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

В о д о м е р н а я с к в а ж и н а с г о р и з о н т а л ь н о й п л а н ­ кой (н у л ев ой ,р ей ко й). Для устройства скважины бурится отверстие глубиной 1,25 м, в которое опускается деревянная пер­ форированная (с отверстиями в стенках) труба сечением 16X Х16 см. Труба устанавливается так, чтобы ее верхний срез воз­ вышался над поверхностью болота на 10— 15 см. По обе стороны

Рис. 184. Водомерная скважина с нулевой рейкой.

от скважины на расстоянии 1,0— 1,25 м-забиваются две сваи дли­ ной не менее 2,0—2,5 м, диаметром 0,15 м. Головки сваи должны возвышаться над поверхностью болота на 80—90 см. К сваям на высоте 75—80 см в горизонтальном положении укрепляется дере­ вянная рейка (брус), верхняя грань которой служит нулем наблю­ дений (рис. 184).

Измерение уровня болотных вод производится обыкновенной переносной или контактной рейкой. Рейка опускается до поверх­ ности воды и на уровне грани горизонтальной рейки производится отсчет.

К о н т а к т н а я р е й к а представляет собой латунную трубку с двумя металлическими иглами (контактами) на конце. На внеш­

394

ней поверхности трубки нанесена миллиметровая шкала с оциф­ ровкой от 30 до 130 см. Рейка перемещается в муфте, имеющей нониус, с помощью которого высота уровня измеряется с точно­ стью до 0,1 мм. Оба контакта соединены с батареей и микроамперметром. При касании контактами поверхности воды стрелка микро­ амперметра отклоняется от нулевого деления и в этот момент про­ изводится отсчет высоты уровня воды.

вянную перфорированную трубу сече­ нием 20X20 см. Внутри трубы у ее верхнего среза укрепляется поплавко­ вое устройство, состоящее из следую­ щих основных частей: металлического корпуса 1, трех эбонитовых роликов 2, 3, 4, укрепленных на корпусе, метал­

и груза-противовеса 7. Поплавок и грузпротивовес соединяются с мерной лен­ той с помощью металлических серег 8.

В верхней части корпуса между роли­ ками 2 и 3 установлен указатель 9,

с помощью которого производится от­ счет уровня по делениям мерной ленты. Корпус прибора крепится четырьмя шурупами так, чтобы два верхних ро­ лика 2 и 3 были в одной горизонталь­

ной плоскости, а нижний, направляю­ щий ролик 4 обеспечивал бы направле­

ние ленты с поплавком по центру щели диафрагмы трубы.

Установка трубы производится так же, как и при скважинах с нуле­ вой рейкой. Труба закрывается сверху откидной крышкой, снабженной термо­ изолирующей прокладкой, и на зиму отепляется.

Для измерения уровня воды наблю­ датель открывает крышку и производит отсчет по мерной ленте

против указателя. Затем легким нажимом пальца сдвигает ленту на 1,0— 1,5 см в обе стороны от указателя и снова производит отсчет. При расхождении в отсчетах не более чем на 2 мм меха­ низм считается исправным, а при большем расхождении механизм надо снять и прочистить. Один раз в декаду (10, 20-го числа и в последний день месяца), кроме отсчетов по поплавковому устройству, производят контрольные измерения с помощью кон­ тактной рейки.

395

В о д о м е р н ы е с к в а ж и н ы с с а м о п и с ц е м у р о в н я устраиваются в труднодоступных и отдаленных районах болотного массива. В этом случае скважины оборудуются самописцами дли­ тельного действия.

Для определения величины подъема уровня болотных вод от выпадающих осадков устанавливается самописец суточного дей­ ствия («Валдай») и в непосредственной близости от него (не да­ лее 10 м) располагается самописец дождя.

По данным обработки лент самописцев уровня и дождя вычис­ ляется коэффициент подъема уровня болотных вод пг по формуле

Коэффициент nz показывает, на сколько миллиметров повыша­

ется уровень болотных вод при увеличении запаса влаги в торфя­ ной залежи на 1 мм за счет выпавших осадков. Значение коэффи­ циента используется для определения величины подъема уровня болотных вод, вызываемого поступлением влаги в торфяную за­ лежь, и, в частности, для расчета максимального весеннего уровня по интенсивности снеготаяния.

Д и с т а н ц и о н н ы й и з м е р и т е л ь у р о в н я в о д ы (ГР-72) служит для измерения уровня болотных и грунтовых вод в не­ скольких точках болотного массива с дистанционной передачей по­ казаний на пульт управления.

Принцип действия прибора основан на свойстве сельснновых

(выпрямитель и трансформатор) и линии связи.

Первичным датчиком является поплавок, плавающий на по­ верхности воды в водомерной скважине. На обсадной трубе этой скважины смонтировано измерительное устройство, представляю­ щее собой герметически закрытую коробку-корпус, в которой уста­ новлен сельсин-датчик и шаговый искатель, подключающий сель­ син-датчик к сельсину-приемнику. Ось поплавкового колеса свя­ зана с осью сельсина зубчатой передачей с передаточным отноше­ нием 1 :2.

На противоположном конце оси сельсина закреплена шкала, которая вместе с индексом служит для согласования сельсина-дат­ чика с сельсином-приемником и для установки оси сельсина-дат­ чика в положение, соответствующее уровню воды в скважине. От­ счеты по шкале дают непосредственное значение уровня в скважи­ нах от поверхности болота и не требуют дальнейшей обработки.

Для предохранения от замерзания воды в скважине в зимнее время и от нарастания инея на корпусе измерительного устройства к основанию корпуса прикреплена пенопластовая подушка.

396

Пульт управления с узлом питания устанавливается в помеще­ нии станции. Он представляет собой металлический прямоугольный корпус, на передней панели которого размещены: шкала сельсинаприемннка с ценой деления 2 мм уровня и индекс для отсчета; 10 лампочек-индикаторов включения скважин; тумблер-переключа­ тель, посредством которого подается питание на шаговые искатели и замыкается цепь обмоток возбуждения сельсинов для производ­ ства измерения уровня; кнопка-замыкатель, переключающая сква­ жины.

Связь датчиков с пультом управления осуществляется семи­ жильным кабелем.

Измеряемая амплитуда колебания уровня воды до 720 мм, по­ грешность измерения'± 5 мм, расстояние до самой удаленной сква­ жины не более 2 км.

Для определения отметок нулей наблюдений водомерных сква­ жин и контролем за ними устраиваются два репера — основной и контрольный. Основной репер устанавливается на суходоле в месте, обеспечивающем сохранность и неизменность его отметки; репер служит для периодической проверки высотного положения кон­ трольного репера. Контрольный репер устраивается на болоте в не­ посредственной близости от скважин и служит для проверки от­ меток нулей наблюдений водомерных скважин.

Наблюдения за уровнем болотных вод по скважинам произво­ дятся один раз в сутки, в зимний период (без оттепели)— один раз в 3—5 дней.

Обработка материалов наблюдений состоит в приведении всех отсчетов высоты уровня к принятой за нуль поверхности болота. Для этого из приводки нуля наблюдений каждой скважины вычи­ тается отсчет, сделанный по ленте поплавка или по рейке. Если уровень воды после вычитания приводки оказывается стоящим выше поверхности болота (т. е. отсчет меньше значения приводки), то перед значением уровня ставится знак плюс ( + ), а если уро­ вень воды стоит ниже поверхности, — знак минус (—).

Пример. 16/IX по скважине № 3 отсчет уровня был 132 см, по

скважине № 11 — 120 см. Приводка для скважины № 3 равна 118 см, а для скважины № 11 — 128 см. Вычисляем значение уровня над поверхностью болота: для скважины № 3 он будет равен 118—

— 132 = — 14 см, а для скважины № 11 128— 120= + 8 см, т. е. по скважине № 3 уровень воды стоит ниже поверхности болота на

§127. Наблюдения за температурой торфяной залежи

ипромерзанием болота

Н а б л ю д е н и я з а т е м п е р а т у р о й т о р ф я н о й з а ­ л е ж и производятся на поверхности болота и на различных глу­ бинах— 0,02; 0,05; 0,10; 0,20; 0,40; 0,80; 1,20; 1,60; 2,40 и 3,20 м.

397

Температура измеряется в сроки наблюдений за метеорологиче­ скими элементами. Для наблюдений выбирается ровный участок с естественным растительным покровом.

Температура поверхности болота измеряется ртутным термо­ метром; максимальные и минимальные температуры определяются по максимальным и минимальным метеорологическим термо­ метрам.

Для измерения температуры торфяной залежи на различных глубинах используются дистанционные электрические термометры сопротивления, датчики которых до глубины 0,40 м устанавлива­ ются в горизонтальном положении, а на больших глубинах — вер­ тикально. Термометры устанавливаются с востока на запад в по­ рядке возрастания глубин на расстоянии 0,30 м один от другого. Измерение температуры производится с помощью неравновесного моста и гальванометра.

При отсутствии дистанционных термометров сопротивления на­ блюдения за температурой в летнее время ведутся с помощью термометров Савинова и вытяжных почвенно-глубинных термо­ метров.

Обработка результатов наблюдений за температурой торфяной залежи состоит в переводе отсчетов по шкале гальванометра в зна­ чения температуры. По результатам обработки составляется ме­ сячная таблица значений температуры на стандартных глубинах. Для каждой глубины вычисляется средняя месячная температура и производится выборка максимальных и минимальных темпе­ ратур.

Н а б л ю д е н и я за п р о м е р з а н и е м б о л о т а состоят из периодических измерений толщины промерзшего слоя и определе­ ния форм промерзания. Измерения начинаются осенью с момента перехода температуры воздуха через 0°С. До установления снеж­ ного покрова высотой 15 см измерения производятся через пять дней (5, 10, 15, 20, 25-го числа и в последний день месяца), а за­ тем один раз в декаду. В период оттаивания болота наблюдения проводятся учащенно — один раз в пять дней, а при толщине мерз­ лого слоя меньше 5 см — ежедневно.

Наблюдения производятся на постоянных участках размером ЮОХЮО м, назначаемых на всех основных типах микроландшаф­ тов. На каждом участке определение глубины и формы промерза­ ния выполняется в лунках, назначаемых каждый раз в новом месте на четырех кочках (грядах) и в четырех западинах (мочажинах).

На месте намеченной лунки сначала измеряется высота снеж­ ного покрова. Затем снег расчищается и вырубается монолит до талого слоя размером 20X20 см. В лунке измеряют общую глу­ бину промерзания, а по вынутому монолиту определяют толщину промерзших слоев различных форм и формы промерзания (рых­ лый, плотный мох или очес; торф; влажный, сухой, мокрый очес

ит. д.). Формы промерзания в зависимости от степени уплотнения

ивлажности растительного вещества промерзшего слоя болота приведены в табл. 23.

398

Т а б л и ц а 23

Классификация форм промерзания болот (по номерам)

При оттаивании болота отдельно измеряется толщина талого и мерзлого слоев. В полевую книжку наблюдений записывается тол­ щина каждого слоя и их сумма, т. е. глубина нижней границы промерзания.

Пример.

Высота снежного покрова и толщина промерзшего слоя изме­ ряются ледомерной рейкой, которая представляет собой деревян­ ную планку шириной 3 см и длиной 50—80 см. Нижний конец ее заострен, и к нему прикреплен треугольный металлический выступ. Рейка с обеих сторон разделена на сантиметровые деления. На одной стороне деления и цифры нанесены черной краской и нуль рейки расположен на верхней грани металлического выступа. Эта сторона служит для определения толщины промерзшего слоя. На другой стороне рейки цифры нанесены красной краской и нулевое деление расположено у самого ее низа. По этой стороне измеря­ ется высота снежного покрова.

На иеосушенных верховых болотах для измерения глубины промерзания используется электрический мерзлотомер.

Принцип действия прибора основан на измерении резко меня­ ющегося сопротивления влажного торфа при замерзании.

Мерзлотомер представляет собой эбонитовую трубку длиной на 10—15 см больше максимальной глубины промерзания болота. В трубке через 2 см просверлены отверстия диаметром 4 мм, в ко­ торые ввинчены медные электроды. Измерительными электродами могут служить медные винты, головки которых выступают из трубки на 5—8 мм. К каждому винту-электроду изнутри припаян изолированный медный провод длиной не менее 2,5 м. Провода

399