ОП.06   ГИДРАВЛИКА, ГИДРОЛОГИЯ,

ГИДРОМЕТРИЯ

Раздел 2. Гидрометрия

Уровни воды. Гидрометеорологическая служба, колебание уровней Водомерные посты и гидрологические станции

         В состав гидрологических изысканий входит большой комплекс таких полевых работ, как наблюдения за уровнями воды в реках, озёрах и искусственных водоёмах, определение уклонов рек, площадей живых сечений, скоростей течения, расходов воды, изучение речных наносов и многое другое.

        Наблюдения за этими элементами водного режима ведутся на   специально       устраиваемых   постоянных      или временных водомерных постах и гидрологических станциях. 

      Гидрологические станции делятся на два разряда, речные водомерные посты - на три разряда. 

      На постах III разряда ведутся наблюдения за колебаниями уровня, температурой воды и воздуха, за ледовыми явлениями. 

      На       постах II     и     I      разрядов    объём    наблюдений дополнительно увеличивается за счёт определения расходов воды, расхода взвешенных и донных наносов.

ИЗМЕРЕНИЕ ГЛУБИН В РЕКАХ

       Глубина - это расстояние от поверхности воды до дна по вертикали. 

      Теоретически для точного вычисления площади живого сечения глубина должна измеряться в его плоскости, т.е. по нормали к свободной поверхности. Однако уклон водной поверхности рек обычно менее 10° и, следовательно, разница между указанными глубинами не превышает 1,5 %, т.е. лежит в пределах точности измерения глубин. Поэтому для упрощения производства работ глубины измеряют по вертикали.

Значения глубин используются для определения  

Øгеометрических характеристик живых сечений,

Ø построения продольных и поперечных профилей,

Ø планов рек в изобатах (линиях равных глубин) ,

Øдля проектирования самих конструкций мостовых переходов и других гидротехнических сооружений 

Уровнем   воды    называют   высоту        положения      свободной поверхности      воды    относительно      постоянной       горизонтальной плоскости отсчёта. 

ВИУ - высокий исторический уровень, т.е. самый высокий уровень воды, когдалибо наблюдавшийся на данной реке и устанавливаемый по опросам старожилов или по визуальным следам на капитальных сооружениях;

УСВВ - уровень самых высоких вод за весь период наблюдения;

УВВ - уровень высоких вод как средний из всех высоких;

РУВВ - расчётный уровень высоких вод, который соответствует расчётному расходу воды и принят основным при проектировании сооружений;

РСУ - расчётный судоходный уровень, являющийся наивысшим уровнем воды в судоходный период, необходим при определении высотного положения элементов моста;

УМВ - уровень меженных вод соответствует уровню воды в период между паводками;

УСМ - уровень средней межени;

УНМ - уровень низкой межени;

УЛ - уровень ледостава;

УППЛ - уровень первой подвижки льда; УНЛ - уровень наивысший ледохода.

Реечные посты

представляют собой рейку, укрепленную на надёжно забитой в грунт свае, на устое моста, облицовке набережной или естественной вертикальной береговой скале. Длина рейки, прикрепляемой к свае, 1-2 м. Размер делений на рейке 1-2 см. Отсчеты уровня воды по рейке берут глазомерно с округлением до 1 см 

Свайный водомерный пост  

состоит из ряда свай, располагаемых по створу перпендикулярно к течению реки. Сваи из сосны, дуба или железобетона диаметром 15-20 см забивают в грунт берега и дно реки на глубину около 1,5 м; превышение между головками соседних свай должно быть около 0,5-0,7 м, а если берег очень пологий, то 0,2-0,5 м. На торцах свай краской подписывают их номера; самой верхней свае присваивают первый номер, последующие номера получают сваи, расположенные ниже.

Смешанные водомерные посты  

представляют собой комбинацию реечного поста со свайным. На таких постах фиксация высокого уровня делается по сваям, а низких уровней - по рейке.

Измерение скорости течения воды.

 Приборы и способы измерения скорости течения 

Измерение скоростей потока необходимо как для вычисления расхода воды, так и для построения плана течения реки, который используется для правильной компоновки сооружений мостового перехода, выбора их размеров и очертаний, защиты от размыва и пропуска ледохода. 

Построение изотах (линий равных скоростей) в створе мостового перехода даёт возможность прогнозирования развития руслового процесса.

В силу вязкости воды и шероховатости дна скорость течения меняется по глубине потока. Максимум у свободной поверхности называют поверхностной скоростью. Минимум у дна принимают за донную скорость. Для определения средней скорости на вертикали необходимо построить эпюру местных скоростей (в конкретной заданной точке на скоростной вертикали), определить её площадь и разделить на глубину.

Поплавком называют тело, свободно перемещаемое текущим потоком. 

Поплавки бывают точечные и интеграционные. Точечные измеряют скорость по длине заданного слоя жидкости, перемещаясь вдоль него. Точечный поплавок может быть поверхностным (рис. 3), если движется на свободной поверхности потока, и глубинным, если скорость измеряют на заданной глубине.

                                    а)                                    б)                                         в)

Глубинный поплавок (рис. 4) должен быть немного тяжелее воды: проваренный в олифе деревянный шар или крестовина, бутылка, заполненная больше, чем для поверхностного поплавка.

Гидрометрическая вертушка - прибор для определения скорости течения жидкости до 5 м/с, частота вращения ротора которого определяется кинетической энергией набегающего потока. Существует много типов вертушек, отличающихся конструкцией разных частей. 

Рис.  Гидрометрическая вертушка Ж-3

Специальные приборы  

ВЕРТУШКА

                    ГИДРОМЕТРИЧЕСКАЯ   ГИДРОМЕТР-ВЕРТУШКА

Специальные приборы