2263

Рис. 6. Карта гидроизогипс

Арифметический метод интерполяции заключается в том, что интерполируемый отрезок между скважинами разбивают на элементарные отрезки, в пределах которых превышение уровня грунтовых вод соответствует 0,5 м или 1м. Соединив точки с одинаковыми отметками уровня грунтовых вод плавными линиями, получим гидроизогипсы, указывая цифрами их значения.

Интерполяцию удобно производить с помощью палетки (рис. 7а), представляющий собой систему параллельных линий (масштабную сетку), проведенных в плане на равном расстоянии друг от друга (обычно 2...5 мм).

Выполняется интерполяция в такой последовательности. Точки, отметки уровней которых подлежат интерполяции, соединяют вспомогательной прямой линией. Палетка накладывается на одну из точек таким образом, чтобы отметка на палетке и отметка точки поворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадали. Эта точка фиксируется путем прокола булавкой. Далее палетка поворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадет с отметкой по палетке. На пересечении отрезка, соединяющего точки с масштабной сеткой палетки, находят искомые точки (рис.76). Целесообразно производить интерполяцию, соединяя ближайшие точки отрезками. Так, чтобы последние образовывали в плане треугольники или четырехугольники (в данной задаче квадраты).

Точки с одинаковыми отметками уровня грунтовых вод соединяют плавными линиями (гидроизогипсами), указывая цифрами в разрывах гидроизогипс их отметки.

Объем снегомерных работ

Примечание. 1 Общая протяженность маршрута по двум поперечникам.

На основании данных снегосъемок, полученных по маршрутам на различных элементах ландшафта (поле, лес, балки, овраги), вычисляется общий средневзвешенный запас воды на почве на территории района станции.

Для определения снегозапасов в районе станции необходимо знать процентное соотношение площадей основных элементов ландшафта. Это соотношение определяется по картам, схемам или планам с помощью палетки, имеющей размеры квадрата 10х10 см для карт и планов наиболее крупных масштабов и 5х5 см для мелкомасштабных карт.

Соотношение площадей, занимаемых полем и лесом, вычисляется палеткой визуально с точностью до 5 %. Площади балок, оврагов и логов определяются в пределах квадрата палетки планиметром с точностью до 1 %; площади населенных пунктов, водоемов и рек, дорог, а также лесов и оврагов, занимающих в отдельности 1 % и менее, относятся к полю. Соотношение площадей элементов ландшафта выражается в сотых долях.

Цель снегомерных съемок – определить запасы воды в снежном покро-

ве.

Во время снегомерных съемок измеряются высота hс и плотность d снежного покрова, толщина ледяной корки hл, слой воды на почве hв,

определяется состояние поверхности почвы (талая, мерзлая), степень покрытия почвы снегом.

Высота снежного покрова hс, см, измеряется по постоянным и переменным рейкам.

Плотность снега в точке d, г/см ,3 определяется с помощью стандартного походного весового снегомера, состоящего из цилиндра высотой 50 см с крышкой, весов и лопаточки, и вычисляется по формуле

d m/V ,

где m – масса воды в снеге, г.; V– объем взятой пробы снега, см3.

Так как площадь поперечного сечения цилиндра снегомера равна 50 см, а каждое деление линейки весов соответствует 5 г, формула может быть представлена в следующем виде:

d 5m m ,

50h 10h

где m – отсчет по линейке весов; h – отсчет по шкале цилиндра.

Таким образом, для вычисления величины плотности снега надо число делений, отсчитанное по линейке весов, разделить на увеличенный в 10 раз отсчет по шкале цилиндра снегомера. Деление производится до третьего десятичного знака, а результат округляется до сотых долей.

Средняя высота снежного покрова hср, см, определяется как среднее арифметическое из суммы всех измеренных высот, включая и те случаи, когда высота оказалась малой (запись 0) или снег в точке измерений отсутствовал:

hср=∑hс/n,

где n – число измерений.

Средняя плотность снега dср вычисляется делением суммы плотностей на число фактических измерений с округлением до сотых долей:

dср=∑d/n.

В тех случаях, когда в точках определения плотности снега наблюдалась ледяная корка на почве, запас воды вычислялся отдельно для снега и ледяной корки.

Запас воды в снеге ус, г/см2, определяется по данным о средней величине плотности снега dср и средней высоте снежного покрова hср, т. е. высота слоя воды, которая содержится в снежном покрове и при его таянии, пойдет на увлажнение почвы и сформирует сток:

yс=10dср hср.

Запас воды в ледяной корке yл, г/см2, находится путем умножения ее средней толщины hср. л на плотность ледяной корки dл, которая принимается равной 0,8 г/см3:

yл= hср. л· dл,

где hср. л – средняя толщина ледяной корки вычисляется делением суммы значений толщины корки, измеренной во всех точках определения

плотности снега, на число точек определения плотности, включая и те точки, в которых корки не было:

hср. л=hл/n.

Средний слой воды под снегом hср. в, см, определяется путем деления суммы измеренных слоев воды hв на полное число точек измерения плотности снега n:

hср. в= hв/n.

Запас воды под снегом yпод с, г/см2, вычисляется по формуле:

упод с= hср. в· (1-dср)·10.

Общий запас воды на снегомерном маршруте равен сумме запасов воды в снеге, в ледяной корке на почве и под снегом

y= yс+ yл+ упод с.

Пример решения задачи

Рассмотрим на следующем примере полное вычисление характеристик снежного покрова.

Исходные данные: маршрут полевой длиной 2 км.

В табл. 14 помещены результаты измерений при ландшафтноснегомерной съемке на полевом участке в районе станции Снежной.

Таблица 14

Результаты ландшафтно-снегомерной съемки в районе станции Снежной

На основании данных этой таблицы имеем: 1. Средняя высота снежного покрова:

hср=∑hс/n=1399/100=14 см,

где n – число измерений.

Среднемноголетнее годовое испарение с больших площадей (до 9900 км) в приближенных расчетах удобно определять по карте изолиний испарения, построенной в ГГИ (рис. 10) на основе уравнения водного баланса для суши по разности среднемноголетних годовых сумм атмосферных осадков и среднемноголетнего годового стока рек. На карте оконтуривается площадь расчетной территории (например, водосбора реки) и наносится центр ее тяжести. Если площадь пересекается несколькими изолиниями, то испарение вычисляют как средневзвешенную величину.

При расположении исследуемой площади на карте между двумя соседними изолиниями расчетную величину находят для центра тяжести площади путем интерполяции между соседними изолиниями.

Погрешность снимаемых с карты значений испарения для равнинной территории СССР составляет 15 %. Для горных районов и Крайнего Севера ошибка возрастает до 20 %, а в слабоизученных районах – до 40 %.

Пример решения задачи 1

Исходные данные: карта среднегодового слоя испарения с суши. Требуется: определить (приближенно) среднемноголетнее годовое

испарение для Московской области.

Порядок выполнения: по карте (см. рис. 10) находят расположение Московской области и замечают, что почти посередине ее проходит изолиния 550 мм. Следовательно, для Московской области среднемноголетнее годовое испарение (норма) равно 550 мм.

Рис. 8. Карта среднемноголетнего годового слоя испарения (мм)

Задача 2. Определение испарения с поверхности суши по уравнению связи теплового и водного балансов

При известных нормах атмосферных осадков и радиационного баланса среднемноголетнее испарение с суши рассчитывают по уравнению связи теплового и водного балансов, используя номограмму (рис. 9, б), отдельно для каждой метеорологической станции.

Норму испарения с речного бассейна, на котором расположено несколько метеорологических станций, определяют для каждой метеорологической станции. При равномерном распределении станций на площади бассейна применяют среднеарифметический метод, а

при неравномерном – метод средневзвешенной величины с учетом доли площади бассейна, относящейся к соответствующей станции.

Пример решения задачи 2