II. Учение о гидросфере
Работа № 11. Проведение гидрометрических работ на реке.
Цель - ознакомление студентов с наиболее типичными в данных прродных условиях водными объектами и на их примере закрепить некоторые положения теоретического курса «Гидрология», а также – сформировать у студентов навыки в проведении основных видов полевых гидрологических работ, камеральной обработки и простейшего анализа данных измерений.
Материалы и оборудование: водомерные рейки, вешки, микровертушка, компас, поплавки, рулетки, сантиметр, веревки, родниковый термометр, диск Секки, лопата, секундомер, лот с приспособлением для отбора образцов донного грунта, полевой рН-метр, индикаторная бумага, прозрачный тонкостенный стакан, мыло. Водолазам обязательно иметь сменную обувь и одежду, полотенце.
При исследовании рек важными физическими факторами являются скорость течения, полноводности, природа речного русла, характеристика дна и берегов.
Ход работы.
1.Определение глубины русла. Выбрать удобный берег, с возможностью перехода через реку. Установить на противоположных берегах шесты и натянуть через русло шнур. Войти в воду и сделать промеры глубины через 30, 40, 50 см. Записать в таблицу.
2. Определение ширины русла. Выбрать удобный берег, с возможностью перехода через реку. Установить на противоположных берегах шесты и натянуть через русло шнур. С помощью рулетки измерить ширину русла. Записать в таблицу.
3. Определение скорости течения. Для определения скорости течения реки нужно выбрать относительно ровный участок длиной не менее 10 м и отметить его вешками (створы). Поплавок бросают в воду выше верхнего створа. При прохождении им верхнего створа включают секундомер или засекают время по часам. Затем засекают время при прохождении поплавком нижнего створа, и высчитывают скорость в м/сек. Измерение проводятся не менее 3-х раз, затем высчитывается среднее арифметическое скорости течения.
4. Определение полноводности реки. Рассчитайте значение полноводности реки по формуле: р=mnav, где m – глубина река; n – ее ширина, v – скорость течения реки, a - коэффициент, значение которого 0,85.
5. Определение площади живого сечения реки для расчета расхода. Живое сечение реки вычисляется как сумма элементарных геометрических фигур: треугольников и трапеций (рис.4). Если сечение реки считать прямоугольным, то для вычисления площади живого сечения достаточно перемножить ширину и глубину. Построить схему поперечного профиля реки на миллиметровке.
Расход воды (м/сек) определяется путем умножения скорости течения (м/сек) на площадь сечения (м2).
Рис. 4. Определение поперечного профиля реки
b1, b2, b3 ..., bn - отрезки реки, на которых измерялась глубина;
h1, h2, h3,..., hn - глубина,
w1, w2, w3, … wn - площадь сечения на отрезке.
6. Определение грунта речного дна. Характер донных отложений оценивается на ощупь. Различают следующие основные типы грунтов дна рек: илистые, глинистые, песчаные, галечные, каменистые, валунные, скальные, торфянистые.
Е
Рис. 5. Определитель размера зерен
песчаных пород
1-песок тонкозернистый;
2 –мелкозернистый; 3 - среднезернистый;
4 – крупнозернистый; 5 – грубозернистый;
6 – гравий мелкий; 7 – гравий средний;
8 – крупный гравий