 |
|
Методика проведения водомерных наблюдений на реках и озерах. Практическое использование водомерных наблюдений на реках и озерах
Водомерные наблюдения на реках и озерах
| Исполнитель: | ||
| студентка группы ГР-51 | Прилуцкая Д. И. | |
| Научный руководитель: | ||
| Старший преподаватель | Абрамович А. А. | |
| Гомель 2015 |
Водомерные наблюдения – регулярные или периодические наблюдения за горизонтом вод реки, озера и пр. с целью установления размеров предельных колебаний уровня воды в них как при регулярных ее подъемах (при таянии снегов), так и при случайных паводках.
Цели и основные задачи водомерных наблюдений
Изучение колебаний уровней воды в реках, озерах, водохранилищах, болотах и морях имеет большое научное и хозяйственное значение. Строительство мостов, плотин, гидроэлектростанций, различных береговых сооружений (пристаней, складов, водозаборных сооружений), а также ирригационных каналов, дорог и населенных пунктов вдоль русел рек не может быть рациональным без учета режима и возможных размеров колебаний уровня воды в реках в районе расположения сооружений. Например, при неучете гидрологических условий построенный мост может явиться препятствием для судоходства на реке в период высокого стояния уровня или будет затопляться вместе с прилегающей к нему дорогой. Ирригационные каналы, выведенные из реки без достаточного изучения режима колебаний ее уровня, могут в период межени оказаться без воды. Береговые сооружения и населенные пункты могут подвергаться разрушительному действию наводнений и ледоходов. Изучение колебаний уровней воды в реках имеет большое значение для судоходства. Наблюдения за уровнями на водохранилищах необходимы для наиболее рационального использования их водных ресурсов в интересах всех участников водохозяйственного комплекса: гидроэнергетики, судоходства, рыбного хозяйства и др.В гидрометрии наблюдения за уровнями воды рек имеют особо важное значение для подсчета стока воды. В основу подсчета стока положена связь между высотой уровня и расходом воды в реке, устанавливаемая обычно эмпирическим путем. Измерение расхода воды—трудоемкая и достаточно длительная операция, в то время как измерение уровня выполняется легко и быстро, зачастую автоматически. Установленная на основе сравнительно небольшого числа одновременных измерений расходов Q и уровней Н зависимость Q=f(H) позволяет определить по наблюденным уровням ежедневные расходы воды и подсчитать сток за год или иной период времени. На основе многолетних и непрерывных наблюдений за уровнем можно охарактеризовать режим уровней изучаемого водного объекта и, кроме того, по зависимости между расходами и уровнями получить представление о расходах воды реки за различные по водности годы.
Методика проведения водомерных наблюдений на реках и озерах. Практическое использование водомерных наблюдений на реках и озерах
Участок реки (озера, водохранилища) и место для установки постовых устройств выбираются в зависимости от поставленных целей и задач наблюдений. Во всех случаях необходимо стремиться к тому, чтобы место, выбранное для устройства поста, отражало характерные особенности режима уровней данного участка водного объекта. На равнинных реках участок, намечаемый для установки поста, должен быть без поймы, а при наличии ее следует предпочесть наиболее прямую и узкую пойму с ровным рельефом, без проток и стариц, свободную от древесной и кустарниковой растительности. Широких пойм следует избегать, так как наличие поймы сильно усложняет измерение расхода воды. Река на участке поста должна протекать одним руслом, не разбиваясь на рукава и протоки. Русло должно быть прямое, но следует иметь в виду, что на очень длинных и широких участках больших рек, расположенных по направлению господствующих ветров, может быть искажение хода уровней от сгонно-нагонных явлений, возникающих под воздействием ветров. В русле реки не должно быть осередков, островов и отмелей, вызывающих косоструйность течения, поперечные уклоны, подпоры, а также способствующих образованию заторов и зажоров льда. Русло реки должно быть устойчивым, т. е. не подвергаться размыву или значительному заилению, не должно быть засорено карчами и не зарастать водной растительностью. Район расположения поста должен находиться за пределами распространения подпора от притоков, искусственных сооружений и водоприемника данной реки. На озерах и водохранилищах значительного размера сеть во\домерных постов должна располагаться таким образом, чтобы данные измерений на них позволяли вычислять средний уровень, в частности, в условиях денивеляций, т. е. искажений уровенной поверхности под влиянием ветра, стока рек, впадающих в озеро и вытекающих из него, сброса воды из водохранилища и пр. Следует при этом иметь в виду, что на величину денивеляций оказывают влияние морфологические особенности строения котловины водоема и побережья. При устройстве постов на озерах и водохранилищах особое внимание следует уделять защите водомерных установок от разрушительного воздействия прибоя и льдов.
Наблюдения за уровнями воды на водомерных постах должны быть организованы таким образом, чтобы материалы наблюдений: 1) по одному посту были сравнимы за весь период его действия и 2) допускали возможность сопоставления результатов наблюдений по ряду постов, расположенных на одном водном объекте. Эти требования могут быть выполнены при условии, что на всех постах будет действовать единая система наблюдений. Каждый водомерный пост должен состоять из: 1) водомерных устройств — приспособлений для измерения уровней (реек, свай, самописца) и 2) постоянных высотных знаков (реперов). Уровни воды, наблюдаемые на водомерных постах, должны быть отнесены к условной плоскости нуля графика поста, высотная отметка которой остается постоянной для всего периода существования поста. Отметка нуля графика поста выбирается при устройстве поста с таким расчетом, чтобы плоскость нуля графика находилась не менее чем на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды в реке (озере), который можно ожидать в створе поста.
Помимо нуля графика, на водомерных постах имеется один или несколько (при наличии ряда реек или свай) нулей наблюдения. Под понятием «нуль наблюдения» подразумевается та высотная плоскость, от которой производится отсчет уровня воды в момент наблюдения. Высотное положение нулей наблюдения определяется превышением репера над площадками свай (или нулями реек) поста. На реечном водомерном посту — это плоскость нуля рейки, а на свайном — площадка (головка) сваи, по которой в этот момент ведут наблюдения. Положение нуля наблюдения может меняться в зависимости от колебания уровня воды и количества реек или свай, установленных на посту. Эти изменения могут иметь место при ремонте и замене реек и свай.
Наблюдения на водомерном посту могут быть начаты только после того, как будут выполнены следующие работы:1) назначена отметка нуля графика поста; 2) нивелировкой от репера поста установлены отметки нулей реек, а на свайном посту — площадок (головок) свай; 3) вычислены (в сантиметрах) приводки всех реек (свай) над нулем графика поста, т. е. разности отметок нулей реек (площадок свай) и отметки нуля графика.
Измерение уровня воды. На свайном посту уровень измеряется при помощи переносной рейки, устанавливаемой вертикально на площадку ближайшей к берегу сваи, покрытой водой, а на реечном посту — по ближайшей к берегу рейке, погруженной в воду.На постах, оборудованных самописцами, в состав работ входит смена ленты самописца, систематический уход за установкой.
Наблюдения за температурой воды проводят ежедневно в 8 и 20 часов, а на постах, ведущих измерения уровня один раз в сутки, — в 8 часов. Наблюдения начинают с первых весенних оттепелей и прекращают осенью через 3—5 суток после установления устойчивого ледостава. Зимой при оттепелях и временном нарушении ледяного покрова наблюдения возобновляют.На озерах и водохранилищах измерения температуры воды производят одновременно с измерением уровня. Место измерения температуры воды в реках выбирают в створе или вблизи водомерного поста, в прибрежной части с ясно выраженным течением и глубиной не менее 0,3—0,5 м.Для выбора постоянного места наблюдений проводят обследование участка. Избранное место должно быть свободно от местных искажений температурного режима реки (выходы грунтовых вод и пр.). На больших реках температура воды в живом сечении неодинакова; для ее определения делают измерения на нескольких вертикалях на различных глубинах. Для измерения температуры воды на водомерных постах применяется водный термометр в оправе.
Наблюдения за температурой воздуха проводят только на постах, удаленных более чем на 30—50 км от метеорологических станций. Непосредственно на посту температуру воздуха измеряют лишь при специальных исследованиях, например при изучении образования внутриводного льда и т. п.
Наблюдения за ледовыми явлениями проводят с целью осветить ледовую обстановку на участке поста, получить данные о толщине льда и шуги. Наблюдения ведут в течение всего зимнего периода. Измерения толщины льда, снега на льду и подледной шуги производят 10, 20-го числа и в последний день месяца. Особое внимание обращают на явления, которые могут значительно изменить естественный ход уровня. К числу их в первую очередь относят зажоры и заторы; необходимо установить место и время их возникновения и причины образования. Наблюдения за ледовой обстановкой осенью и весной проводят на участке поста в течение суток. В осенний период отмечают появление сала, шуги, заберегов, осеннего ледохода, зажоров. В период ледостава дополнительно к измерениям толщины льда отмечают появление полыней, трещин, наледей, в весенний период — появление закраин, подвижки льда, ледоход, образование заторов.