5. Гидрологическое обследование поста на р.Нура

-Измерение скорости течения потока поверхностными поплавками, вычисление расходы воды.

Измерение скорости потока поверхностными поплавками. Одним из простейших методов измерения скорости течения потока является метод поверхностных поплавков. Принимается, что скорость движения плавающего тела равна скорости течения потока. Однако этот метод является также самым неточным, но для того, чтобы быть точными в своих измерениях, наблюдатели все еще используют этот метод.

Методом поверхностных поплавков можно определить не только среднюю скорость потока, но и расход воды на данном участке.

Для измерения поверхностных скоростей выбирают прямой участок длиной не менее L=50V_макс. Поверхностная скорость V_п=L/t. Средняя скорость V_ср=КV_п, где К – поправочный коэффициент от поверхностной скорости к средней, приближенно К=0,7…0,9.

В качестве поплавков чаще всего используются небольшие брусочки, либо яркие овальные шарики, хорошо заметные даже при сильном течении. Размеры поплавков незначительны. На больших реках поплавкам придают плохо обтекаемую форму в виде крестовин из досок. На мелких и средних реках используются стандартные поплавки.

Количество поплавков может быть от 3 до 10 и более. Чем больше поплавков забрасывается, тем точнее будут результаты. Следующим приспособлением для проведения данной работы будет секундомер. Отмерив определенное расстояние, в нашем случае это 20 метров, на одном конце становится один наблюдатель с секундомером, а на другом тот, кто закидывает в воду поплавки. По ширине реки поплавки должны быть распределены неравномерно, то есть ближе к правому берегу, ближе к левому берегу, по центру, на берегу, в мертвом пространстве и так далее. По сигналу поплавки запускаются в воду по течению и засекается время, за которое данные поплавки достигнут наблюдателя с секундомером. Как только поплавок проплывает рубеж, отмечается время, за которое поплавок прошел данное расстояние. Итак, запустив несколько поплавков, зная время и расстояние не сложно определить среднюю скорость течения реки.

Поверхностные поплавки применяются для измерения скоростей и направлений течений на поверхности водных объектов. Поверхностные поплавки изготовляют обычно из дерева. Для рек шириной до 100 м можно делать поплавки в виде кружков, отпиленных от сухого бревна, толщина из 3-5 см, диаметр 15-25 см. Для рек шириной 100-300 м поплавки изготовляют в виде крестовин из досок, для лучше видимости их иногда снабжают флажком, а для устойчивости снизу подвешивают грузик.

Таблица 1: Данные движения поплавков

№ поплавка	Положение	Время	Скорость потока
1	Ближе к правому берегу	125 сек	0,16 м/с
2	По центру	118 сек	0,17 м/с
3	Ближе к левому берегу	129 сек	0,15 м/с
4	Ближе к левому берегу	159 сек	0,13 м/с
5	Ближе к правому берегу	123 сек	0,17 м/с
6	По центру	119 сек	0,17 м/с
	Среднее:	129 сек	0,16 м/с

Кнедостатками поверхностных поплавков следует отнести ограниченность их применения в ветреную погоду, особенно при небольших скоростях течения, менее 0,5 м/с. При ветре скоростью более 6 м/с применять поверхностные поплавки вообще не рекомендуется.

Следует учитывать следующие особенности работы с поплавками:

1) при подъеме уровня воды в реке наблюдается отклонение траектории движения поплавков от середины потока к берегам (при спаде явление обратное); в этом случае возможна ошибка в определении длины пути поплавка, если она определена как расстояние между створами, тогда она больше этого расстояния.

2) при измерении скоростей поплавками полученная в каждом случае величина скорости течения есть средняя скорость на траектории поплавка; эта скорость принимается за местную скорость в точке пересечения линии створа и траектории поплавка. Действительная местная скорость в этой точке будет отлична от измеренной поплавком.

Использование глубинных поплавков позволяет получить более достоверные результаты, в этом случае вводить поправочный коэффициент для расчета средней скорости не нужно.

Измерение расхода поверхностными поплавками. Измерения расхода воды поверхностными поплавками проводят при отсутствии гидрометрических мельниц, или когда их использование невозможно, например при ледоходе. Для измерения расхода воды выше и ниже гидрометрического створа разбивают два дополнительных создай с таким расчетом, чтобы продолжительность хода поплавков между ними была не менее 20 с. Для запуска поплавков в 5-10м выше верхнего створа, разбивают пусковой створ. Все создай закрепляют вехами. На берегу параллельно течения разбивают магистраль (базис) . На основном створе при длине реки до 100м для определения расстояния прохождения поплавков от магистрали натягивают размечен трос. На более широких реках положения поверхностных поплавков определяют с помощью угломерных инструментов. Поплавки применяют для измерения расхода воды в следующих случаях:

- для измерения малых скоростей течения на вертикали, когда они меньше предельной скорости вертушки – 0,08 м/с, например, при заросшем русле (глубинные поплавки);

- при интенсивном ледоходе в качестве поплавков используют отдельные льдины (поверхностные поплавки);

- при повреждениях вертушки, плавсредства или переправы (поверхностные поплавки);

- для разовых приближенных определений расхода воды на необорудованных створах и при рекогносцировке (поверхностные поплавки);

- в период половодья и паводков на больших реках (аэрогидрометрическим способом).