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

состояние (возвышается над водой, лежит на дне и т. д.). Сведе­ ния о водной растительности используются при анализе материа­ лов наблюдений за уровнем и вычислении стока воды.

§ 21. Измерение толщины льда

Место и сроки измерений. На всех гидрологических постах, рас­ положенных на реках, где наблюдается ледостав, измеряется тол­ щина льда, высота снега и глубина погружения шуги. Место для измерений должно отражать среднюю толщину льда стрежневой полосы участка реки в районе водомерного поста. Нельзя произ­ водить измерения в местах, где лед будет значительно тоньше или толще, чем на данном участке реки, например около полыней, вблизи дорог через реку, на отмелых местах и т. п. Измерение тол­ щины льда производится на середине реки, обычно в створе водо­ мерного поста или в другом месте, где толщина льда характерна для всего участка реки. Правильность выбранного места устанав­ ливается после проведения ледомерных съемок на участке поста и анализа материалов съемок.

Толщина льда на реках с устойчивым ледоставом измеряется каждого 10, 20-го числа и в последний день месяца. На реках с не­ устойчивым ледяным покровом и на информационных постах из­ мерения ведутся 5, 10, 15, 20, 25-го числа и в последний день месяца.

На больших и средних реках, имеющих ширину при ледоставе более 25 м, толщина льда в первые полтора-два месяца после ус­

10 м. Одна лунка должна находиться в створе водомерного поста, а две другие — выше и ниже него. Если толщина льда в трех лун­ ках приблизительно одинакова (разница не более 10— 15%) или лед достиг толщины 70 см, наблюдения можно призводить в одной лунке, расположенной в створе водомерного поста.

На малых реках толщина льда измеряется в одной лунке, рас­ положенной на середине реки.

Лунки при каждом наблюдении нужно пробивать в новом месте с нетронутым снежным покровом.

На участках рек, где образуются наледи, ведутся наблюдения за глубиной слоя наледной воды и толщиной наледного льда. Для этого в ледяной покров в нескольких местах на участке водомер­ ного поста вмораживаются рейки и ежедекадно измеряется тол­ щина наледного льда. По разности отсчетов за определенный про­ межуток времени можно определить толщину наросшего за счет наледи льда.

Оборудование и приборы для измерения высоты снега, тол­ щины льда и шуги. Высота снега на льду измеряется переносной снегомерной рейкой с заостренным, обитым железом концом.

Толщина льда измеряется в лунке, пробиваемой пешней или просверливаемой ледовым буром.

59

в нижшою поверхность шуги. В этот момент по рейке делается от­ счет на уровне воды в лунке. Для извлечения рейки из шуги ее опускают вниз, натягивают трос, планка приводится в вертикаль­ ное положение, н рейка вынимается.

Ш у г о м е р н а я п л а н к а Г р о ш е в а (рис. 29) применяется при значительной плотности шуги и при большой глубине ее по­ гружения. Планка состоит из чугунной пластины с заострен­

на расстоянии 150—180 см от планки прикреплено железное кольцо,

Затем планка медленно поднимается до упора в нижнюю поверх­ ность шуги и по меткам, нанесенным на тросе, измеряется глубина

Шугомерная рейка-шест и планка Грошева не обеспечивают достаточную точность определения толщины шуги, так как при из­ мерении нижний слой шуги неизбежно уплотняется. В результате толщина шуги оказывается уменьшенной на 10—20%. Более точно граница залегания шуги определяется специальной шугомерной рейкой со звуковым индикатором.

Ш у г о м е р н а я р е й к а (ГР-85) состоит из шугоосязателя, или датчика 1, полупроводникового усилителя звуковой частоты 2, двухжильного шнура 3, соединяющего датчик с усилителем, теле­ фонных наушников 4 и двух комплектов упорной штанги 5 общей

длиной 6 м (рис. 30).

В корпусе датчика укреплен индуктор, имеющий магиитопровод 7 и постоянный магнит 5 с -обмоткой 9. В зазоре магнитопро-

вода закреплен в резиновой прокладке отрезок стальной прово­ локи, оба конца которой выступают на 5 см в виде усов из боков датчика. При работе датчик надевается на штангу и при помощи винта 6 крепится к ее нижнему концу.

Усилитель звуковой частоты собран на полупроводниках и содержит три каскада усиления. Источником электрического

62

в лунку, при этом проволочные «усы» скользят по стенкам лунки

возникают электрические колеба­ ния звуковой частоты, которые после их усиления поступают в на­ ушники. По характерному шуму в наушниках определяется ниж­ няя граница ледяного покрова и шуги. Глубина погружения отсчитывается по делениям на штанге от уровня воды в лунке или от поверхности льда.

Производство наблюдений. На­ блюдения начинаются с измере­ ния высоты снега в трех-четырех точках, расположенных в непо­ средственной близости от наме­ чаемой лунки. Отсчеты произво­ дятся с точностью до 1 см, за окончательный результат прини­ мается средняя величина из всех измерений. После этого снег счи­ щается и определяется характер поверхности ледяного покрова: гладкая, неровная, нагроможден­ ная. Затем во льду пробивается

лунка и измеряется общая толщина льда, глубина погруженного льда и шуги.

§ 22. Наблюдения за продольным уклоном водной поверхности

Продольным уклоном водной поверхности называется отноше­ ние величины падения уровня АН на некотором участке к длине

участка L:

/ = 4 ^ . (в)

Уклон реки обычно выражается в виде десятичной дроби или в промилле (%0). Например, величина падения уровня воды на участке длиной 500 м составляет 0,12 м, уклон в этом случае будет

0 12

равен -щ- =0,00024, или 0,24%о, т. е. на 1 км длины реки падение

составляет 0,24 м.

Сведения о продольном уклоне водной поверхности необхо­ димы для решения ряда задач, связанных с гидрологическими

63

расчетами. Особенно важны данные об уклонах для постов, учиты­ вающих сток воды и расположенных на участках рек с переменным подпором. В этом случае расход воды будет зависеть не только от высоты уровня, но и продольного уклона водной поверхности.

Наблюдения за продольным уклоном производятся на участке реки с однообразным уклоном водной поверхности. На равнинных реках участок для уклонных наблюдений назначается, как пра­ вило, на том же берегу, на котором расположен основной водомер­ ный пост, а на горных реках с неровными (в плане) скальными бе­ регами и извилистой береговой линией — на обоих берегах.

Для выбора участка наблюдений за уклоном производится по­ левое обследование и нивелирование мгновенного продольного профиля водной поверхности. В процессе обследования выявля­ ются участки с однообразным уклоном и места с переломом про­ филя водной поверхности (перекаты, перепады и т. д.).

Во всех характерных местах, а на участках с однообразным уклоном через равные расстояния (50—100 м) одновременно за­ биваются колья вблизи урезов вровень с поверхностью воды. Ни­ велированием от ближайшего репера определяются отметки верха кольев, которые представляют собой отметки уровня воды. По этим данным составляется продольный профиль водной поверхности, вычисляются значения уклонов и назначается участок для наблю­ дений за уклоном.

Нивелирование продольного профиля водной поверхности сле­ дует производить дважды — в период весеннего половодья и во время летней межени, так как в зависимости от очертаний русла в плане, характера берегов и шероховатости участки с однообраз­ ным уклоном в различные фазы режима уровней могут быть раз­ ной протяженности.

Наблюдения за уклоном могут производиться ежедневно или эпизодически. При наличии переменного подпора и в периоды за- торно-зажорных колебаний уровня уклон измеряется ежедневно, а в остальных случаях — эпизодически (четыре-пять раз на подъ­ еме и спаде половодья и три-четыре раза при ледоставе и в ме­ жень).

При необходимости ежедневных наблюдений на концах выбран­ ного участка устраиваются два водомерных поста — верхний уклонный и нижний уклонный. Обычно уклонные посты свайного типа; реперы обоих постов связываются в одной системе высотных отметок с репером основного водомерного поста. Отметки нулей графиков уклонных постов назначаются одинаковыми с отметкой нуля графика основного поста.

Для эпизодических измерений вместо оборудования уклонных постов на концах участка устанавливаются лишь реперы, от кото­ рых производится нивелирование уровня воды по урезным ко­ лышкам, забитым вровень с поверхностью воды. При волнении колышки следует устанавливать в специально вырытых канавках. Разность отметок верхнего и нижнего по течению колышков дает величину падения уровня на участке.

64

Если длина участка не превышает 200 м, уклон определяется нивелированием урезных колышков с установкой инструмента по­ средине.

§23. Обработка материалов водомерных наблюдений

Всостав обработки материалов водомерных наблюдений вхо­

дит:

1 ) обработка полевых книжек для записи водомерных наблю­

дений; 2 ) построение комплексного графика результатов гидрометеоро­

логических наблюдений и совмещенных графиков колебаний уровня воды по ряду постов и анализ графиков;

3) составление таблиц «Ежедневные уровни воды», «Темпера­ тура воды», «Толщина льда», помещаемых в гидрологические еже­ годники.

О б р а б о т к а к н и ж к и д ля з а п и с и в о д о м е р н ы х н а - б л юд е н и й . «Книжка водомерных наблюдений» обрабатывается наблюдателем поста и по окончании месяца высылается им на гид­ рологическую станцию, где производится тщательный просмотр полевых записей с целью установления полноты и качества на­ блюдений и выполняется сплошная проверка произведенных на­ блюдателем вычислений. О всех обнаруженных в наблюдениях и вычислениях ошибках необходимо сообщить наблюдателю и дать указания по их устранению.

Проверка книжек начинается с установления правильности приводок нулей наблюдений. Для этого отметки и приводки голо­ вок свай и нулей реек, полученные по последней контрольной ни­ велировке, сравниваются с отметками и приводками предыдущих нивелировок. При этом могут наблюдаться следующие случаи изменения отметок головок свай или нулей реек.

1 . Отметки нулей наблюдений поданным последней нивелировки

изменились по сравнению с исходной нивелировкой не более чем на 10 мм. В этом случае приводки не меняются.

2 . Отметки нулей наблюдений между двумя контрольными ни­

велировками изменились в пределах 10—20 мм. В этом случае но­ вая приводка принимается с даты последней контрольной ниве­ лировки.

3.Отметки нулей наблюдений изменились на 20 мм и более.

Вэтом случае производится интерполяция приводок, заключаю­ щаяся в установлении даты (между контрольными нивелиров­ ками) возможного изменения высотного положения нулей наблю­ дений. С этой даты и принимается новая приводка.

Для определения дат изменения приводок нужно тщательно просмотреть книжки водомерных наблюдений, обратив внимание на записи наблюдателя о случаях повреждения постовых уст­ ройств. При наличии таких записей новые приводки принимаются с даты повреждения. При отсутствии записей о повреждении по­ стовых устройств следует обратить внимание на случаи, когда