Файл: Быков В.Д. Гидрометрия учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 413

Скачиваний: 6

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

чнсляют скорость движения волны (в м/с)

Пример. Гребень волны прошел расстояние I между делениями 0,3 и 0,2 на шкале дальности (/=100 м) за 20 секунд; скорость движения волны в этом случае равна 100:20 = 5 м/с.

Направление движения воли определяют по лимбу в градусах. Если волны идут на наблюдателя перпендикулярно оптической оси зрительной трубы, то направление дается непосредственным от­

счетом по лимбу без поправок. Если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волны

движутся

от

наблюдателя,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

для

определения

направления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

к отсчету по лимбу следует

 

приба­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вить (или вычесть

из него) 180°.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота

волны

h

определяется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

•с помощью

шкалы

2 (см. рис. 32.3),

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расположенной

справа

от

шкалы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дальности,

по

волномерному

бую,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

установленному

в

водоеме.

 

Пово­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ротом

трубы

вокруг

вертикальной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оси необходимо •совместить буй со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шкалой высоты волн 2. Затем

опре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деляют число делений шкалы, укла­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дывающихся в одном размахе буя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от нижнего его положения до верх­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

него. Дробные части деления оце­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нивают на глаз. Зная цену одного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деления

сетки,

определяют

высоту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

волны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

Пример.

Буй колеблется

между

 

 

 

 

 

 

 

 

тремя делениями. При цене одного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

деления

0,5

м

высота

волны

 

равна

Рис. 32.4. Электрокоитактная

веха.

1,5

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шкала высоты

волн рассчитана так, что цена

 

деления остается

постоянной,

не зависящей

от

расстояния

до буя,

поэтому

знать

расстояние до него не требуется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для

определения

направления и расстояния до какого-либо

предмета, находящегося на поверхности водоема, зрительная

труба

волномера

наводится

на

этот

предмет

и

шкала

 

дальности

пер­

спективной

сетки совмещается

с ним. Отсчеты

расстояний

произ­

водят до ватерлинии

предмета.

После

определения

расстояния

делают отсчет азимута по лимбу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Измерение скорости и

направления

течений

 

и

дрейфа

льдов

сводится к наблюдению за движением

какого-либо предмета на по­

верхности

водоема,

например

поплавка

или

заметной

точки

на

льднне.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Береговые самописцы

волнения. Самописцы

волнения — волно­

графы — предназначены для

непрерывной

регистрации

отдельных

26*

403


пли

всех

элементов

волн. Ниже

дано

описание

некоторых

кон­

струкций

самописцев

волнения.

 

 

 

 

 

 

 

Э л е к т р о к о н т а к т н а я

в е х а

(рис. 32.4)

представляет

со­

бой

латунный,

изолированный

от

воды резиновой

трубкой

стер­

жень

/ длиной

2—2,5 м, в который ввернуты через

10 см

латун-

Рис. 32.5. Волнограф «Ильмень».

ные, посеребренные с внешнего торца контакты 2. Для предотвра­ щения попадания воды под изоляцию контакты затягиваются сверху текстолитовыми контргайками 3. Стержень крепится иа ро­ ликовых изоляторах 4 к деревянной рамке 5, устанавливаемой при

помощи

двух хомутов

6 на

одиночной

плавучей

волномерной

вехе 7.

 

 

 

 

 

При

прохождении

волны

через электроконтактную веху за­

мыкается

часть контактов,

в результате

этого

скачкообразно

404


Рис. 32.6. Волнограф ВЭВ-К.

/ — э л е к т р о к о н т а к т н а я веха; 2 — д е р е в я н н ы е вехи; 3 натяжной

трос;

4 — хомут; 5 — поплавок; 5 — р а м а ; 7 — р а с т я ж к и ; Я — п а т р у б о к ; 9

трос;

10 — якорь-присос.

 


изменяется сила тока в электрической цепи, состоящей из источ­ ников питания, токопроводящей линии и осциллографа.

Высота и период волн регистрируются на осциллографе, уста­ новленном на берегу; запись волн получается в виде ступенчатой

.кривой.

 

 

 

В о л н о г р а ф

«И л ь м е и ь» предназначен

для

регистрации

высоты и периода

волн при глубинах до 3—5

м и

представляет

собой прибор с дистанционным управлением, включается с находя­ щегося на берегу пульта управления. Установка состоит из по­ плавкового устройства с регистратором, помещенным на верху за­

битой в грунт стальной

сваи или укрепленной

на дне

штанги,

проводной линии связи от прибора до берега и

пульта

управле­

ния с источником питания

(рис. 32.5).

 

 

Датчиком прибора является поплавок 1, вертикальные переме­ щения которого вдоль направляющих тросов 2 передаются на по­ плавковое колесо посредством тросика 3 с противовесом. Враще­ ние поплавкового колеса преобразуется в линейные перемещения пишущей каретки регистратора.

Запись волн в масштабе 1 :50 производится на специальной бумаге с меловым покрытием металлическим штифтом каретки. Электромотор перемещает ленту длиной 12 м с одного барабана на другой.

Пульт управления, находящийся на берегу, соединен с реги­ стратором прибора трехжильным кабелем. Пульт снабжен пере­ ключателем для включения и выключения самописца, а также имеет телеграфный ключ для подачи условного шифра серии на­ блюдений и отметок времени и зуммер для сигнала об окончании ленты, после чего производится ее смена.

В о л н о г р а ф в с е х э л е м е н т о в в о л н ВЭВ-К (рис. 32.6). Работа этого прибора конструкции П. П. Кокоулина основана на

принципе

регистрации

моментов времени

прохождения

гребня

волны через три точки, расположенные в вершинах

равносторон­

него треугольника, с одновременной регистрацией

высоты

и

пе­

риода волны. Длина стороны треугольника

принимается 4—5

м.

Волнограф

состоит из

трех описанных выше электроконтактных

вех длиной 4—5 м, установленных на поплавках и связанных жесткой треугольной рамой. Рама с поплавками затопляется на глубину ниже ожидаемых понижений уровня на подошвах волн. Лучше устанавливать волнограф на трех якорях-прнсосах весом по 250—300 кг каждый.

Моменты прохождения гребня волны через вехи (вершины тре­ угольника) регистрируются на ленте установленного на берегу •осциллографа, соединенного с прибором кабелем.

32.4. Наблюдения за волнением вдали от берега

Наблюдения за волнением в открытой части озер и водохра­ нилищ проводятся при выполнении гидрологических разрезов и наблюдениях на рейдовых вертикалях, а также при специальных исследованиях элементов волн в открытой части водоема.

406


 

В состав

наблюдений

входит: 1) определение

направления

и

скорости ветра

и

общего состояния погоды; 2) общая визуаль­

ная оценка

степени

волнения и состояния водной

поверхности;.

3)

определение

направления

 

распространения

 

волнения;

 

4)

определение отдельных

эле­

 

ментов волн

(высоты,периода,

 

длины и скорости движения).

 

 

Наблюдения

за

волнением

 

вдали от берега можно про­

 

водить

с судна,

закрепленного

 

на якоре, или на ходу; методы

 

таких

наблюдений

подробно

 

рассматриваются

в

курсе

мор­

 

ской

гидрометрии.

Здесь

мы

 

остановимся

на некоторых

ме­

 

тодах,

часто

применяемых

при

 

наблюдениях на озерах и водо­ хранилищах.

Отдельные элементы волн могут определяться при по­ мощи специальных вех, само­ писцев волнения, а также по­ средством стереофотосъемки и аэрофотосъемки.

Для

измерения высоты волн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вдали

 

от

 

берегов

 

обычно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

применяют

 

 

максимально-ми­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нимальную

 

веху.

Стандарт­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ная

 

м а к с

и м а л ь н о - м и -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ни м а л ь н а я

в о л н о м е р -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н а я

в е х а

 

ГР-24

 

состоит

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

направляющей

 

штанги

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с поплавком,

затопляемого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

буя

и

груза-якоря

с

тросом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 32.7). На штанге имеется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кольцевой

поплавок,

могущий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

свободно

 

перемещаться

по

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

штанге

вверх

и вниз при

вол­

Рис.

32.7.

Максимально-минимальная

нении. Чтобы он при этом не

 

 

волномерная

веха

ГР-24.

 

вращался,

имеются три направ­

/ — лимб; 2 — н а п р а в л я ю щ а я

штанга;

3 — т а л ­

ляющих

тросика,

натянутые

репы;

4 — движок; 5 — поплавок;

6 — напра ­

вертикально

 

вдоль

штанги и

вляющие тросики;

7—

карабины;

 

 

8—муфта;

 

9 — затопляемый

буй;

10— штанга;

/ / — трос;

проходящие через втулки в по­

 

 

 

 

12 — якорь.

 

 

 

 

плавке.

На

верхней

части

по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

плавка

укреплен горизонтальный

лимб,

над

шкалой

которого

имеется

металлический

движок.

В

 

движке

есть паз,

входящий

в направляющий пруток, закрепленный на

наружной

поверхности

штанги. Пруток образует винтовую

линию:

на

длине штанги

4,5 м

407