Водомерные наблюдения

Водомерные наблюдения

ВОДОМЕРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ, периодические измерения высоты стояния воды естественных или искусственных водных источников и регистрация состояния их водной поверхности (ледостав, ледоход, волнение и т. п.). Колебания горизонтов воды обусловливаются метеорологическими данными водного бассейна: температурой воздуха и количеством атмосферных осадков. Характер колебаний зависит от рельефа бассейна и условий питания водного источника. В горных реках, берущих свое начало в ледниках, колебания горизонтов воды значительнее, чем в равнинных реках, питающихся грунтовыми водами. Цикл колебаний начинается зимой, когда накапливается снежный запас, питающий собою реки; весной, во время таяния снегов, этот запас в значительной своей части расходуется и вызывает повышение горизонтов, паводки; летом, в период жары, наступает время низких меженних вод, когда реки питаются главным образом за счет грунтовых вод; наконец, осенние дожди вновь вызывают некоторый подъем воды. В горных реках наиболее низкие воды бывают зимой, в период наибольших холодов, а высокие - летом, когда происходит таяние ледников и снега на вершинах гор. В горных реках замечаются кроме того и периодические колебания горизонтов воды в течение суток: после полудня, когда под влиянием солнечных лучей происходит таяние снега и льда, замечается некоторый подъем воды. Графики колебаний горизонтов воды в одном и том же месте какой-нибудь реки за отдельные годы показывают, что, помимо годовой цикличности, существует еще и многолетняя. Наличие многолетних колебаний уровня воды приводит к необходимости длительных водомерных наблюдений для получения обоснованных выводов о режиме реки.

Место на водном источнике, где производятся водомерные наблюдения, оборудованное для их производства, называется водомерным постом. При гидротехнических работах водомерный пост устанавливают у места расположения отдельных крупных сооружений; при выяснении норм водопользования - выше или ниже отводящих каналов; при изучении общих условий стока и водных запасов реки - в характерных точках последней (фиг. 1); у образования главного русла А, при выходе реки на равнину у впадения крупных притоков В, в местах перелома продольного профиля Д и т. п.

Водомерные наблюдения

Водомерный пост должен быть установлен на участке с возможно более правильным, установившимся режимом водного источника. Для рек условиями такого режима считаются параллельность берегов и струй, неизменчивость русла, отсутствие порогов и отмелей.

Наиболее употребительным типом водомерного поста является рейка с нанесенными на ней делениями (обычно в сантиметрах или сотках), прикрепленная вертикально или наклонно к устою моста, набережной или к вбитой в дно водного источника свае. Такой пост называется реечным.

Свайный водомерный пост (фиг. 2) состоит из ряда свай, забитых на берегу в направлении нормальном к течению реки и выступающих до 1 м над поверхностью земли.

Свайный водомерный пост

Водомерные наблюдения состоят в измерении особой переносной рейкой расстояний от горизонта воды до головки ближайшей сваи и записывании номера сваи. Свайные посты устанавливают обычно на реках с большими колебаниями горизонтов, неустановившимися, подмываемыми берегами и с бурными паводками, проносящими карчи. Речной пост при этих условиях м. б. легко снесен или стать недоступным для наблюдения, тогда как снос отдельных свай не лишает возможности продолжать наблюдения.

При обрывистых, недоступных берегах или при наличии мостов водомерные наблюдения производят часто при помощи особой цепи с грузом, опускаемой от определенной точки берега или моста до уровня воды. Такой тип поста называется мостовым или цепным. Если груз заменить полым цилиндром, загруженным дробью так, что его удельный вес немного больше единицы, и подвесить цилиндр к пружинным весам, укрепленным неподвижно, то каждому уровню воды будет соответствовать определенное деление шкалы весов. Такая весовая рейка, системы Глушкова, установлена на Аральском море.

В тех случаях, когда требуется особая точность водомерных наблюдений, устанавливают самопишущие приборы - лимниграфы. Обычный тип лимниграфа состоит из поплавка, подвешенного на гибкой проволоке к шкиву, присоединенному посредством передаточного механизма к перу. Последнее чертит в уменьшенном масштабе на графленой бумаге, прикрепленной к вращающемуся с определенной скоростью барабану, диаграмму колебаний горизонтов воды. Поплавок лимниграфа помещается в особой трубе, прикрепляемой на консолях к набережной, к устою моста или к забитой в реке свае (фиг. 3).

Поплавок лимниграфа помещается в особой трубе, прикрепляемой на консолях к набережной, к устою моста или к забитой в реке свае

В зависимости от характера русла и берегов лимниграфы устанавливают еще в особой нише или на берегу, соединяя лимниграф с рекой коленчатой трубой, наклонной подводящей трубой (фиг. 4) или сифоном.

Водомерные наблюдения

В горных реках, где суточные колебания горизонтов воды достигают значительной величины, но бывают непродолжительны, устанавливают особые приборы для автоматических записей наивысших горизонтов. Это - или поплавки, прикрепленные к рейке и не могущие опускаться от достигнутого ими уровня благодаря действию особых задерживающих механизмов, или же помещаемые в особой трубе рядом с водомерной рейкой бумажные ленты с нанесенной на них гектографическими чернилами или химическим карандашом вертикальной чертой, которая размывается водой и тем показывает наивысший уровень, до которого последняя поднималась. Зимой, при ледоставе, для производства водомерных наблюдений прорубают во льду особые лунки. При значительной толщине льда в непосредственные отсчеты по рейке необходимо ввести поправку на высоту слоя воды в проруби от нижней поверхности льда, которая измеряется особой реечкой (фиг. 5).

Водомерные наблюдения

Для всех типов водомерных постов необходимо точное установление нуля поста, т. е. той точки, от которой ведут водомерные наблюдения. Для реечных постов обычно нуль поста совпадает с нулем рейки, для свайных - с головкой нижней сваи. Обычно при установлении водомерных постов стремятся к тому, чтобы нуль поста был по возможности близок к наиболее низкому горизонту воды.

Частота водомерных наблюдений колеблется - от непрерывности (при лимниграфе) до одного раза в неделю и реже. Чаще всего водомерные наблюдения производят ежедневно, один или три раза в сутки. Общепризнанных норм для назначения частоты водомерных наблюдений не имеется, и она определяется в отдельных случаях в зависимости от цели водомерных наблюдений и от требуемой точности их. Водомерные наблюдения заносятся наблюдателем в постовой журнал и пересылаются, обычно раз в месяц, в центральное учреждение, ведающее водомерными наблюдениями. Последнее печатает результаты водомерных наблюдений в особых периодических бюллетенях и ежегодниках. Кроме ежедневных отклонений горизонта воды от нуля поста, приводятся еще наиболее характерные месячные горизонты, так то: наивысший и наинизший, средний, наиболее частый и др.. Те же данные приводятся и для целого календарного года (иногда для года гидрологического, т. е. за время с начала зимы - начала накопления снежных запасов, являющихся главным источником питания рек). Водомерные наблюдения позволяют судить о многоводности отдельных водных источников, проходе высоких вод и т. п. Многолетние водомерные наблюдения дают представление об общем режиме водных источников - на основании их строится водное хозяйство данной территории.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 3 - 1928 г.