Работа на труднодоступной станции (ТДС). Часть 3. Гидрология.
Доброго времени суток, друзья! В третий раз сажусь строчить для вас пост о работе и жизни на ТДС. Сегодня речь пойдет о такой должности и обязанности, как гидрология. Затронем такие вопросы, как: что это за должность, зачем она нужна, какие приборы тут используется и как ими пользоваться.
Очень длиннопост!
Ссылки на предыдущие 2 поста: Часть 1, Часть 2
Гидрология
Гидрология рек – изучение природных процессов и явлений на реках. В нашем случае гидрология выполняет такие функции, как измерение глубины, температуры и скорости течения реки.
Гидрологический пост
Гидрологический пост — совокупность различного оборудования и приборов для гидрологических измерений и наблюдений на реках, озёрах, морях, каналах, а также место, где расположены эти устройства. Если простыми словами, то это гидропост, на котором выполняются замеры определенных показаний на реке.
В зависимости от наблюдаемого объекта и установленного объёма наблюдений, гидрологические посты имеют определённый тип и разряд:
- гидрологические посты на реках и каналах — ГП. Делятся на ГП: 1-го (ведущие полный объём наблюдений) и 2,3-го разряда (уровенные посты и работающие по сокращенной программе). Наш гидропост 1-го разряда;
- озерные гидрологические посты на озёрах и водохранилищах — ОГП;
- морские гидрологические посты на морях — МГП
На гидрологическом посту проводятся следующие виды наблюдений:
- уровень воды на водном объекте (все типы);
- уклон водной поверхности (ГП-1);
- расход воды в реке или канале (ГП-1);
- температура воды (все типы);
- мутность воды (ГП, ОГП);
- расход взвешенных и донных наносов (ГП-1);
- волнение (МГП, ОГП);
- рейдовые наблюдения на акваториях (ОГП, МГП);
- соленость воды (МГП);
- мониторинг загрязнения вод (все типы).
Гидрологический пост снабжается геодезическим репером с известной абсолютной высотой. Привязка всех постовых устройств ведётся по отношению к этому реперу.
Все устройства можно объединить в две совокупности: это водомерный пост (уровнемерные устройства) и гидроствор (расходомерные устройства, присутствуют только на ГП-1).
Водомерные посты делятся, на:
- реечные водомерные посты — используют вертикальную рейку с делениями, обычно прикреплённую к гидротехническому сооружению (мосту или плотине);
- свайные водомерные — посты используют ряд свай разной высоты, вбитых в дно (наш пост является свайным);
- современные дистанционные посты используют автоматизированные уровнемеры, передающие отсчёты на расстояние. Показания этих станций зачастую доступны через Интернет;
- передаточные водомерные посты — используют размеченную веревку или измерительную рулетку с подвешенным грузом.
Гидростворы оснащаются устройствами с которых и с помощью которых производится замер расхода воды. Гидростворами оборудованы только речные гидрологические посты 1-го разряда. Гидростворы бывают:
- мостовые — оснащенные гидрометрическими мостиками;
- люлечные — одно и двухтросовые люлечные переправы;
- лодочные (наш пост как раз лодочный);
- оснащённые гидрометрическими автоматическими установками;
- водосливы.
С виду наш гидрологический пост напоминает обычный причал для моторной лодки, с тем лишь отличием, что с одной стороны (от течения) вбиты несколько деревянных кольев, по которым мы ориентируемся, где под водой находятся водомерные сваи, о которых я расскажу немного позже. Так же они держат саму лодку, чтобы её не сносило течением.
Температура воды
Это, наверное, самое простое в гидрологии, чем мы занимаемся. Все, что требуется, это опустить специальный термометр в воду примерно на половину. Для более точного показания желательно подержать его так некоторое время, где-то минуту.
Сам термометр вполне обычный, только помещен в специальный чехол. Он защищается его от не сильных механических повреждений, плюс так его удобнее держать. В нижней части такого чехла небольшая емкость, куда набирается вода, которая продолжать держать температуру воды, в то время, пока его вытаскивают из воды и замеряют показания. Тут так же показания указываются с точностью до десятых.
Уровень воды
Уровень воды — высота поверхности воды, отсчитываемая относительно некоторой постоянной плоскости сравнения. Измерение уровня тоже не является чем-то сложным. Имеется специальная линейка длиной 170 см. Для выполнения замера уровня воды нужно опустить её в воду и поставить на специальный металлический столбик, который называется «свая водомерная». Установив линейку на самую макушку сваи смотрим, какого показания касается поверхность воды.
Температура и уровень воды замеряются 2 раза в сутки – утром и вечером.
Ниже фотография, где наглядно показывается, как выполняется замер уровня воды, с той лишь разницей, что на гидропосту свая находится под водой. Устанавливать линейку нужно на самую макушку сваи.
Водомерная свая
В створе, перпендикулярном направлению русла реки, забивают на глубину ниже уровня промерзания грунта ряд свай диаметром 10—15 см.. Всего таких свай 10 штук. Эти сваи ставят на таком расстоянии друг от друга в зависимости от крутизны берега, чтобы разность отметок по высоте их составляла 0,80—0,95 м. Срез нижней сваи должен быть примерно на 0,3 м ниже низшего горизонта вод, а верхней сваи — на столько же выше наивысшего горизонта вод. Все установленные сваи поста нумеруют, начиная с верхней, и тщательно нивелируют дважды. По отметкам и расстояниям между сваями составляют продольный профиль поста по образцу:
Так выглядит ряд свай вживую. Вверху, если приглядеться, видно еще четвертую сваю, чуть правее трапа. Тест на внимательность, так сказать. :)
От себя еще добавлю, что эта свая вкручена на глубину 2-х метров, а то и больше. При том именно вкручена, так как с другого конца у сваи имеется резьба, длиной около 1 метра.
Расход воды
Расход воды (в водотоке) — объём воды, протекающей через поперечное сечение водотока за единицу времени. Измеряется в расходных единицах (м³/с).
В гидрологии используются понятия максимального, среднегодового, минимального и др. расходов воды. Наряду с расходом наносов является одним из руслоформирующих факторов.
Расход воды в реке делается несколько раз в месяц. На выполнение очередного расхода указывает повышение\понижение уровня воды на определенную величину. Например, уровень воды упал на 25 см, это означает, что пришло время делать очередной расход воды. Я не знаю через какую величину делается расход, только лишь привел пример для вашего понимания.
Для выполнения расхода используется несколько видов оборудования.
Измеритель скорости водного потока
Измеритель скорости водного потока предназначен для измерений осредненной во времени скорости водного потока в открытых естественных и искусственных руслах (рек, каналов).
Принцип действия измерителя основан на функциональной зависимости между скоростью течения набегающего водного потока и частотой вращения лопастного винта вертушки. Гидрометрическая вертушка на магнитоуправляемом контакте позволяет получать один электрический сигнал (импульс) на каждый полный оборот лопастного винта.
Гидрометрическая вертушка используется совместно с измерителем скорости водного потока.
В коробке вертушка укладывается в разобранном состоянии, на нижней картинке она уже собрана.
Лебедка гидрометрическая
Лебедка гидрометрическая является вспомогательным оборудованием при гидрологических наблюдениях и служит для опускания в воду на заданную глубину подвешенных на стальном канате гидрологических приборов.
Гидрометрический трос
Трос этот нужен для выполнения расхода воды, путем зацепления за него лодки.
Трос протянут через всю реку с одного берега на другой. Опускается при помощи специальной лебедки.
На самом тросе есть специальные метки, за которые веревкой цепляется лодка. Если присмотреться, то эти метки видно. Всего таких меток штук 25 у нас, возможно больше\меньше.
Выполнение расхода воды
Изначально гидрометрическая лебедка устанавливается в лодку и прочно фиксируется, чтобы не перевесил груз и она не упала в воду. Дальше необходимо собрать гидрометрическую вертушку и соединить её со специальным грузом, который по форме сильно напоминает бомбу, отчего его так и называют. У нас бомба по больше, чуть короче вертушки. Так же вертушка специальными проводами соединяется с измерителем скорости водного потока.
Следом собранная вертушка с грузом цепляется к концу троса гидрометрической лебедки. Выглядит это примерно как на картинке, только под вертушкой еще груз висит.
Затем вертушка опускается в воду таким образом, чтобы она была наполовину в воде, то есть вода должна сам винт разрезать пополам по центральной оси. Когда вертушка опущена в воду на начальную позицию, то на счетчике гидрометрической лебедки должны быть показаны нули. Если же показания на нем другие, то с помощью маленького рычага счетчик сбрасывается на нуль. К сожалению на фото этого рычага не видно, но думаю и так все понятно.
Функционал счетчика заключается в том, что он показывает глубину реки в конкретной точке, когда вертушка опускается на дно.
После того, как произвели замер глубины, в специальной таблице нужно найти 2 отсчетные глубины, на которых производится замер скорости воды. Допустим, получили глубину в 80 см, то в таблице видим, что в этой точке нужно замерить скорость на глубинах в 65 см и 20 см. Цифры привел для примера, чтобы было понятно.
При опускании вертушки на глубину из таблицы, включается измеритель скорости, который и показывает скорость водного потока. Замер длится 100 секунд. Такой замер скорости делается на каждой третей метке гидрометрического троса.
После выполнения расхода воды, все показания специальным образом считаются, где по полученным данным глубины и скорости водного потока высчитывается количество кубометров утекшей воды.
На этом заканчиваю свой третий пост о работе на ТДС. Про гидрологию я вам постарался рассказать как можно подробнее, и в то же время максимально понятно. Сам я к гидрологии не имею никакого отношения, потому описал все так, как объясняли мне и как я сталкиваюсь с этим. Добавлю еще то, что в одном из прошлых постов отписывался гидролог, потому заглядывайте в комментарии, возможно он там добавит что-то от себя или в каком-то моменте поправит меня.
Так же пишите в комментариях свои вопросы и свои пожелания относительно будущих постов, ответить постараюсь всем и приму все к сведению.
Следующий пост будет про выполнение метеорологического срока.
На последок выкладываю фотографию метеосводок в закодированном виде. Если кому интересно поломать голову, попробуйте расшифровать её. Все отгадывать не надо, попробуйте сначала осилить то, что я обвел красным цветом вверху. Ну, а следующий пост будет большой подсказкой для разгадки, так как сводку составляем на основе данных со срока :)
В конце, по традиции, выкладываю что-то из живности, если сегодняшнее фото можно так назвать. Свежие следы медведя. Судя по всему, прошел он буквально не задолго до нас.
