Измерение глубины
Глубина – расстояние по вертикали от свободной поверхности водотока до дна.
Прибора для измерения глубины:
- наметка (шест)
- лот
- эхолот (акустический сигнал)
Определение расхода воды по данным гидрометрических наблюдений
Расход воды – объем воды протекающий в единицу времени через поперечное сечение оттока. Размерность м3/с, для малых рек – л/с.
Н
аглядно
расход воды проще всего представить в
виде модели объемного тела. Это тело
ограниченное сзади поперечным сечением
потока, сверху – поверхностью,
представляющей собой эпюру скоростей
и снизу криволинейная поверхность
определяемая зависимостью:
,
где Н – высота,
В – ширина.
Объём, а значит и расход воды определяют
по формуле:
.
Единицы измерения стока
Сток – количество воды протекающее через поперечное сечение водотока за определенное время.
На одной реке приняты следующие единицы стока:
- объем стока, измеряется в м3 или км3 (за какой-либо промежуток времени – год, месяц, сутки);
- расход воды, измеряется в м3/с или л/с
- модуль стока – количество воды
стекающей с единицы площади бассейна
реки в единицу времени
,
где Q – расход и F
– площадь бассейна.
- слой стока – количество воды в мм
равномерно распределенной по площади
бассейна реки и стекающей за определенный
промежуток времени
,
измеряется в мм.
Расчет максимального стока
Определение характеристик максимального стока рек является очень важной и ответственной задачей при проектировании различных гидротехнических сооружений.
Под максимальными расходами талых и дождевых стоков понимают наибольшие в каждом году значения мгновенных или срочных расходов во время прохождения весеннего половодья или дождевых паводков на реках и временных водотоках.
В практическом плане максимальный сток относится к разряду катастрофических явлений природы. Наводнения составляют примерно 40 % всех стихийных бедствий.
При расчете максимального стока необходимо как минимум решить две проблемы:
1) Обеспечить безаварийную работу гидротехнического сооружения, безопасность прилегающих к ним территорий и населенных пунктов.
2) Не завысить стоимость гидротехнического сооружения, в результате принятия неоправданно большого расхода воды.
Расчет осуществляется для пяти классов гидротехнических сооружений. Чем выше номер класса, тем важнее сооружение и тем выше требование к надежности расчета.
Сооружения первого класса - сооружения эксплуатирующиеся несколько сотен лет, поэтому в их расчет закладывается максимальный сток очень малой обеспеченности ( Р = 0,01 %). Кроме того, к стоку данной обеспеченности добавляется гарантийная поправка (максимально – до 20 % стока обеспеченности 0,01 %). Для расчетов стока используют кривую трехпараметрического гамма-распределения. Параметры аналитической кривой (СS, CV, Q) вычисляют, либо методом наибольшего правдоподобия, либо методом моментов. При наличии сведений о выдающихся историческом максимуме (экстремальный расход), который не входит в имеющийся ряд наблюдения, необходимо учитывать это событие при расчете параметров аналитических кривых.
Расчет минимального стока
Минимальный сток наблюдается на реках, когда поверхностный сток резко уменьшается или полностью прекращается, а основным источником питания реки являются грунтовые воды.
На реках России наблюдаются два маловодных сезона. Это летне-осенний и зимний (на реках с весенним половодьем) или осенне-зимний (на реках с весенне-летнем половодьем) маловодные сезоны.
Речной сток, наблюдаемый в маловодные сезоны, при отсутствии значительных паводков принято называть меженным. Данные о минимальном стоке применяются при разработке проектов питьевого и хозяйственного водоснабжения, при проектировании промышленного снабжения ТЭС, ТЭЦ, АЭС.
Большое значение имеет меженный сток в целях орошения. Характеристики низкого стока имеют определяющие значение при разработке мер по упорядочиванию и охране водных ресурсов. Они лимитируют водопотребление и непосредственно влияют на существование биоценозов. Таким образом, минимальный сток является лимитирующим фактором для человеческого общества, а иногда и катастрофическим - в период длительных засух.
При наличии длительных периодов наблюдений расчётные минимальные расходы воды определяют также, как и расчётные годовые и максимальные расходы