книги из ГПНТБ / Орлова, В. В. Гидрометрия учебник

паводочную волну незначительной высоты, не дошедшую до нижерасположенного поста; б) забор воды на участке между двумя во­ домерными постами; в) кратковременный затор в результате скоп­ ления льда или сплавляемого леса; г) попуски воды из водохрани­ лищ и др.

Помимо искусственных и естественных причин, несоответствие в ходе уровня может быть следствием ошибок, допущенных при производстве наблюдений и обработке полевого материала. На все случаи несогласованности в ходе уровней и ледяных образований по длине реки нужно обратить особое внимание и в процессе ана­

риалами для составления таблиц служат обработанные и прове­ ренные полевые книжки для записи водомерных наблюдений. Таблицы составляются постепенно, в течение всего года, по мере проверки полевых записей и окончательно оформляются после ана­ лиза материалов наблюдений. Оформленные таблицы публикуются в гидрологических ежегодниках.

Таблица «Ежедневные уровни воды» (см. табл. 18), сокращенно называемая таблицей ЕУВ, содержит значения средних суточных уровней за календарный год. Для каждого полного месяца вычис­ ляется значение среднего уровня за месяц и по данным срочных и других наблюдений выписываются высший и низший уровень за месяц. По средним месячным уровням вычисляется значение сред­ него годового уровня и выписываются высшие и низшие уровни за год с указанием дат их наступления. Для рек с устойчивым ле­ доставом указываются два значения низшего уровня — летний и зимний.

Впериоды ледяных образований справа от значений уровня от­ мечаются фазы ледового режима теми же условными знаками, что

ипри обработке «Книжки водомерных наблюдений». В таблице подчеркиваются высшие и низшие уровни за месяц.

Впримечаниях под таблицей ЕУВ приводятся сведения о пе­ риодах пересыхания или перемерзания реки, отмечаются даты на­ ступления явлений, нарушающих естественный режим уровней (сплав леса, попуски воды из водохранилищ, разбор воды на оро­ шение и др.).

Таблица «Температура воды» (сокращенно ТВ) содержит сред­ ние значения температуры за декады и месяцы, наибольшее значе­ ние температуры за год с указанием даты ее наступления, и для весны и осени выписываются даты перехода температуры воды че­ рез 0,2° С, являющиеся показателем устойчивого повышения тем­ пературы в период весеннего вскрытия и охлаждения воды перед появлением ледовых образований.

Таблица «Толщина льда» (сокращенно ТЛ) содержит сведения о толщине общего льда по состоянию на 5, 10, 15, 20, 25-е число и последний день месяца.

69

§ 24. О б р аб о тк а лен т сам о п и сц а уровня воды

Обработка лент самописца уровня производится в следующей последовательности.

1. Проверяется качество графической записи, устанавливается наличие на ленте всех контрольных засечек и их соответствие за­ писям в книжке водомерных наблюдений.

Линия записи на ленте самописца должна быть тонкой и ров­ ной, без перерывов. Недоброкачественная запись (зигзагообраз­ ные, растекшиеся или ступенчатые участки) исправляется путем проведения тонкой средней линии другого цвета.

2. Проверяется исправность работы самописца. Для проверки действия часового механизма из начальной и конечной контроль­ ных засечек опускаются перпендикуляры на ось времени. Расстоя­ ние между этими перпендикулярами, умноженное на масштаб вре­ мени, должно быть равно промежутку времени между засечками. Расхождение до ± 5 мин в сутки не учитывается при дальнейшей обработке ленты. Если невязка во времени превышает ± 5 мин, то она устраняется путем пропорциональной разверстки между кон­ трольными засечками. При обнаружении большей невязки во вре­ мени, свидетельствующей о неверном ходе часов самописца (спе­ шат или отстают), необходимо отрегулировать часовой механизм прибора.

Для проверки соответствия записи уровня на ленте самописца показаниям контрольного водпоста следует величину разницы от­ меток по ленте между контрольными засечками умножить на ма­ сштаб записи уровня и полученное значение сравнить с разностью уровней, измеренных на водомерном посту. При нормальной работе самописца и исправности установки расхождение не должно пре­ вышать удовоенной точности регистрации уровня прибором.

3. Производится разметка линии хода уровня, записанной на ленте самописца, по методу равных интервалов времени и по ме-> тоду характерных переломных точек. Метод равных интервалов времени применяется в случае плавного хода уровня в течение суток, а метод характерных переломных точек — при резких коле­ баниях уровня с частой сменой подъемов и спадов.

При использовании метода характерных переломных точек разметка линии хода уровня производится на всех пиках, впадинах и в местах изменения интенсивности приращения уровня. Незави­ симо от принятого способа разметки дополнительно отмечаются точки высшего и низшего уровня и точки начала и конца кален­ дарных суток (0 и 24 ч). Разметка линии производится засечками в виде вертикальной черты на графике хода уровня. Около каждой засечки выписывается значение времени с точностью до 1 мин и

уровень над нулем графика. Для снятия высоты уровня в намечен­ ных точках на ленте самописца ниже графической записи прочер­ чивается горизонтальная линия, отметка которой соответствует не­ которому значению уровня. Этот уровень представляет собой на­ чальную ординату, относительно которой нужно снять высоту

70

уровня для всех намеченных точек. Для определения начальной ординаты служат отсчеты уровня по водомерному посту, выписан­ ные на ленте при контрольных засечках.

Чтобы определить величину уровня для намеченных точек, нужно измерить (циркулем или по делениям ленты) превышения этих точек относительно начальной ординаты, перевести получен­ ные величины по масштабу в высоты уровня и прибавить к ним значение уровня начальной ординаты.

На основании обработанных лент самописца вычисляется сред­ ний уровень за сутки и составляются таблицы уровней.

Значение среднего суточного уровня при использовании метода равных интервалов времени вычисляется как среднее арифметиче­ ское из всех величин уровней, снятых с ленты.

Если разметка ленты производилась по характерным перелом­ ным точкам, то средний уровень за сутки вычисляется по формуле

(7)

где Н0, Н 1, ... — уровни на границах интервалов; to- ь Ч-2 ,- • • — про­

должительность интервалов времени.

Значение среднего суточного уровня может быть определено планиметрированием площади, ограниченной линией хода уровня,

иделением этой площади на длину записи.

§25. Механизированная обработка результатов водомерных наблюдений

Внастоящее время в связи с использованием электронно-вы­ числительной техники стало возможным заменить ручную обра­ ботку механизированной. Переход на механизированную обработку

особенно важен в условиях комплексной автоматизации Гидроме­ теорологической службы. При автоматизации основных видов гидрометеорологических наблюдений неизбежен рост объема инфор­ мации, своевременная обработка которой возможна лишь при ис­ пользовании быстродействующих электронно-вычислительных ма­ шин (ЭВМ).

Для обработки результатов наблюдений на вычислительных машинах необходимо, чтобы эти данные были закодированы и за­ несены на специальный технический носитель, с которого инфор­ мация непосредственно вводится в ЭВМ.

Одним из видов технического носителя информации является перфорационная лента (перфолента), представляющая собой уз­ кую бумажную ленту с пробитыми на ней отверстиями, соот­ ветствующими данным наблюдений. Запись на перфоленту

71

производится вручную на обычном телеграфном аппарате (теле­ тайпе), а при наличии автоматической или полуавтоматической станции — автоматически путем использования перфорирующих устройств к станциям. С занесением данных на перфоленту одно­ временно печатается на бумажную широкую ленту цифровая информация, позволяющая производить визуальный контроль ин­ формации.

Специфика механизированной обработки требует, чтобы инфор­ мация на перфоленту была занесена по определенной системе в со­ ответствии с адресами ячеек оперативной памяти электронно-вы­ числительной машины. С этой целью форма «Книжки водомерных наблюдений» (КГ-1) несколько изменена. Отличительной особен­ ностью новой формы книжки (КГ-1М) является кодирование за­ писи некоторых видов наблюдений и наличие адресной системы информации. Каждый адрес-номер состоит из четырех цифр и кру­ глой скобки. Данные в книжке КГ-1М, предназначенные для пер­ форации, заключены в жирно очерченные скобки.

Результаты наблюдений, занесенные на технический носитель, вводятся непосредственно в ЭВМ, где происходит считывание, об­ работка записанных данных и перенесение их с непрочной бумаж­ ной перфоленты на кинопленку (микрофильм) для длительного хранения.

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

ПРОМЕРЫ ГЛУБИН

Промеры глубин производятся для выяснения рельефа дна во­ доемов. Данные о глубинах позволяют определить наличие препят­ ствий в русле реки, что важно для водного транспорта и лесосплава, высоту заложения водозаборного сооружения, а также решить дру­ гие важные практические вопросы. В результате проведения повтор­ ных промеров глубин можно определить характер и размеры де­ формации русла и учесть их при решении различных инженерных задач.

Промеры глубин являются самостоятельными работами, если они выполняются с целью выяснения рельефа дна, и вспомогатель­ ными при измерении расходов воды и наносов и производстве дру­ гих видов гидрометрических работ.

В зависимости от целей и задач промерные работы могут' вы­ полняться в различные сезоны года. Промеры на большом участке реки, связанные с определением рельефа дна и выявлением опасных для судоходства мест, удобнее производить при низких уровнях, ко­ гда обнажаются мели и перекаты. Измерения глубин в целях изу­ чения деформации русла или определения расходов воды и наносов производятся как при высоких, так и при низких уровнях.

72

краской и размечается на дециметры красной краской. Нижний конец наметки оковывается железным башмаком весом 0,5—1,0 кг, придающим ей большую устойчивость и предохраняющим ее от рас­ калывания при ударе о грунт. Чтобы наметка не заглублялась в грунт при илистом дне, на нижнем ее конце укрепляется поддон в виде диска диаметром 10—15 см. Для измерения глубины наметка вы­ брасывается нижним концом несколько вперед против течения, от­ счет глубины производится в тот момент, когда она встанет верти­ кально на дно водоема. Значение глубины отсчитывается с точно­ стью до 2 см. В зависимости от скорости течения наметкой можно пользоваться при глубине до 5— 6 м.

Л от представляет собой чугунный груз весом от 0,5 до 100 кг

ский лот).

Р у ч н о й лот имеет груз весом до 1 0 кг, привязанный к разме­

ченной пеньковой бечеве (лотлиню). Наиболее распространены два вида ручных лотов: промерный лот и лот с воронкой.

Промерный лот (рис. 34 6 ) имеет вид усеченного конуса длиной 38 см, диаметром 6 —7 см, весом около 4,5 кг. В дне лота имеется

углубление, которое для определения характера грунтов дна смазы­ вается животным жиром или вазелином. При ударе лота о дно ча­ стицы грунта прилипают к смазке и вместе с лотом поднимаются наверх.

Лот с воронкой (рис. 34 в) состоит из чугунного груза цилиндри­ ческой формы диаметром 8 см, высотой 8— 15 см, весом 4 кг. Сквозь

груз проходит стержень длиной 30 см, имеющий в верхней части кольцо для крепления лотлиня, а в нижней — воронку для взятия проб грунта. Воронка сверху закрывается крышкой, надетой на стержень и свободно скользящей по нему. При опускании лота

вводу крышка приподнимается над воронкой, а при подъеме опу­ скается на нее, предохраняя пробу от вымывания.

Для опускания в воду ручных лотов обычно служит пеньковая бечева диаметром 3—5 мм, размеченная через 0,1—0,2 м цветными лоскутами или кожаными марками. Во избежание усадки и вытя­ гивания бечевы она перед разметкой погружается на два-три дня

вводу, затем высушивается (для чего туго натягивается между

двумя столбами под нагрузкой 35—40 кг) и после этого размечается по стальной ленте или рулетке. Лотлинем может служить мягкий стальной трос диаметром 1 — 2 мм.

Для измерения глубины ручной лот забрасывается против тече­ ния так, чтобы в момент отсчета глубины лотлинь находился в вер­ тикальном положении.

М е х а н и ч е с к и й лот отличается от ручного тем, что подъем и опускание груза производится с помощью гидрометрических ле­ бедок. Грузы обычно применяются обтекаемой рыбовидной формы весом до 100 кг (рис. 35). Вес груза и диаметр троса подбираются в зависимости от скорости течения (табл. 3).

74

что стрела отделена от станины. Станина лебедки состоит из двух скрепленных между собой стоек. В верхней части станины укреплена вьюшка, имеющая такое же устройство, как и вьюшка лебедки «Нева». Наличие двух разобщенных частей (стрелы и станины с вьюшкой) позволяет устанавливать их в различных, удобных для работы местах. Полный вес лебедки 20 кг, грузоподъемность до

60 кг.

Лебедка «Луга» удобна при работе с весельной шлюпки и с под­ весной люльки (в последнем случае она применяется без стрелы).

Л е б е д к а с к р а н - б а л к ой имеет две разобщенные части: лебедку (рис. 38 а) и кран-балку (рис. 38 6 ).

Станина 1 лебедки состоит из двух А-образных опор, между ко­ торыми находится барабан 2, вмещающий до 1 0 0 м троса диамет­ ром 3 мм. Барабан снабжен ленточным тормозом 3, храповой ше­ стерней 4, собачкой и съемной рукояткой 5. Над барабаном поме­ щена вторая ось 6 с малой шестерней 7, с помощью которой можно

включать зубчатую передачу барабана и приводить его во вращение через вторую ось, что бывает нужно при подъеме тяжелых грузов. Съемная рукоятка 5 при этом переставляется с основной оси на вто­

рую. Скорость вращения барабана через малую шестерню в 5,9 раза меньше, чем через основную ось; это соответственно приводит к уменьшению во столько же раз усилия, прилагаемого к рукоятке лебедки.

Кран-балка служит для вывода троса за борт судна от любой лебедки. Она представляет собой металлическую трубу 8 диаметром

4 см с дугообразным изгибом в верхней части. На верхнем конце кран-балки укреплен направляющий ролик 9, а на изгибе — блок 10

со счетчиком глубин. Внизу кран-балка имеет шаровой подпятник 11, расположенный в гнезде опоры, укрепляемой болтами на па­

лубе. Наличие шарового подпятника дает возможность отклонять кран-балку назад и поворачивать ее, что бывает необходимо при отсчетах по счетчику глубин или показаний гидрометрических при­ боров.

Для большей устойчивости кран-балки ее дополнительно укреп­ ляют тросовыми оттяжками, одни концы которых крепятся к бор­ там шлюпки, а другие — к планкам подвижного хомута 12.

Л е б е д к а с п о в о р о т н о й с т р е л о й (ГР-36). Конструкция лебедки позволяет перемещать стрелу в горизонтальной плоскости на 360° и изменять угол ее наклона к горизонту от 15 до 60°; наи­ большее расстояние от края опоры до троса 1,20 м. Грузоподъем­ ность лебедки до 100 кг (рис. 39).

Лебедка имеет следующие основные части: станину 1, поворот­ ную колонку 2, стрелу 3, подъемное устройство 4 и вьюшку 5.

Станина состоит из треноги с вертикальной осью в виде стальной трубы и тормозного диска.

Поворотная колонка предназначена для крепления стрелы; со­ стоит она из трубы с опорным диском, надетым на вертикальную ось станины. Вместе со стрелой колонка может вращаться вокруг вертикальной оси на 360°, что дает возможность без дополнительной

77