Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 417

Скачиваний: 6

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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;

393


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

394


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.

395



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

 

 

 

 

2

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.

395