Файл: Орлова, В. В. Гидрометрия учебник.pdf

Порядок наблюдений следующий:

1)подготавливается новая лента; на ней пишется порядковый номер, дата, название реки и пункта наблюдений;

2)измеряется высота уровня воды по контрольным водомер­ ным постам;

3)на старой ленте самописца пером делается засечка в виде вертикальной черты длиной около 1 см, слева от засечки записы­ вается время в часах и минутах, а справа — значение уровня над нулем графика, после чего старая лента снимается и на барабан надевается новая лента;

4)барабан устанавливается в рабочее положение и заводится часовой механизм самописца;

5)производится настройка прибора, для чего перо уста­ навливается в точке, соответствующей времени и высоте уровня. На ленте делается вертикальная засечка и рядом с ней записы­ вается время и уровень;

6)проверяется исправность работы самописца в течение 5 мин. Линия записи должна быть тонкой, ровной и сплошной.

§ 19. Измерение температуры воды

Изучение температурного режима рек представляет большой практический интерес для многих отраслей народного хозяйства. От температуры воды зависят биологические и химические про­ цессы, происходящие в водоеме и определяющие качество воды. Сведения о температуре воды используются при разработке меро­ приятий по борьбе с шугообразованием и при проектировании спе­ циальных устройств, защищающих водозаборные сооружения и турбины от шуги. Особенно широко используются данные о тем­ пературе воды при составлении прогнозов вскрытия и замерза­ ния рек.

Для измерения температуры воды служит водный термометр. На шугоносных реках в переходные периоды, осенью и весной, при температуре воды, близкой к 0° С (ниже 0,5° С), измерения произ­ водятся микротермометром и микроэлектротермометром.

В о д н ы й т е р м о м е т р (рис. 22 а) представляет собой обыч­

ный ртутный термометр с делениями шкалы через 0,2°. Для предохра­ нения термометра от повреждений он заключен в металлическую или пластмассовую оправу, состоящую из двух трубок с продоль­ ными прорезями, вставленных одна в другую. На нижний конец оправы навинчен стаканчик с отверстиями, через которые посту­ пает вода, способствующая сохранению термометром той темпе­

шкалу, а при отсчете ее нужно повернуть так, чтобы прорези обеих трубок совпали и шкала термометра была видна.

Термометр опускается в воду на шнуре в отвесном положении на глубину не менее 0,5 м от поверхности и выдерживается в по­ токе в течение 5—8 мин. При извлечении термометра из воды его

53

следует держать отвесно, чтобы из стаканчика не вылилась вода. Температура отсчитывается с точностью до 0,1°.

М и к р о т е р м о м е т р (рис. 22 б) рассчитан на измерение тем­

пературы от —0,8 до 1,2° С; деления на шкале нанесены через 0,1°,

ление при 0°С; а — температурный коэффициент сопротивления данного металла.

Измерение температуры воды производится термометрами со­ противления, имеющими мостиковые схемы. В этом случае термо­ метр Rt (рис. 23) включается в схему мостика в качестве одного из плеч. Перемещая скользящий контакт D вдоль калиброванного провода АС высокого сопротивления (реохорд), добиваются та­ кого положения, при котором ток в цепи гальванометра G идти не

54

будет (стрелка гальванометра не будет отклоняться). В этом слу­ чае будем иметь соотношение

где Rt — искомое сопротивление термометра при данной темпера­ туре; R0— определенное постоянное сопротивление; R i и R z — пе­

ременные сопротивления участков калиброванного провода.

Рис. 24. Панель микроэлектротермометра.

Сопротивления Ri и R2 пропорциональны длинам участков про­ вода AD = l\ и DC = lz, отсюда

Переход от величины сопротивления Rt к температуре произво­

дится на основе предварительной тарировки прибора, проводимой в лабораторных условиях ртутными образцовыми термометрами. При этом шкала реохорда калибруется прямо в значения темпе­ ратуры или дается в условных единицах.

Вместо гальванометра в качестве нуль-индикатора применя­ ются телефонные наушники. В этом случае равновесие мостика восстанавливается по затуханию тона звуковой частоты в науш­ никах.

Термометры сопротивления могут применяться и в неравновес­ ной мостиковой схеме, которая отличается от рассмотренной выше равновесной схемы тем, что равновесие моста не восстанавлива­ ется. Тогда температура воды определяется по отклонению стрелки гальванометра, на шкалу которого нанесены значения тем­ пературы.

55

Измерение температуры термометрами сопротивления произво­ дится дистанционно, для чего термометр может выноситься на ка­ беле в точку измерения на значительное расстояние. Однако при большой длине кабеля изменение его сопротивления от темпера­ туры вносит заметную ошибку; чтобы избежать этого, термометр подключают к мосту по трехпроводной схеме.

М и к р о э л е к т р о т е р м о м е т р (ГР-51) предназначен для из­ мерения температуры воды от —0,2 до +1,6° С с точностью до 0,01° на глубинах до 10 м.

Прибор представляет собой равновесный электроизмеритель­ ный мост с круговым реохордом. Состоит из датчика, дистанцион­ ной линии связи и измерительной части. В комплект прибора вхо­ дят телефонные наушники, которые служат индикатором баланса плеч моста.

Датчик состоит из двух термочувствительных сопротивлений, заключенных в металлический водонепроницаемый кожух. Одно сопротивление изготовлено из медной, а второе из манганиновой проволоки диаметром 0,1 мм.

Дистанционная линия связи представляет собой трехжильный кабель в резиновом шланге, на одном конце которого укреплен датчик, а другой конец подключается к измерительной части при­ бора. Длина кабеля 12 м.

Микроэлектротермометр размещен в деревянном корпусе, где на общей панели расположены детали измерительной части при­ бора. Электрическая часть прибора помещена внутри корпуса, а на внешней стороне панели расположены следующие детали (рис. 24): источники питания /, закрытые сверху крышкой 2, кнопка 3 включения источников питания, рукоятка 4 кругового реохорда

с указателем 5. Шкала реохорда дана в условных единицах от 0 до 180. Кнопка 6 подсвета шкалы прибора служит для снятия от­

счета по шкале при работе в темное время суток; через клемму 7 подключаются наушники.

Для измерения температуры воды датчик опускается на за­ данную глубину, где выдерживается не менее 1—2 мин. Затем вращением ручки реохорда добиваются исчезновения звука в на­ ушниках и в этот момент снимают показание по шкале реохорда. Пользуясь тарировочной зависимостью прибора (графиком, табли­ цей), по значению отсчета определяют температуру.

Э л е к т р о т е р м о м е т р (ГР-41) служит для измерения темпе­ ратуры воды от —1 до +35° С на глубинах до 40 м; цена деления шкалы 0,1°.

Устройство прибора, принцип его действия и работа с ним ана­ логичны микроэлектротермометру.

Состав и сроки наблюдений. Наблюдения за температурой воды производятся ежедневно в 8 и 20 часов, а на постах с односрочными наблюдениями за уровнем воды — в 8 часов. Измерения начина­ ются весной с наступлением оттепелей и прекращаются осенью спустя 3—5 суток после установления ледостава. На реках с не­

56

устойчивым ледяным покровом наблюдения за температурой воды ведутся и в периоды временных вскрытий.

Температура воды измеряется в поверхностном слое в створе водомерного поста или в непосредственной близости от него, обя­ зательно в проточной зоне. На больших и средних реках измере­ ние температуры производится у берега, где глубина не менее 0,3—0,5 м и имеется заметное на глаз течение. На малых реках температура измеряется в стрежневой части потока в самом глу­ боком, но не застойном месте. Температура воды в месте измере­ ния должна быть типичной для всего участка гидрологического поста, поэтому нельзя вести наблюдения вблизи выхода родников, сброса промышленных вод, в слабопроточной заводи.

Правильность выбора места измерений температуры воды про­

2) параллельными наблюдениями у берега и в нескольких точках по длине реки на участке выше поста. Одновременные измерения у берега и в стрежневой части производятся в 8 и 20 часов в те­ чение 10—15 дней в паводок и межень. При расхождениях в зна­ чениях температуры до 0,2° наблюдения в стрежневой части пре­ кращаются и температура воды измеряется в прежнем месте.

Параллельные наблюдения у берега и по длине реки произво­ дятся в течение двух-трех дней в паводок и межень. По длине реки обследуется участок на протяжении 0,2 км выше поста на малых реках и 1—2 км на больших реках. Обследование произво­ дится с лодки, движущейся против течения по стрежневой части реки. Температура воды измеряется в 5— 10 точках по всей длине обследуемого участка. Для измерения температуры из реки зачер­ пывается ведром вода и в него на 5—8 мин опускается термометр. После отсчета температуры вода выливается из ведра и снова за­ черпывается в новом месте. Одновременно с измерением темпера­

хождениях в значениях температуры у берега и по длине реки до 0,2° место систематических наблюдений можно считать типич­ ным для всего участка реки.

§ 20. Визуальные наблюдения

Одновременно с измерением высоты уровня воды ведутся ви­ зуальные (глазомерные) наблюдения за явлениями, влияющими на точность отсчета уровня и режим реки.

Для оценки точности измерения уровня в каждый срок наблю­ дений глазомерно определяются сила и направление ветра, сте­ пень волнения и осадки.

Направление ветра оценивается по отношению к течению реки и обозначается в «Книжке водомерных наблюдений» стрел­ ками; сила ветра отмечается числом штрихов оперения стрелки.

57

Результаты наблюдений заносятся в графу «Ветер и волнение» следующими знаками:

j — ветер по течению слабый,

L —• ветер против течения умеренный, “— ветер с правого берега сильный,

- 9— ветер с левого берега слабый.

Наблюдения за волнением ведутся лишь на постах, располо­ женных на больших реках. Волнение оценивается баллами от О до 3 и отмечается цифрами в той же графе полевой книжки, что и ветер:

Важно фиксировать значительные изменения в водном режиме под влиянием ледяных образований, деформации русла, водной растительности, попусков (сбросов) воды из водохранилищ, забора воды на орошение, лесосплава, обвала берегов, дноуглубительных работ и др.

Наблюдения за ледовыми явлениями производятся в течение всего периода их образования. Виды ледяных образований (сало, шуга, забереги и др.) записываются в «Книжку водомерных на­ блюдений» в графе «Примечание». При необходимости более под­ робно осветить ледовую обстановку, например при быстрой смене ледяных образований в течение суток, запись ведется в виде дневника на отдельных листах, подшиваемых к книжке наблю­ дений.

Наблюдения за ледовой обстановкой ведутся как на участке гидрологического поста, так и за его пределами. В зависимости от ширины реки для наблюдений назначается участок протяже­ нием от 200 м до 2 км. Особое внимание должно быть уделено наблюдениям за явлениями, искажающими естественный режим уровня, например образованием заторов и зажоров льда.

Наблюдения за водной растительностью производятся на реках с зарастающим руслом; их цель — определить степень развития растительности и установить начало и конец вегетационного пе­ риода. Наблюдения ведутся на участке гидрологического поста 10, 20-го числа и в последний день месяца. В «Книжке водомерных наблюдений» записывается вид растительности (осока, камыш, тростник), распространение ее по длине и ширине реки, густота и

58