Біланюк В.І.
Практикум із загальної гідрології

Побудова графіка коливання рівня води в річці

Лабораторна робота № 4
ПОБУДОВА ГРАФІКА КОЛИВАННЯ РІВНЯ ВОДИ В РІЧЦІ

Ключові слова: Гідрологічна станція, гідрологіний щорічник, водомірний пост, самописці рівнів води, водомірні рейки, нуль графіка поста, нуль спостережень, льодовий режим і форми льодоутворення.

На допомогу студентові

Вивчення гідрологічного режиму водних об'єктів провадять двома способами: стаціонарним і експедиційним. Для повного і всебічного вивчення водних об'єктів використовують стаціонарний спосіб, який полягає в організації тривалих гідрометричних спостережень на постійно діючих постах і станціях. Експедиційний спосіб дає змогу у короткий час провести гідрометричні роботи на значній кількості водних об'єктів і використовується передусім за спеціальним завданням (зрошування, спорудження мостів, гідроелектростанцій тощо.).
Гідрологічні станції і пости входять до складу гідрологічної мережі, яка є складовою частиною загальної державної гідроме­теорологічної мережі України. Розрізняють головні і спеціальні гідрологічні станції і пости. Головні, зокрема, поділяють на режимні та оперативні (інформаційні).
Головні пости займаються вивченням гідрологічного режиму водних об'єктів протягом багаторічного періоду та забезпеченням служби прогнозів і народного господарства режимною інформацією. Режимні гідрологічні пости призначені для вивчення місцевих особливостей гідрологічного режиму річок і водойм; оперативні – споруджують для забезпечення гідрологічною інформацією служби прогнозів і зацікавлених народогосподарських організацій.
Спеціальні гідрологічні станції і пости вивчають місцеві особливості режиму водного об'єкта за цільовою програмою.
Крім гідрологічної мережі Держкомгідромету існує мережа, організована різними установами, міністерствами і відомствами з метою забезпечення своїх специфічних потреб.
Водомірним постом називають місце на річці, озері або водосховищі, вибране з додержанням певних правил і обладнане спеціальним устаткуванням для систематичних вимірювань висоти рівня води. За способом влаштування водомірні пости бувають: прості, передавальні, самописні і дистанційні.
Ділянка річки в місці розміщення поста повинна мати характерний для зазначеного району гідрологічний режим, бути прямолінійною протягом трикратної ширини меженного русла, доступною для виконання спостережень і знаходитися недалеко від засобів зв'язку. Береги і русло річки мають бути сталими, тобто не розмитими і не замуленими, не заростати водяною рослинністю.
Ділянку річки необхідно вибрати без заплави, а коли це неможливо, то із заплавою якомога вужчою, рівною, без проток і стариць, без дерев і чагарників. У межах ділянки, де розташований водомірний пост, річка має протікати в одному руслі. У неї не повинні впадати великі притоки, у межах русла не повинно бути островів, несталих перекатів, які можуть бути причиною утворення косоструминної течії, поперечного похилу води, заторів і зажорів льоду. Дільниця поета має бути вільною від причалів, пляжів, скидання промислових і каналізаційних вод, підпору гідротехнічними спорудами тощо.
На водомірних постах мережі провадять вимірювання рівня і температури води, товщини льоду, снігу на льоду, шуги, а також візуальні спостереження над силою і напрямом вітру, водяною рослинністю, льодовими явищами тощо. Крім того, на гідрологічних постах II розряду провадять метеорологічні спостереження за програмою метеорологічних постів І розряду над атмосферними явищами, опадами і запасами води у сніговому покриві і беруть проби води на хімічний аналіз, а на постах І розряду ще додатково вимірюють витрати води завислих і донних наносів, похил водної поверхні, а також беруть проби донних відкладів на механічний аналіз.
Спостереження за коливанням рівня полягає у вимірюванні висоти водної поверхні над постійною площиною, яку приймають за нульову.
Спостереження за рівнями води на водомірних постах здійснюють щоденно о 8 і 20 год. за місцевим (поясним) часом, а в період повені і паводків – через однакові проміжки часу (1, 2, 4, 6 год.). Висоту рівня води на простих постах вимірюють з точністю до і см.
З метою реєстрації максимального і мінімального рівнів води між термінами спостережень використовують водомірні рейки. Максимальна рейка складається з металевої труби, нижня частина якої перфорована, і залізного стержня, який покривають розведеною крейдою і встановлюють у трубу. Рейку прикріплюють на палі або забурюють у ґрунт. По межі розмиву крейди визначають максимальний рівень води. Поряд з такою рейкою використовують максимальну і мінімальну рейки Фролова. Насаджений на такі рейки поплавок вільно пересувається за рівнем води лише в одному напрямі: вгору - на максимальній рейці і вниз – на мінімальній, і залишається у крайньому положенні до повернення спостерігача. Змінити положення поплавка заважають пружини, які впираються у вирізи рейки.
На кожному водомірному посту крім паль, рейок, самописців тощо встановлюють два репери – контрольний і головний, які розміщують за межами зони затоплення високими водами. Контрольний репер встановлюють у створі поста; слугує він для систематичних контрольних перевірок висоти постових пристроїв за допомогою нівелювання. Головний репер призначений для періодичної перевірки висоти контрольного репера. Встановлюють його потайним за межами поста.
Нуль графіка поста – це умовна горизонтальна площина, до якої як до нульової поверхні приводять висоту рівня води. Нуль графіка поста обирають з таким розрахунком, щоб його площина була не менш як на 0.5 м нижчою від можливого рівня води в створі поста.
Крім нуля графіка на водомірних постах застосовують таке поняття, як нуль спостережень – позначка над нулем графіка тієї висотної площини, від якої ведуть відлік рівня води в момент спостережень. На рейковому посту – це нуль рейки, а на пальовому – головка палі.
Перевищення нуля спостережень h1, h2, h3 над нулем графіка поста називають приводкою, яку виражають, як і рівень води, у сантиметрах.
На свайному посту рівень вимірюється за допомогою переносної рейки, яку встановлюють вертикально щодо найближчої до берега сваї, що зануреної у воду. Постійні рейки встановлюють під мостами.
Також на водомірних постах здійснюють вимірювання температури води. Температуру води вимірюють поблизу водомірного поста, в місці з постійною течією і глибиною не меншою, ніж 0,3-0,5 м. Спостереження за температурою води розпочинають навесні з появою відлиг, проводять їх щодня о 8 і 20 год. і припиняють восени через 3-5 діб після встановлення сталого льодоставу. Температуру води вимірюють водним термометром з точністю до 0,1°С, а коли температура наближається до 0°С, застосовують мікротермометр, точність вимірювання за допомогою якого становить 0,01°С.
Зміна рівнів води в річках зумовлюється коливаннями витрат води. У період весняного сніготанення або сильних дощів рівень води в річках різко підвищується, а в період літньої та зимової межені – плавно знижується.

Отже, зміни водності річки пов'язані із змінами сезонів року. Однак є й інші причини, які спричинюють коливання рівня в річці на окремих її ділянках, або в окремі періоди часу. До них належать:
- підвищення або зниження русла за рахунок розмиву його дна або акумуляції наносів;
- наявність на річці штучних споруд (гребель, загат тощо), які утворюють змінний підпір, порушуючи природний (побутовий) режим рівнів;
- заростання русла водною рослинністю, яка утворює підвищений опір потокові;
- поява та наявність на річці льоду (на поверхні води або в живому перерізі);
- згони та нагони води, спричинені вітром, передусім в гирлових ділянках річок, та припливно-відпливні явища.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом