книги из ГПНТБ / Быков В.Д. Гидрометрия учебник

Визуальные наблюдения проводят для хронологического осве­ щения развития ледяных образований и явлении на участке поста. При записи ледовой обстановки следует руководствоваться терми­ нологией характерных ледяных образований и явлений ледового режима, разработанной в системе Гидрометслужбы (приложе­ ние 7). Если ледовая обстановка сложна и разнообразна, то, кроме описания, производят ее картирование на бланках плановой схемы участка реки. В этом случае ледовую обстановку показывают условными знаками (рис. 31.1).

При описании ледяных образований отмечают степень их раз­

льдом.

Если лед проходит не по всей ширине реки, то отмечается гу­ стота ледохода в наблюдаемой его полосе и ширина полосы отно­ сительно полной ширины реки. Например, запись «ледоход 0,7X Х0,3» означает, что лед густотой 0,7 шел полосой, занимая 0,3 ши­ рины всей реки, а остальная ее часть была свободна ото льда.

386

ный створ в одну секунду. Для определения расхода льда изме­ ряют скорость движения плывущих льдин и толщину льда. Ско­ рость движения льдин находят по времени прохождения отдель­ ными приметными льдинами расстояния между заранее разбитыми створами. Расстояние между створами устанавливают с таким расчетом, чтобы продолжительность хода льдин между створами

альные наблюдения и аэрофотосъемку. Это позволяет в короткий

снегомерной рейкой. Измерения производят в четырех точках около места, предназначенного для пробивания лунки; на каждой про­ мерной точке, кроме общей толщины снежного покрова, опреде­ ляют толщину мокрого, пропитанного водой (если он есть) и сухого снега. За окончательный результат принимают среднее из всех измерений.

Для измерения толщины льда в намеченных точках пробивают

возникают электрические колебания звуковой частоты, поступаю­ щие на усилитель и затем в наушники. Опыт практического при­ менения шугомерной рейки ГР-85 пока не накоплен.

ставляющий собой электроемкостный датчик. Принцип действия его заключается в том, что при высокой частоте электрического поля диэлектрическая проницаемость жидкой и твердой фаз воды

С помощью датчика может быть измерено распределение по вер­ тикали концентрации подледной шуги. Прибор состоит из датчика, опускаемого в шугу на штанге с делениями, внутри которой про­

Т о л щ и н у л ь д а , с н е г а н а л ь д у и п о д л е д н о й ш у г и измеряют 10, 20-го числа и в последний день месяца. В зимы с не­ устойчивыми морозами, чередующимися с оттепелями, и на реках с ежегодно неустойчивым ледовым режимом и значительной шугоносностыо, а также на информационных постах измерения произ­

толщины льда и состояние снежного покрова на льду не влияли местные условия, поэтому следует избегать близости дорог, полы­ ней, отмелых мест и т. п.

На средних и больших реках в первые месяцы наблюдений измерения рекомендуется производить в трех лунках, расположен­ ных на середине реки. Одна из этих лунок должна находиться в створе водомерного поста, а две другие — в 5—10 м выше и ниже него. Если результаты измерений в трех лунках будут различаться не более чем на 10—15%, а также при достижении толщины льда 70 см наблюдения продолжают в одной лунке. На малых реках (шириной менее 25 м) измерения производят в одной лунке на се­ редине реки в створе поста. Лунку для каждого наблюдения про­ бивают на новом месте рядом с прежним. Наблюдения начинают с измерения толщины снега переносной снегомерной рейкой. После

Все результаты наблюдений и измерений записывают в полевую книжку.

390

Обработка результатов измерений толщины снега, льда и шуги заключается для средних и больших рек в вычислениях средних арифметических значений из измерений по трем лункам. Резуль­ таты обработки наносят ежемесячно на комплексный график (см. рис. 7.2). Надежность полученных величин толщины льда выяв­ ляется в процессе анализа комплексного графика с использованием данных о высоте слоя снега на льду, хода температуры воздуха, колебаний уровня воды и ледовых фаз состояния реки. После про­ верки результаты измерений толщины льда помещают в таблицу «Толщина льда» гидрологического ежегодника.

31.3. Ледомерные съемки

Ледомерные съемки производят на тех гидрологических стан­ циях и постах, где ведутся систематические наблюдения за ледя­ ным покровом. Назначение съемок заключается в том, чтобы вы­ явить типичность места, выбранного для систематических измерений толщины льда, а на участках рек, где условия формирования ле­ дяного покрова существенно изменяются от года к году, ледомер­ ные съемки дают материалы для оценки результатов систематиче­ ских измерении толщины льда в единичной точке. Ледомерные съемки производят при изысканиях для составления проектов гидротехнических сооружении и для других целей, например при изучении руслового процесса, в особенности на перекатах, форми­ рование которых в ряде случаев в значительной степени зависит от ледовых условий.

Ледомерные съемки производят два раза в течение зимы: в на­ чале ледостава (сразу же после того, как передвижение по ледя­ ному покрову станет безопасным) и в конце зимы при наибольшей толщине ледяного покрова. На реках с устойчивым формированием ледяного покрова ледомерные съемки ведут в течение двух-трех зим, а затем прекращают; для контроля съемки производят в даль­ нейшем один раз в 10 лет, а также в особо характерные (суровые, мягкие, многоснежные или малоснежные) зимы. На реках, где условия формирования ледяного покрова сложны и ежегодно раз­

Ледомерные съемки на больших и средних реках производят по поперечным профилям, привязанным к планово-высотной основе участка поста. Количество профилей назначается не менее пяти, из них два располагаются на границах участка съемки, а осталь­ ные— на равных расстояниях друг от друга. На каждом профиле назначают не менее семи точек измерений. Береговые точки рас­ полагаются на профиле в 5—10 м от берега, а остальные — равно-

391

мерно по профилю. При сложном распределении глубин на про­ филе назначают дополнительные точки измерении, приурочиваемые

кпереломам линии дна.

Вкаждой точке измеряют: 1) толщину снега на льду, 2) тол­ щину льда, 3) толщину погруженного льда, 4) толщину подледной шуги, 5) глубину от уровня воды в лунке. При ледомерных съем­ ках описывают структуру льда, измеряют толщину отдельных его слоев. При описании выделяют следующие слон льда:

а) с н е ж н ы й л е д (с л у д) образуется от смерзания смо­ ченного снега на льду; при незначительном смачивании снега водой этот лед сохраняет структуру отдельных снежных зерен, а при зна­ чительном содержании воды приобретает агрегатно-кристаллпче-

ном замерзании воды с поверхности; этот лед прозрачный, имеет голубоватый или зеленоватый цвет; при ударе распадается на

При ледомерных съемках необходимо учитывать в каждом от­ дельном случае особенности ледовой обстановки на участке. Так, при неравномерном распределении подледной шуги необходимо выяснить границы ее распространения, для этого назначают допол­ нительные точки измерений как па основных профилях съемки, так и между ними. При торосистой поверхности ледяного покрова точки измерений назначают в промежутках между торосами. Вы­ соту преобладающих торосов измеряют пли оценивают глазомерно. Полыньи, промоины и закраины должны быть обследованы, опи­

ставлении поперечных профилей, плана ледомерной съемки и пояс­ нительной записки к материалам съемки. На профиль наносят: высоту снега, общую толщину льда и подледной шуги с выделе­ нием погруженного льда и шуги, глубину реки.

31.4. Наблюдения за образованием внутриводного льда,

шугообразованием и шугоходом

Наблюдения организуют на участке поста или поблизости от него, где имеются условия для образования внутриводного льда. Наблюдения проводят посредством специальных сеток, которые могут устанавливаться как на дне, так п на разных глубинах по

392

каса в виде обруча диаметром 30 см с крестовиной из железа се­

Для определения момента начала образования внутриводного льда применяют ш у г о с и г п а л и з а т о р ы. Действие их осно­ вано на различии электрической проводимости льда н воды. В по­ ток опускают два электрода. При образовании внутриводного льда на электродах будут выделяться кристаллы льда, при этом элек­ трическая проводимость между ними будет уменьшаться. Элек­ троды включают в одно из плеч электроизмерительного моста Уитстона. При изменении сопротивления между ними происходит раз­ баланс моста. В измерительной диагонали моста возникает ток, который усиливается и подается на регистрирующий прибор. Шутосигналнзаторы выпускаются промышленностью для установки на гидроэлектростанциях, где служат для сигнализации о начале обмерзания решеток во входных отверстиях турбинных трактов.

Наблюдения за шугоходом и условиями шугообразования. На­ блюдения за шугоходом проводятся в гидрометрическом створе станции или на специально выбранном створе, где движение шути хорошо просматривается на всем участке. При изучении шугохода и условий шугообразования проводят следующие наблюдения:

1) за температурой воды по микротермометру;

2) за температурой и влажностью воздуха, общей и нижней облачностью п туманами, скоростью ветра;

393

3) за густотой шугохода, скоростью движения п количеством шуги.

Метеорологические наблюдения, указанные в п. 2, организуют

путем организации параллельных наблюдений на посту в том, что

4 часа в соответствии с суточным ходом явления. Если при шугоходе одновременно наблюдается движение сала, снежницы, блин­ чатого льда и битого льда заберегов, то наличие этих включений отмечают в книжке для записи наблюдений.

представляющие собой отрезки многожильного кабеля. Концы их, оголенные на 10—15 см, должны находиться в воде. Другим элек­ тродом является общий для всей группы датчиков заземленный электрод в виде мотка троса, опускаемого на дно реки на рас­ стоянии около 100 м ниже створа. Датчики-электроды размещают на равных расстояниях друг от друга. Плывущая шуга при каса­

20 минут. Средняя в створе густота шугохода k за принятый про­

то же по счетчику, регистрирующему время нахождения электро­ дов в воде.

металлическую трубу квадратного сечения площадью 50 см2 , дли­ ной 1 м. Нижний конец снабжен стальным башмаком с острыми кромками. Для удержания шуги в батометре низ его имеет дверцу,

394

погружают в слой плывущей шуги и он вырезает из нее столбик площадью 50 см2 и высотой, равной толщине слоя шуги. Толщину слоя шуги измеряют по рейке, входящей в комплект прибора, после этого пробу шуги высыпают в ведро, прилагаемое к шуго-

Рис. 31.6. Шугобатометр.

следовательно берется по пять проб. За окончательный результат принимают средние арифметические значения толщины и веса шуги из всех проб.

С к о р о с т ь д в и ж е н и я ш у г и определяется по времени прохождения отдельными, хорошо заметными скоплениями шуги пути длиной от 25 до 100 м (в зависимости от скорости движения шуги) в соответствии с правилами, принятыми для измерения ско­ ростей течения поплавками. Измерение скорости движения шуги производят от 5 до 10 раз, причем приметные скопления шуги вы­ бирают на различных расстояниях от берега, чтобы получить

где k — средняя в створе густота шугохода; а — среднее количество шуги на единицу площади в т/м2 ; иш — средняя скорость движения шуги в м/с; В — ширина реки в метрах.

395