1.2 Устройство гидрологического поста и правила его расположения
Гидрологический пост – совокупность различного оборудования и приборов для гидрологических измерений и наблюдений на реках, озерах, морях, каналах, а также место, где расположены эти устройства.
Основной задачей наблюдений на гидрологическом посту является изучение колебаний уровня воды в реках и водоемах для установления пределов возможных колебаний уровня в различные годы и закономерностей в течение года, т.е. режима уровня. Гидрологический пост - пункт на водном объекте, оборудованный устройствами приборами для проведения систематических гидрологических наблюдений.
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)
Кроме того, часть постов осуществляет так же и метеонаблюдения: температура воздуха, осадки, снегосъемка и пр.
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 объем наблюдений) и 2,3-го разряда (уровенные посты и работающие по сокращенной программе)
озерные гидрологические посты на озерах и водохранилищах – ОГП
морские гидрологические посты на морях – МГП
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;
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
Наиболее распространенным типом водомерного устройства является свайный пост .Он состоит из свай, расположенных в одном створе, перпендикулярном течению реки. Головка верхней сваи должна быть на 0,25-0,5м. выше самого высокого уровня воды в реке, а головка нижней сваи – на 0,25-0,5м. низшего уровня воды. Сведения о высшем и низшем уровне получают обычно на основании опроса старожилов. Высший уровень возможно установить по следам, оставляемым рекой при разливе.
Разность высот головок двух смежных свай не должна превышать 0,8м., что обусловлено высотой переносной реки. Глубина забивки сваи должна быть такой, что бы нижние концы их не менее чем на 0,5м. входили в непромерзающий слой грунта. Сваи могут быть деревянными, металлическими или железобетонными. На головке сваи фиксируют точку, куда нужно установить переносную рейку; в деревянные сваи забивают гвоздь с полусферической шляпкой. Все сваи нумеруют, причём нумерация ведётся от верхней сваи к нижней.
Гидрологический пост должен иметь два репера – контрольный и основной, которые, по возможности, привязывают к реперам государственной сети; иногда им предают условные отметки. Контрольный репер устанавливается на берегу в створе свайного поста. Он служит для определения отметок головок свай и для последующих проверок отметок с помощью нивелировки. Основной репер предназначен для проверки высоты контрольного уровня; он устанавливается в стороне от свайного поста и может быть потайным.
При выборе места для оборудования свайного поста должны соблюдаться следующие условия: участок реки прямолинейный с узкой и ровной поймой, река протекает одним руслом, русло устойчивое не заросшее растительностью, уровень воды не подвергается влиянию подпора от крупных притоков и искусственных сооружений, береговой склон в месте расположения водомерного поста имеет крутизну 20-30 градусов не подвергается разрушению.
Для сопоставления уровней, измеренных над разными сваями, отсчёты необходимо привести к одной плоскости. Если за исходную плоскость принять уровень моря, то уровень реки будет выражен в абсолютных отметках, при этом получаются большие числа, что затрудняет обработку измерений. Поэтому для каждого гидрологического поста устанавливают свою условную плоскость, от которой ведут отсчёт уровня, и тогда уровни выражают в относительных отметках. Эта плоскость называется нулём поста. Высотное положение нуля поста рекомендуется устанавливать с таким расчётом, что бы уровень воды не мог опуститься ниже отметки нуля поста. В противном случае могут быть получены отрицательные значения, что создаёт неудобства при последующей обработке измерений. Желательно, что бы абсолютная отметка нуля поста выражалась в целых метрах. Превышение данной сваи над нулём поста называется приводкой сваи.
Наблюдения на гидрологическом посту проводят обычно два раза в сутки – в 8 и 20 часов. Во время половодий и паводков наблюдения учащаются. При проведении учебной практики целесообразно установить трёхразовые наблюдения: 8,14,20. часов. Результаты наблюдений заносят в “Книжку записей водомерных наблюдений” в двух экземплярах: подлинник, заполняемый непосредственно на водном посту, и копия, в которую данные переписывают по возвращению с места наблюдения. Записи в подлиннике ведутся простым карандашом. Стирать резинкой или подчищать написанное запрещается. Если запись сделана неверно, она должна быть перечёркнута так, что бы можно было прочесть неверную запись, а сверху или рядом следует сделать правильную запись.
По данным режимных наблюдений на гидрологическом посту составляют совмещенный график колебаний уровня воды и температуры воды и воздуха. На нем так же изображаются величина выпавших осадков по данным ближайшей метеостанции (наблюдения за осадками предусматриваются учебной практикой по метеорологии).
Рис.1.3 Устройство свайного гидрологического поста
На графике 1.3 изображены сваи и контрольный репер. Отметки свай относятся к их головки верхней площадке). Линию поверхности земли вычерчивают приближенно. Данные, относящиеся к свае, выписывают точно под ней. На чертеже так же показывают уровень воды во время нивелирования поста.
Реечный пост оборудуется вертикальными рейками, на которых нанесены деления через 1 или 2 см. Рейки прикрепляются к устою моста, к набережной и тому подобным сооружениям или к отдельно забитой свае. Уровень воды определяется тем делением на рейке, которого она достигает. (Рис. 1.4)
Рис. 1.4 рейка для измерения глубины на водомерном посту