Гидрологическое обследование поста на р

Гидрологическое обследование поста на р. Нура

Изучение метеорологических приборов и освоение методики работы с ними. Составление характеристики погоды за весь срок полевой практики по данным метеостанции.

Все метеорологические наблюдения, которые выполняются на акватории водоема, должны быть увязаны с данными наблюдений на береговых метеорологических площадках. С этой целью во время производства работ на рейдовых вертикалях проводятся учащенные (ежечасные) наблюдения за температурой и влажностью воздуха, направлением и скоростью ветра на метеорологической площадке озерной станции и на других метеорологических станциях, площадки которых расположены в береговой зоне водоема.

На метеорологических площадках, расположенных на побережье особенно крупных водоемов ежечасные наблюдения включают также визуальные определения облачности, видимости (в сторону водоема) и атмосферных явлений.

Учащенные метеорологические наблюдения на береговых ме­теорологических площадках выполняются по указанию Казгидромета также во время проведения некоторых других работ на водоеме.

На судах, выполняющих работы на акватории водоема (наблюдения на рейдовых вертикалях, специальные наблюдения за течениями, волнением и т.п.), одновременно производятся ме­теорологические наблюдения, которые включают измерения на­правления и скорости ветра, температуры и влажности воздуха, а на особенно крупных водоемах также определение облачности, видимости и атмосферных явлений. На особенно крупных водоемах метеорологические наблюдения в указанном объеме выполняются также в сроки метеорологических наблюдений, т. е. в 00; 06; 12; 18 часов среднего гринвичского времени, если судно в этот срок находится в открытом водоеме, производя любые виды работ или совершая транспортный переход. Если срок метеорологических наблюдений наступает во время перехода, судно для производства наблюдений, останавливается (ложится в дрейф).

Температуру и влажность воздуха измеряют с помощью аспирационного психрометра на высоте 2 м над водной поверхностью. Если конструкция судна не позволяет выполнять измерения на высоте 2 м, в книжке наблюдений отмечается фактическая высота измерений, которая, однако, не должна сильно отличаться от 2 м. Во время измерения должно быть исключено искажающее влияние нагретых предметов на судне и, по возможности, самого корпуса судна. Для этого наблюдения производят над водной поверхностью с наветренного борта, располагая стрелу для психрометра ближе к носовой части судна. Стрела должна легко и быстро подводиться к борту для производства отсчетов. Часто оказывается удобным применять подвижную металлическую или деревянную рейку, позволяющую выносить подвешенный к ней психрометр за борт на время измерения и приближать его к борту в момент отсчета.

При скорости ветра более 3 м/с на аспиратор психрометра надевается с наветренной стороны ветровая зашита.

Измерение с помощью психрометра выполняют с соблюдением следующих требований:

• психрометр выносится на воздух и подвешивается на стреле за 15 мин до момента отсчета летом и за 30 мин - зимой при отрицательных температурах (при значительном волнении на ходу судна, когда существует опасность повреждения или потери прибора на стреле, его помещают до наблюдений в безопасном месте на воздухе);

• за 4 мин до отсчета температур производят смачивание термометра, обвязанного батистом.

Примечания

1 Необходимо следить за тем, чтобы вода не попала на сухой термометр (это бывает при слишком сильном смачивании) и не смочила стенок защитной трубки, так как это искажает показания термометра.

2 При отрицательных температурах: смачивание производят за 30 мин до отсчета.

• после смачивания заводят механизм, вращающий вентилятор, и через 4 мин (при полном ходе вентилятора) производят отсчет по сухому и смоченному термометрам, отсчитывая сначала десятые доли, а затем целые градусы.

Скорость ветра на рейдовых вертикалях (и при других видах работ) измеряется ручными или электроконтактными анемометрами (со счетчиками импульсов). Для этого в носовой части судна устанавливается стойка с горизонтальной рейкой, имеющей гнезда для крепления анемометров. Высота измерений скорости ветра, как правило, должна быть равна 2 м над поверхностью воды, однако на крупных судах обеспечить такую высоту установки часто бывает затруднительно. В связи с этим допускается измерять скорость ветра на другой высоте, отмстив это обстоятельство в книжке наблюдений; при этом во всех случаях необходимо соблюдать постоянство высоты измерения.

Наблюдения производится двумя анемометрами; продолжи­тельность измерения 600 с (10 мин). Анемометры, применяемые для измерений на акватории водоема, должны ежемесячно сличаться с контрольным прибором.

Направление ветра определяют с помощью вымпела по судовому компасу. Для этого наблюдают за положением вымпела в течение 1-2 мин и отмечают среднее за это время - направление ветра (по 16 румбам, «откуда дует ветер»).

Визуальные наблюдения за облачностью, видимостью и атмо­сферными явлениями выполняются в соответствии с указаниями Наставления, вып. 3, ч. 1.

Для производства метеорологических наблюдений применяются автоматические судовые гидрометеорологические станции различных модификаций. В этих случаях измерения метеорологических элементов производятся с помощью метеорологических датчиков, устанавливаемых на специальной мачте над палубной настройкой. Измерительный пульт устанавливается в специально отведенном помещении на судне и может быть выполнен в виде программно- вычислительного комплекса. Устройство и правила производства работ с помощью автоматических судовых гидрометеоро­логических станций приводятся в технической документации, прило­женной к оборудованию фирмой изготовителем.

5.4 Водомерные рейки и правила их эксплуатации

Водомерные рейки, предназначенные для визуального отсчета уровня воды, могут закрепляться на неподвижной основе стационарно (постоянные рейки) либо устанавливаться только на время наблюдений (переносные рейки).

Постоянные рейки

На озерах (водохранилищах) используется морская водомер­ная рейка ГМ-3 (рисунок 5.2) длиной 2,8; 4,0; 6,0 и 8,0 м.

Рейка длиной 2,8 м состоит из одного блока, а все остальные составляются из блоков длиной по 2 м. Каждый блок состоит из чугунных пластин размерами 400x160x8 мм, собранных и закрепленных винтами на фасонном железе коробчатого сечения (швеллер № 1б-а). Двухметро­вый блок состоит из пяти пластин, рейка длиной 2,8 м - из семи пластин. Чугунные пластины имеют прорези-гнезда, в которые вставляются фарфоровые вкладыши размерами 20x32 мм. Вкладыши соответственно гнездам располагаются на рейке группами по три штуки поочередно с правой и левой стороны и вместе с чугунными промежутками образуют деления рейки. Каждое целение рейки соответствует 2 см,

По средней линии рейки через каждый дециметр вырезаны гнезда, в которые вставлены фарфоровые вкладыши размерами 40x52 мм. На эти вкладыши нанесены цифры, обозначающие дециметры.

Чугунные пластины на швеллере и вкладыши в прорезях пластин должны быть закреплены без люфтов; смещение вкладышей и пластин недопустимо. Рейка крепится вертикально к неподвижным сооружениям (молам, устоям мостов, спаям) с помощью болтов или глухарей. В ком­плект рейки ГМ-3 входят запасные вкладыши и держатель, что позво­ляет заменять поврежденные вкладыши.

Для замены вкладышей ослабляют гайки, прикрепляющие к швел­леру чугунную пластину, подводят под пластину держатель, а затем отвинчивают гайки и снимают пластину с держателя.

Заменяют поврежденные вкладыши новыми и пластину с держате­лем вставляют на прежнее место. При этом гайки сначала завинчивают не полностью и только после того, как вынут держатель, завинчивают их до отказа.

Металлическая водомерная рейка с эмалевым покрытием состоит из отдельных секций, которые монтируются и крепятся на доске впритык одно над другим последовательно, в порядке обозначенных на них чисел.

Каждая секция представляет собой прямоугольную стальную пла­стину длиной 50 см, шириной 12 см и толщиной 1,5-2,5 мм, покрытую керамической эмалью.

Для прочности пластина слегка выгнута вдоль продольной осевой линии. Для крепления рейки в каждой пластине имеются четыре отвер­стия для шурупов (глухарей).

На лицевой стороне каждой секции нанесены деления в виде цвет­ных полос, чередующихся с белыми просветами. Ширина полосы (просвета) 20 мм. Для удобства отсчетов по рейке на каждой полосе (про­свете) имеются отметки треугольной формы, разделяющие деления по­полам.

Полосы и цифры на рейке нанесены попеременно черной и красной эмалью. Нижний обрез рейки совпадает с ее нулевым делением,

Установленные постоянные водомерные рейки в месте наиболее частого стояния уровня воды загрязняются и могут обрастать водорос­лями, что затрудняет отсчеты по ним. Поэтому время от времени по­стоянную рейку следует обмывать горячей водой с мылом (на соленых озерах применение мыла не рекомендуется).

В зимнее время вокруг рейки поддерживается прорубь для произ­водства наблюдений, которая должна быть таких размеров, чтобы даже при значительной толщине льда можно было проводить наблюдения без затруднений,

Лед, образовавшийся в проруби между сроками наблюдений, осто­рожно скалывается около рейки и сачком удаляется из проруби. Особен­но осторожно следует удалять лед, примерзший к рейке, чтобы не повре­дить ее делений. Прорубь между наблюдениями следует закрывать щи­том, обитым войлоком.

При недостаточной защищенности водомерного пункта от действия ветровых волн постоянную водомерную рейку необходимо обязательно оборудовать успокоителем.

Простая установка постоянной рейки с успокоителем, которую лег­ко изготовить на месте, показана на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 - Постоянная водомерная рейка с успокоителем

Она рассчитана на применение при небольшой амплитуде коле­баний уровня (не более 1-1,5 м) и состоит из рейки 4, трубы 5, поплав­ка 7 и штока 3. Успокоителем служит труба 5 диаметром 12-16 см и дли­ной 1,5-2,5 м. Нижний конец этой трубы плотно забивается деревянной пробкой 9 либо к нему приваривается дно; в нижней части трубы (в 10 -12 см от пробки или дна) просверливаются отверстия 8 (одно-два отвер­стия), площадь сечения которых относится к площади сечения трубы как 1/30 – 1/50. К трубе крепится водомерная рейка таким образом, чтобы при любом стоянии уровня и максимальном волнении место отсчета на рейке находилось над поверхностью воды и не захлестывалось волнами.

Труба вместе с рейкой крепится при помощи стяжных хомутиков 6 к свае 1 (металлической или деревянной) либо к капитальному сооруже­нию (причалу, стенке плотины, устою моста). При этом отверстия 8 должны располагаться на таком расстоянии от дна водоема, чтобы они не оголялись при сильном волнении и самом низком уровне и не заноси­лись песком или илом. Верхний конец трубы, который должен оста­ваться над водой даже при наибольшем подъеме уровня, закрывается крышкой 2 с отверстием для штока 3. Для измерения служит пенопла­стовый или металлический поплавок 7, к которому прикреплен коленча­тый шток 3 из легкого металла, скользящий свободным концом по рей­ке. Расстояние от ватерлинии поплавка до свободного конца штока (указателя уровня) выбирается в зависимости от высоты волн в месте установки рейки (на 10-15 см больше половины максимальной высоты волны) и должно быть точно измерено. Высотная отметка нули рейки, которая определяется нивелированием, для получения приводки должна быть уменьшена на величину, равную этому расстоянию. Рассмотрен­ную выше установку рейки с успокоителем можно использовать также и при значительной амплитуде колебаний уровня, если предусмотреть та­кой вид крепления, чтобы трубу можно было легко передвинуть по свае и надежно закрепить в нужном положении. Специальная установка ус­покоителя, предназначенного для использования при больших колеба­ниях уровня, подробно описана в нашем Руководстве.

Переносные рейки

Водомерные переносные рейки: деревянная рейка с кра­сочным покрытием РВП-1-49, деревянная рейка без красочного покры­тия РВП-2-49 и металлическая рейка РВП-3-49 применяются на свайных водомерных пунктах, защищенных от воздействия ветрового волне­ния. Лицевая сторона рейки РВП-1-49 (рис. 5.3 а) имеет сантиметровые деления 1; нулевое деление совпадает с торцовой плоскостью металли­ческого башмака 2, надетого на нижний конец рейки. Длина рабочей части рейки 100 см. Через каждый дециметр нанесены числа от 10 до 90. Лицевая сторона рейки окрашена свинцовыми белилами.

Рисунок 5.З а - Переносная водомерная деревянная рейка с красочным покрытием РВГТ - 1 – 49

Деления и цифры нанесены масляной краской; четные дециметры - красного цвета, нечетные - черного. Обратная сторона рейки окрашена в черный цвет.

Рейка РВП-2-49 отличается от рейки РВП-1-49 только тем, что по­верхность ее не покрыта краской. Штрихи делений и цифры нанесены на лицевую сторону рейки путем глубокого (не менее 2 мм) выжигания. После выжигания делений и цифр рейку дважды покрывают натураль­ной олифой.

Рейку РВГТ-3-49 (рис. 5.3 б) изготовляют из дюралюминиевой трубки I диаметром 25 мм с толщиной стенок 2,5 мм; на лицевую сторону трубки I наносят резьбой или травлением штрихи делений и цифры. Длина рабо­чей части рейки 1 м.

Рисунок 5.3 б - Металлическая рейка РВП -3 - 49

Штрихи делений и цифры имеют глубину 2 мм и ширину 1 мм. Штрихи заполнены черным асфальтовым лаком. Цена деления рейки 1 см. Нулевое деление совпадает с торцовой плоскостью нижнего конца рейки. Десятки сантиметров оцифрованы.

На свайных водомерных пунктах, подверженных воздействию ветрового волнения, используется переносная водомерная рейка с успокоителем ГР-23 (рис.5.3 в).

Рисунок 5.З в - Рейка с успокоителем ГР – 23

Она представляет резервуар, склеенный из двух плексигласовых профилированных пластин. Резервуар имеет в сечения форму ромба. На внутренней стороне каждой из пластин нанесена тиснением сантимет­ровая шкала в пределах 0-100 см. Десятки сантиметров оцифрованы. Вклеенное плексигласовое дно защищено металлической планкой, ус­тановленной на винтах. В нижней части рейки у дна имеется отверстие, через которое резервуар сообщается с водоемом. Снаружи в это отверстие ввинчивается сменный ниппель. При незначительном волнении ис­пользуют ниппеля с диаметром отверстий 4 и 6 мм, а при более значительном - с диаметром 2 мм. Через отверстие с ниппелем вода попадает в камеру, которая сообщается с резервуаром несколькими отверстиями в верхней части дна. Перед извлечением рейки из воды для производства отсчета эти отверстия перекрываются клапаном, чтобы вода не вылива­лась из резервуара. Клапан состоит из резиновой втулки, штока, пружи­ны, помещенной в выточке ручки, и упорной втулки, удерживающей пружину во взведенном состоянии. На ручке рейки имеется скоба, пред­назначенная для удержания клапана в таком положении, чтобы отвер­стия, соединяющие резервуар с камерой, при погружении рейки в воду были открыты. В верхней части одной из пластин рейки имеется отвер­стие, предназначенное для выхода воздуха при заполнении резервуара водой и слива воды после измерения уровня. Для удобства отсчетов, осо­бенно в темное время суток, внутри резервуара помещен кольцевой пе­нопластовый поплавок.

Измерение уровня с помощью рейки ГР-23 производится в сле­дующей последовательности:

• ввинчивают ниппель с диаметром отверстия, соответствующим волнению;

• открывают впускные отверстия и дне рейки, для чего нажимая на упорную втулку и опуская шток в крайнее положение, закрепляют его в этом положении при помощи скобы;

• устанавливают отвесно рейку на головку сваи и выдерживают ее в таком положении до тех пор, пока резервуар не наполнится водой (при ниппеле с диаметром отверстия 2; 4 и 6 мм время выдержки равно 2; 1 мин и 0,5 мин соответственно);

• отведя скобу, освобождают шток, который под действием пружины переходит в крайнее верхнее положение, и перекрывают входные отверстия в дне рейки;

• рейку поднимают из воды и отсчитывают уровень по высоте столба воды в резервуаре рейки.

Примечание - В темное время суток рейку освещают фонарем, а от­счет производят по поплавку.

После измерений воду из резервуара рейки выливают и протирают ее снаружи сухой тряпкой.

Резервуар при загрязнении промывают керосином или теплой мыльной водой и протирают, для чего рейку необходимо разобрать. Рей­ку ГР-23 хранят в сухом проветриваемом помещении, где не должно быть едких летучих веществ или паров кислот.

Переносная контактная игольчатая рейка ГР-92 предназна­чена для измерения уровня воды в местах, недоступны для визуального наблюдения поверхности воды.

Рейка позволяет с большой точностью (0,1 см) отсчитывать высоту стояния уровня при амплитуде колебания его до 1 м и часто оказывается удобной для использования и качестве контрольного водомерного уст­ройства в колодце самописца.

В основу устройства рейки положен принцип замыкания элек­трической цепи микроамперметра соприкосновением с поверхностью воды щупа с двумя изолированными иглами. Щуп представляет собой латунную трубу, на внешней поверхности которой нанесена миллимет­ровая шкала с оцифровкой от 30 до 130 см.

Нижний конец трубки заканчивается иглой, являющейся про­должением стенки трубки, а отверстие трубки герметично закрыто электроизолированной винипластовой втулкой, в центр которой ввер­нута вторая игла. К верхнему концу иглы, находящемуся внутри трубки, припаян провод, который через отверстия в резиновой пробке выведен наружу. Второй провод припаян к выступу на верхнем конце трубки. Оба провода свиты в шнур, концы которого включаются в цепь микроамперметра. Выше амперметра на панели установлена текстолитовая колодка с двумя отверстиями, в которых помещается два элемента, включенные последовательно в цепь микроамперметра.

На задней стороне панели установлена колодка с отверстием, в ко­торое входит трубка щупа. Колодка имеет клеммовое соединение с труб­кой, благодаря которому панель с установленными на ней деталями мо­жет перемещаться по всей длине трубки и закрепляться на ней в любом месте посредством винта.

Для закрепления щупа и отсчета величины его перемещения при измерении уровня служит отсчетная муфта с нониусом. С помощью накидной гайки отсчетная муфта может быть прикреплена к опорной планке или к кронштейну, устанавливаемому на стенке колодца само­писца уровня.

Наиболее быстрым и удобным способом установки прибора ГР-92 для измерения уровня является установка его на кронштейн, заранее укрепленный на стенке колодца самописца уровня.

В этом случае игольчатый конец щупа рейки пропускается через от­верстие резьбовой втулки кронштейна и отсчетная муфта рейки закреп­ляется на втулке кронштейна накидной гайкой. Завернув накидную гай­ку плотно, так чтобы рейка не имела качки в соединении, необходимо отпустить винт и поджать панель с микроамперметром настолько, что­бы свободной части щупа хватало для опускания игл до уровня воды и было бы удобно наблюдать за отклонением стрелки амперметра.

Затем, придерживая щуп рукою, отпускают зажимную гайку и ос­торожно опускают щуп вниз до соприкосновения игл с поверхностью воды. Этот момент отмечается резким отклонением стрелки микроам­перметра. Вслед за этим необходимо немного приподнять щуп так, что­бы стрелка микроамперметра вернулась в нулевое положение, а затем снова опускать щуп вращением гайки микрометренной передачи.

Как только стрелка микроамперметра начнет отклоняться вправо, необходимо произвести отсчет уровня по шкале, нанесенной на трубку щупа.

Полученный отсчет даст расстояние до уровня воды от верхней го­ризонтальной плоскости кронштейна, которая для получения действи­тельного значения уровня воды в колодце должна иметь высотную от­метку над нулем поста.

Кронштейн устанавливается в необходимом месте постоянно, на весь период наблюдений за уровнем. При его установке необходимо об­ратить внимание на то, чтобы верхняя плоскость заняла горизонтальное положение, и кронштейн был привернут плотно, без качки.

Резьбовая втулка привернута к кронштейну тремя винтами; она может быть снята и установлена непосредственно на крышке колодца самописца уровня.

Если измерение уровня производится от торца стенки колодца или от какой-либо другой плоскости, высотное положение которой опреде­лено, то к отсчетной муфте с помощью накидной гайки крепится опорная планка, которая служит в качестве опоры в процессе измерения.

Опорная планка при измерениях уровня плотно, без качки, уста­навливается на отсчетную поверхность, каждый раз на одно и то же ме­сто.

После отсчета уровня контактная рейка снимается с кронштейна, иглы насухо вытираются тряпкой, на конец щупа надевается предохра­нительный колпачок.

Самописцы уровня и дистанционные уровнемеры

Описание и правило эксплуатации самописца уровня воды «Валдай»

Наиболее распространенным прибором для непрерывной регистрации уровня на озерах и водохранилищах является самописец уровня воды «Валдай». СУВ «Валдай» - прибор суточного действия с мас­штабом записи времени 1 ч-12 мм хода пера на ленте он позволяет ре­гистрировать ход уровня воды и масштабах 1:1; 1:2; 1:5 и 1:10.

Датчиком самописца является поплавок 1 (рисунок 5.4 а) диаметром 250 мм, уравновешенный противовесом 13. Изменение высотного поло­жения поплавка при колебаниях уровня передастся с помощью троса 2 на поплавковое колесо 10, которое при этом вращается. Вместе с колесом 10 вращается барабан 7, на который надета графленая бумажная лента, ук­репляемая внутренним зажимом. Длина барабана 330 мм, а длина его окружности 300 мм.

Поплавковое колесо имеет две канавки для троса. При заложении троса в канавку большей окружности запись уровня воды на ленте будет осуществляться в масштабе, в два раза меньшем, чем при заложении его в канавку меньшей окружности.

Поплавковое колесо может быть надето на выступающий конец оси 17 (рисунок 5.4 6), непосредственно сцепленной с барабаном, и в этом, случае прибор регистрирует уровень воды в масштабе 1:1 или 1:2 в зависимости от того, в какую канавку (меньшей или большей окружности) заложен трос. Если поплавковое колесо надето на ось 16 редуктора 15, который соединен с осью 17 зубчатой передачей (трубка 14 и шестер­ня 18) с передаточным отношением 1:5, при заложении троса в те же ка­навки запись будет осуществляться в масштабах 1:5 или 1:10 соответ­ственно.

Для сохранения на ленте при разных масштабах постоянства на­правления координатной оси записи уровня необходимо навешивать поплавок на колесо 10 так, чтобы он был слева при масштабах 1:1 и 1:2 и справа при масштабах 1:5 и 1:10, если смотреть на самописец со стороны поплавкового колеса 10 (на рисунке 5.4 а показано положение поплавка при масштабе 1:1).

При регистрации уровня воды в масштабах 1:1 и 1:2 трубка 14 выведена из зацепления с шестерней 18, при регистрации уровня в масшта­бах 1:5 и 1:10 необходимо трубку 14 передвинуть вдоль оси 16 и ввести в зацепление с шестерней 18.

Перо прибора 5 (рисунок 5.4 а), вычерчивающее в масштабе на бу­мажной ленте барабана ход уровня воды во времени, установлено на ка­ретке 9, которая перемещается по направляющим стержням 8 часовым механизмом при помощи струны. Правый конец струны, обходящий ро­лик, закреплен и навит на барабанчик 4 заводной головки 11 часового механизма, а левый, перекинутый через другой ролик и выпущенный из кожуха прибора, несет гирю 6 весом. 500 г, которая приводит в действие часовой механизм. Последний помещен во влагонепроницаемую короб­ку 3. Самописец уровня имеет литой кожух, размеры которого с учетом поплавкового колеса 520x260x195 мм. Крышка кожуха с застекленным окном снабжена защелкой, удерживающей крышку в поднятом положе­нии. Снаружи кожух имеет приливы с отверстиями для болтов, которы­ми прибор крепится в будке над колодцем.

На крышке коробки часового механизма имеются два рычага: один - для пуска и остановки часового механизма, другой - для регули­ровки его хода в пределах ±5 мин.

При эксплуатации СУВ «Валдай» необходимо не реже од­ного раза в неделю протирать чистой сухой тряпкой. После удаления пыли металлические части прибора протираются слегка смоченной в масле тряпкой. Смазка не должна быть густой. В случае появления ржавчины ее следует сразу же тщательно удалить при помощи керосина. После протирания керосином необходимо остатки его снять сухой тряп­кой, а прибор смазать маслом.

а - общая схема устройства;

б - схема соединения барабана с поплавком.

Рисунок 5.4 - Самописец уровня воды «Валдай»

Вес движущиеся части самописца - поплавковое колесо, редуктор, барабан, ролики, через которые проходит струна, и отводной ролик для поплавкового троса 12- должны свободно вращаться, поплавковое колесо и барабан - закрепляться на осях без люфта, каретка с пером - легко пе­ремещаться в направляющих горизонтальных стержнях. При необходимости следует осторожно удалить попавшую грязь и загустевшую смаз­ку, метающие движению, аккуратно промыть части прибора бензином или керосином, тщательно вытереть и заново смазать.