сеткой |
с ячейками |
2 x 2 |
мм. В |
середине |
крестовины |
укреплен |
стержень |
длиной |
10 см |
с кольцом |
для |
подвешивания |
сетки. Готовая |
сетка |
должна |
быть |
занумерована, |
взвешена с точностью до 5 г, а пло |
щадь ее внешней поверхности |
вычислена |
с точностью до 1 см2 . Для |
опускания сетки на дно и подъема |
ее |
служит |
тонкий |
пеньковый |
трос, который |
одним |
концом |
при помощи карабина прикрепляется |
к кольцу |
сетки, |
а |
другим |
кре |
|
|
|
|
|
|
пится к |
концу |
шеста |
(рис. 31.5). |
|
|
|
|
|
|
Наблюдения |
за |
образова |
нием внутриводного |
льда прово |
дят ежедневно в течение осеннезимнего периода начиная со дня, когда температура воды на основ ном водомерном посту опустится до +0,5°, до окончательного уста новления ледостава. На участках рек, не покрывшихся поверхност ным льдом или имеющих по лыньи, наблюдения ведут в тече ние всего морозного периода. Устанавливают сетки ежедневно в 20 часов, а поднимают на сле дующий день в 8 часов.
Рис. 31.5. Сетка для регистрации образования внутриводного (донного)
льда.
Для определения момента начала образования внутриводного льда применяют ш у г о с и г п а л и з а т о р ы. Действие их осно вано на различии электрической проводимости льда н воды. В по ток опускают два электрода. При образовании внутриводного льда на электродах будут выделяться кристаллы льда, при этом элек трическая проводимость между ними будет уменьшаться. Элек троды включают в одно из плеч электроизмерительного моста Уитстона. При изменении сопротивления между ними происходит раз баланс моста. В измерительной диагонали моста возникает ток, который усиливается и подается на регистрирующий прибор. Шутосигналнзаторы выпускаются промышленностью для установки на гидроэлектростанциях, где служат для сигнализации о начале обмерзания решеток во входных отверстиях турбинных трактов.
Наблюдения за шугоходом и условиями шугообразования. На блюдения за шугоходом проводятся в гидрометрическом створе станции или на специально выбранном створе, где движение шути хорошо просматривается на всем участке. При изучении шугохода и условий шугообразования проводят следующие наблюдения:
1) за температурой воды по микротермометру;
2) за температурой и влажностью воздуха, общей и нижней облачностью п туманами, скоростью ветра;
3) за густотой шугохода, скоростью движения п количеством шуги.
Метеорологические наблюдения, указанные в п. 2, организуют
непосредственно на посту или для этой |
цели используют |
данные |
ближайшей метеостанции, |
удаленной от |
поста не более |
чем на |
10 км. В последнем случае |
необходимо предварительно убедиться |
путем организации параллельных наблюдений на посту в том, что
показания этой метеостанции |
соответствуют |
местным условиям |
поста. |
|
|
|
|
|
|
Г у с т о т а |
ш у г о х о д а |
и с т е п е н ь |
п о к р ы т и я |
р е к и |
п л ы в у щ е й |
ш у г о й |
определяются, как указано в |
разделе |
31.1. |
Наблюдения |
проводят |
в светлое время суток |
через |
каждые 2— |
4 часа в соответствии с суточным ходом явления. Если при шугоходе одновременно наблюдается движение сала, снежницы, блин чатого льда и битого льда заберегов, то наличие этих включений отмечают в книжке для записи наблюдений.
Для определения |
густоты |
шугохода могут |
применяться э л е к - |
т р о ш у г о м е р ы |
[50]. С гидрометрической |
переправы — мостика |
или натянутого |
по |
створу |
троса — опускают |
датчики-электроды, |
представляющие собой отрезки многожильного кабеля. Концы их, оголенные на 10—15 см, должны находиться в воде. Другим элек тродом является общий для всей группы датчиков заземленный электрод в виде мотка троса, опускаемого на дно реки на рас стоянии около 100 м ниже створа. Датчики-электроды размещают на равных расстояниях друг от друга. Плывущая шуга при каса
нии |
висящих электродов увеличивает электрическое сопротивле |
ние |
между ними и |
заземленным |
электродом. |
Аппаратура |
шуго- |
мера |
регистрирует |
время нахождения каждого |
датчика-электрода |
в воде и в шуге и суммирует с помощью электромагнитного |
счет |
чика |
отдельно для |
воды и шуги. |
Длительность измерения |
10— |
20 минут. Средняя в створе густота шугохода k за принятый про
межуток |
времени определяется по формуле |
|
|
|
л- |
/ |
|
|
|
|
пш — |
пш |
<\"« |
(31.2) |
|
k=—f—T, |
1 \ |
, I " |
где п'ш и |
—начальный и |
конечный |
отсчеты |
по счетчику, реги |
стрирующему время нахождения |
электродов в |
шуге; п'ъ и п" — |
то же по счетчику, регистрирующему время нахождения электро дов в воде.
Промышленное |
изготовление электрошугомеров не |
налажено. |
К о л и ч е с т в о |
ш у г и определяют |
посредством |
шугобато- |
метра. Стандартный |
шутобатометр (рис. |
31.6) представляет собой |
металлическую трубу квадратного сечения площадью 50 см2 , дли ной 1 м. Нижний конец снабжен стальным башмаком с острыми кромками. Для удержания шуги в батометре низ его имеет дверцу,
свободно открывающуюся внутрь прибора |
при его погружении |
в слой шуги. Для выхода из прибора воды |
стенки |
его и дверца |
имеют отверстия. Для взятия пробы шуги |
батометр |
вертикально |
погружают в слой плывущей шуги и он вырезает из нее столбик площадью 50 см2 и высотой, равной толщине слоя шуги. Толщину слоя шуги измеряют по рейке, входящей в комплект прибора, после этого пробу шуги высыпают в ведро, прилагаемое к шуго-
батометру, и взвешивают с точностью до 50 |
г безменом, также |
входящим в комплект прибора. Следует заметить, что |
толщина |
слоя шуги, измеренная в шугобатометре, будет несколько |
отлична |
от толщины слоя шуги в реке. |
|
|
Следует отметить, что, как показала практика, более целесооб |
разно |
применять шугобатометры с большей |
площадью |
сечения, |
до 150 |
см2 . |
|
|
Рис. 31.6. Шугобатометр.
|
/ — стальной б а ш м а к ; |
2 |
— труба квадратного сечения; 3 — ведро; |
4 — ушки |
|
для |
троса; |
В — рукоятка; 6 — рейка; 7 — б е з м е н . |
|
В |
зависимости |
от |
ширины реки и степени ее покрытия шугой |
пробы |
шуги берут |
на |
четырех—шести вертикалях, на |
которых по |
следовательно берется по пять проб. За окончательный результат принимают средние арифметические значения толщины и веса шуги из всех проб.
С к о р о с т ь д в и ж е н и я ш у г и определяется по времени прохождения отдельными, хорошо заметными скоплениями шуги пути длиной от 25 до 100 м (в зависимости от скорости движения шуги) в соответствии с правилами, принятыми для измерения ско ростей течения поплавками. Измерение скорости движения шуги производят от 5 до 10 раз, причем приметные скопления шуги вы бирают на различных расстояниях от берега, чтобы получить
среднюю скорость движения шуги для всей |
ширины реки. |
Р а с х о д ш у г и (в т/с), плывущей по |
всей ширине поверх |
ности реки, вычисляют по формуле |
|
Q]ii = kavmB, |
(31.3) |
где k — средняя в створе густота шугохода; а — среднее количество шуги на единицу площади в т/м2 ; иш — средняя скорость движения шуги в м/с; В — ширина реки в метрах.
Для сокращения объема работ по измерению расходов шуги
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
полезно строить графики зависимости расхода шуги Qm |
от |
густоты |
шугохода k (рис. 31.7), которая |
в |
ряде |
случаев |
позволяет |
опре |
делить расход шуги по данным |
визуальных наблюдений. |
|
|
|
Как |
показали |
исследования |
А. |
Н. Чижова |
[62], |
зависимость |
Qm = f{k) |
может |
быть |
использована |
для |
определения |
|
расходов |
|
|
|
|
шуги только в створах, на |
кото- |
XaL-ioo |
|
|
рых |
густота |
шугохода |
не |
дости |
|
|
|
|
гает |
больших |
значении, не |
более |
|
|
|
|
/г = 0,4-f-0,7. При |
/г=1 |
кривая |
на |
|
|
|
|
графике |
Qm = f{k) |
направляется |
|
|
|
|
параллельно осп абсцисс, так как |
|
|
|
|
расход |
шуги |
может |
возрастать |
|
|
|
|
за счет увеличения толщины слоя |
|
|
|
|
шуги (при сплошь покрытой шу |
|
|
|
|
гой |
поверхности |
реки). |
Лучшая |
|
|
|
|
связь |
получается, если расход шу |
|
|
|
|
ги |
выразить |
зависимостью |
Qm |
— |
|
|
|
|
= |
f(kcii), |
где |
а,- — вес |
|
шуги |
на |
|
|
|
|
1м2 |
шуговых скоплений, |
получен |
|
|
|
|
ный путем взятия проб на одной |
|
|
|
|
из вертикалей створа с достаточ |
|
|
|
|
но большой толщиной слоя шуги. |
|
|
|
|
|
Графики |
Qm = J(k) |
или |
Q m |
= |
|
|
|
|
= |
f{kcii) |
|
используют |
для |
под |
|
|
|
|
счета |
с т о к а |
ш у г и. |
|
|
|
|
|
|
|
|
В итоге наблюдений за шуго- |
|
|
|
|
ходом |
и |
условиями, |
его |
опреде |
|
|
|
|
ляющими, составляют отчет, в ко |
|
|
|
|
тором, помимо материалов наблю |
|
|
|
|
дений, |
приводятся: |
а) |
методика |
|
|
|
|
наблюдений; |
б) |
характер и режим |
Рис. 31.7. |
Зависимости Q m = / ( £ a i ) и |
шуговых |
явлений на |
реке в связи |
Qm=/(ft) |
для р. Чу у поста Бурул- |
с |
состоянием |
погоды; |
в) |
величи |
даискии мост (по А. Н. Чижову). |
ны средних и максимальных рас |
= /"(&) или Qm=/(^a,-) |
и подсчет |
ходов |
шуги, |
зависимость |
Q m = |
стока |
шуги; г) общая |
характери |
стика ледового режима данного осенне-зимнего периода по сравне нию со средними многолетними характеристиками, а при отсут ствии их — по сравнению с предшествующими годами.
Глава 32
НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОЛНЕНИЕМ
32.1. Береговые наблюдения
Цель береговых наблюдений — осветить волновой режим водо ема в районе берега. Наблюдения за волновым режимом ведут на специальных волномерных постах.