ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 407
Скачиваний: 6
ется приемным резервуаром (трубой), в котором помещается по плавок самописца. Для очистки трубы от наносов в нижней ее ча сти имеется смотровое окно, закрываемое съемной крышкой. На верхнем конце опоры сооружается деревянная будка для уста новки самописца. Сообщение с установкой осуществляется посред ством мостика на сваях или же лодки.
Б е р е г о в о й т и п |
у с т а н о в к и |
с а м о п и с ц а |
(рис. 4.17). |
|
Этот тип установки более долговечен, |
но сооружение |
его сложнее |
||
и значительно |
дороже установки островного типа. Применять его |
|||
целесообразно |
при: 1) |
неограниченно |
долгом сроке работы поста; |
|
2) больших амплитудах колебаний уровней воды; 3) |
наличии опас- |
щ
п
1 " г
-_
1v/////?A
—— Ч
Рис. 4.17. Береговой тип установки самописца.
ности разрушения установки островного типа волнением, ледохо
дом, судами; |
4) необходимости действия установки в |
зимнее |
время. |
|
|
Береговой |
тип установки состоит из четырех основных |
частей: |
1) приемного |
колодца, сооруженного на берегу, в котором поме |
|
щается поплавок; 2) трубы, соединяющей колодец с |
водоемом; |
|
3) приемного |
устройства, в котором помещается конец |
водозабор |
ной трубы; 4) будки для самописца, устанавливаемой над колод цем. Колодец устраивается на берегу из такого расчета, чтобы его
верхняя поверхность была не менее чем на 1,0 |
м выше наивысшего |
||
уровня воды, а дно его — ниже на |
1,0—1,5 м |
наинизшего |
уровня. |
В зависимости от местных условий |
колодец может быть |
деревян |
|
ный, бетонный или каменный. |
|
|
|
4.6. Дистанционные водомерные посты
Дистанционными называются водомерные посты, автоматически передающие показания высоты уровня на расстояние. Передача сведений об уровнях может производиться в определенные сроки или непрерывно.
45
Дистанционные водомерные посты имеют большое значение для диспетчерской службы па гидроэлектростанциях, шлюзах, водо хранилищах, на оросительных системах, а также в малонаселен ных и трудноступных районах, так как они не требуют постоян ного обслуживания наблюдателем.
Дистанционные водомерные посты будут являться основным источником информации об уровнях водных объектов в условиях комплексной автоматизации гидрометеорологической сети, переход к которой намечается в ближайшие годы. Для автоматической сети разработан и проходит испытания специальный датчик уровня, описание которого приводится в главе 34.
Рассмотренные в предыдущем параграфе самописцы уровня относятся к приборам местного отсчета и не имеют устройств для передачи результатов измерений на расстояния. Однако разрабо-
Датчик |
|
|
|
|
чэ |
п |
Канал |
связи |
РУ |
|
|
|||
|
|
|
|
ИП |
Рис. 4.18. Блок-схема дистанционного водомерного поста. |
||||
ЧЭ — чувствительный |
элемент, |
Я — преобразователь, РУ— регистрирую |
||
щее |
устройство, |
ПП — источник питания. |
|
таны устройства, преобразующие угол поворота вала, вращаемого поплавковой системой самописцев, в цифровой число-импульсный код, что делает возможным применение их в качестве дистанцион ных уровнемеров и, в частности, на автоматизированных гидроло гических постах.
Дистанционные водомерные посты состоят из следующих основ ных элементов: 1) датчика, 2) канала связи, 3) регистрирующего устройства, 4) источника питания (рис. 4.18).
Датчик состоит из чувствительного элемента и преобразователя. Чувствительный элемент непосредственно воспринимает изменения уровня. Применяются следующие типы чувствительных элементов: бесконтактные электрические, электроконтактные, поплавковые, гидростатические.
Бесконтактные электрические чувствительные элементы пред ставляют собой металлический электрод в виде стержня, покрытый слоем изоляции. Электрод вместе со средой (водой) образует кон денсатор, емкость которого зависит от глубины погружения элек трода.
Электроконтактные чувствительные элементы бывают непре рывного, дискретного и омического типов. Действие приборов пер вого типа основано на использовании контакта поискового элек трода или пары электродов с поверхностью воды с последующей логической обработкой сигнала системой автоматического поиска.
46
К приборам второго типа относятся электроконтактные рейки, кон такты на которых расположены на определенных расстояниях; при этом осуществляется дискретная регистрация положений уровня воды При его колебаниях. Действие омических приборов основано на том, что при погружении в воду натянутой проволоки, по которой пропускается переменный ток, падение напряжения изменяется об ратно пропорционально глубине ее погружения.
Действие поплавкового чувствительного элемента ясно из опи сания самописцев «Валдай» и ГР-38.
Действие гидростатических чувствительных элементов основано на регистрации давления столба воды над прибором, устанавливае мым на дне водоема. В качестве чувствительного элемента исполь зуют сильфоны, манометрические коробки и другие упругие эле менты, а также ртутные манометры, как, например, в приборе УДВ-1М (см. главу 34).
Для гидрологических датчиков в качестве чувствительных эле ментов применяют в основном поплавковые и гидростатические, причем наиболее часто — поплавковые.
Назначение преобразователя состоит в преобразовании информа ции, поступающей в него от чувствительного элемента, в форму сигнала, удобную для передачи на регистрирующее устройство. Наиболее часто информация преобразуется в электрические сиг налы— дискретные пли непрерывные.
|
С целью установления оптимальных значений допустимой погрешности дат |
|||||||||
чиков уровнемеров в ГГИ И. Ф. Карасевым |
и А. Н. Чижовым [35] была прове |
|||||||||
дена методическая разработка, в резуль |
|
Таблица 4.2 |
||||||||
тате |
которой |
получена |
зависимость ве |
|
||||||
личины погрешности от амплитуды ко |
|
|
||||||||
лебаний уровней |
(табл. 4.2). |
|
|
Диапазон амплитуды |
|
|||||
|
Оптимальная |
точность |
измерения |
Погрешность, см |
||||||
|
уровнен, м |
|||||||||
уровня |
на водохранилищах |
|
зависит от |
|
||||||
|
|
|
||||||||
задачи |
измерения. Так, величина относи |
2,5 |
0,5 |
|||||||
тельной |
погрешности измерения |
уровня |
||||||||
для |
определения |
емкости |
водохранили |
2,5—5,0 |
1,0 |
|||||
ща |
должна |
быть |
0,2—1,5%, |
для учета |
5,0—10,0 |
2,0 |
||||
стока |
воды |
(расхода |
через |
турбины |
10,0—25,0 |
5,0 |
||||
ГЭС)—0,26%, Для расчета |
водного ба |
|
|
|||||||
ланса — 0,01— 0,2%. |
|
|
|
|
|
|
В качестве канала связи чаще всего применяется электропро водная связь, а при установке автоматических постов в отдаленных и труднодоступных районах — радиосвязь.
Регистрирующее устройство может быть в виде самописца, стре лочного или шкального указателя. Для использования информации водомерных постов автоматизированной сети предполагается при
менять |
перфораторы, |
связанные с датчиками водомерных постов, |
|||
с помощью |
которых |
на перфоленте |
будут накапливаться данные |
||
об уровнях |
воды в закодированном виде и затем периодически, ме |
||||
сячными массивами, вводиться в ЭВМ для обработки |
(более под |
||||
робно этот вопрос рассматривается в главе 35). |
|
||||
В дальнейшем мы рассмотрим устройство и действие некоторых |
|||||
типов |
дистанционных |
уровнемеров: |
уровнемера с |
поплавковой |
47
системой и сельсинами завода «Электропульт» (глава 19) и уровне мера УДВ-1 для автоматизированных гидрологических постов (глава 34).
4.7. Уклонные водомерные посты
Назначение этих постов заключается в определении величин падения и уклона водной поверхности на исследуемом участке реки. Особенно необходимы уклонные посты на участках с явлениями переменного подпора.
Переменный подпор может возникать при наличии подпора от водоприемника (основная река, озеро, водохранилище), при не установившемся движении воды (половодье, паводки, попуски), за жорах и заторах, зарастании русла и пр. При наличии переменного
Рис. 4.19. Схема к определению падения и уклона водной поверх ности.
подпора связь между уровнями и расходами воды в реке стано
вится неоднозначной, в |
этом случае расход зависит не только |
от уровня, но и от уклона |
водной поверхности. |
Для точного определения величин падения и уклона водной поверхности большое значение имеет расстояние между уклонными постами, которое назначается исходя из минимальных величин па дения на изучаемом участке и требуемой точности его определения.
Для использования результатов наблюдений за уклоном водной поверхности при вычислении стока воды и экстраполяции кривых расходов значения уклонов должны определяться с погрешностью не более 10—15%- Такая точность может быть достигнута при ус ловии, что величины измеряемого падения на равнинной реке будут не менее 10—20 см, а на горной — 25—50 см.
Получить достаточно точное значение уклонов водной поверх ности можно при тщательном определении: 1) расстояния между уклонными постами, 2) отметок площадок свай или нулей реек постов, 3) уровней воды на постах.
Схема определения величин падения и уклона водной поверх ности показана на рис. 4.19. Величина падения h = H\ — H% а ве-
личина уклона / = - / - .
48
Для выбора участка наблюдений за уклоном водной поверх ности и установления его границ, а следовательно, и места распо ложения верхнего и нижнего уклонных постов производят обсле дование реки с нивелированием мгновенного профиля водной поверхности. На действующих водомерных постах необходимо стре миться к тому, чтобы основной водомерный пост оказался на одной из границ участка и мог бы
одновременно |
служить |
ук- |
Участок. однообразного уклона |
|||
лонным постом. |
|
|
|
Верхи, икпонныи |
Нижи уклонныи\ |
|
|
|
|
пост |
|
||
Нивелирование |
участка |
|
|
пост | |
||
|
|
|
||||
производят дважды: в поло |
Участок для измерение i |
|||||
водье при высоком уровне и |
|
уклона |
||||
в межень при низком уровне, |
|
|
|
|||
так как в зависимости от |
|
|
|
|||
особенностей русла |
участки |
Рис. 4.20. Схема |
расположения уклонных |
|||
для измерения |
уклона |
мо |
|
постов. |
гут быть разной |
длины. |
/ — точка нивелирования. |
Границы участка для из |
|
|
мерения уклона |
назначают |
(рис. 4.20) с таким расчетом, чтобы |
уклон выше и ниже этих границ был на некотором расстоянии од
нообразным. |
|
|
|
|
Н и в е л и р о в к а д л я о п р е д е л е н и я |
у к л о н а |
в о д н о й |
||
п о в е р х н о с т и . |
На исследуемом участке реки одновременно, по |
|||
часам, |
забивают колья вровень с водной поверхностью через 50— |
|||
100 м, |
а также |
во всех характерных местах |
перелома |
водной по |
верхности (перепады, перекаты). Для увеличения точности фикса ции положения уровня колья забивают в естественных заливчиках берега или же в ковшах, выкопанных у берега и соединенных с ре кой канавками. Отметки площадок кольев определяют нивелирова нием IV класса, двойным ходом от репера основного поста.
4.8. Реперы водомерных постов
Водомерный пост оборудуется двумя постоянными реперами— основным и контрольным, устанавливаемыми вне зоны затопления высокими водами. Основной репер, как правило, устраивается по тайным и должен удовлетворять требованиям долговременной со хранности и неизменяемости его высоты. Он служит для поверок высоты контрольного репера и располагается поблизости от поста.
Контрольный репер устанавливается в створе поста возможно ближе к водомерным устройствам и служит для систематических поверок высотного положения свай, нулей реек и других водомер ных устройств.
Для установки реперов выбирают места, не подверженные за
топлению, заболачиванию, оползанию и другим смещениям |
грунта. |
|||
Не допускается устанавливать реперы на пашне, огороде, |
на тро |
|||
пинках и дорогах. |
|
|
|
|
Основание репера поста закладывают на |
глубине |
не |
менее |
|
чем на 0,5 м ниже линии сезонного промерзания |
грунта, |
а |
в |
райо- |
4 |
Гидрометрия |
49 |