Введение:

Курс гидрологии как науки, изучающей качественные и количественные закономерности распределения, использования и охраны водных ресурсов, является логическим продолжением дисциплин «Учение о гидросфере» и «Социо-экологические проблемы гидросферы». Однако в этих курсах студенты-геоэкологи изучают главным образом качественные аспекты состояния водных ресурсов. Между тем в практической деятельности будущему экологу обязательно придется столкнуться с различными вариантами водохозяйственных расчетов, входящих в систему управления водными ресурсами и рационального водопользования, или с расчетами сбросов различных соединений в водные объекты, чем занимаются природоохранные организации.

Необходимость создания методических указаний по гидрологии обусловлена стремлением собрать воедино различные материалы, связанные с расчетами важнейших гидрологических характеристик водных объектов. Данные указания не охватывают всего объема курса «Гидрологии», изучение которого предусмотрено Государственным общеобразовательным стандартом, и могут рассматриваться как практикум по гидрометрии и водохозяйственным расчетам. Поэтому в каждой теме приводятся ссылки на соответствующий лекционный материал, либо на литературу для самостоятельного изучения по той или иной теме.

Главная цель создания методических указаний — ознакомить будущих специалистов-геоэкологов с основными расчетами, применяемыми в процессах проектирования и эксплуатации водных объектов, в том числе искусственно созданных.

Глава 1.Водомерные устройства гидрологических постов

Водомерные наблюдения на гидрологических постах проводятся для изучения колебаний уровня воды в реках, озерах, водохранилищах, болотах. Учет режима и возможных размеров колебаний уровня воды в реках и других водных объектах необходим для судоходства, при строительстве и эксплуатации различных гидротехнических сооружений, а также для подсчета стока воды на основе между высотой уровня и расходом воды в реке.

Гидрологический пост включает водомерные устройства :рейки, сваи, самописец. Они необходимы для измерения уровня воды и реперы, предназначены для систематического контроля высотного положения этих устройств.

По конструкции водомерные устройства делятся на:

1. Реечные, на которых уровень воды отсчитывают непосредственно по делениям рейки, устанавливаемой вертикально на достаточно крутых берегах рек или стенах гидротехнических сооружений. При необходимости в местах, где имеется искусственное крепление береговых откосов, устанавливаются наклонные рейки;

2. Свайные, на которых уровень отсчитывают по его превышению над головкой сваи;

3. Передаточные, где положение уровня передается тем или иным способом от датчика к регистрирующей части прибора;

4. Автоматические дистанционные уровнемеры, устанавливаемые при автоматизации гидрологических наблюдений на посту.

Свайное водомерное устройство

Водомерное устройство свайного типа наиболее удобно для рек со значительной амплитудой колебаний уровня воды. Водомерные сваи устанавливают в одном створе, перпендикулярном течении реки. Для выбора створа необходимо, чтобы участок реки был одно русловый и прямолинейный с узкой и ровной поймой, русло устойчивое и не заросшее растительностью, уровень воды не подвергался влиянию подпора от притоков и искусственных сооружений, береговой склон не разрушался. Общее количество свай поста зависит от амплитуды колебаний уровня воды и угла наклона берегового откоса. Головка верхней сваи должна быть расположена на 0,25-0,5м выше самого высокого наблюдавшегося уровня воды в реке, а головка нижней сваи – на 0,25-0,5м ниже самого низкого уровня. Разность отметок головок соседних свай не должна превышать 0,8м, а превышение головки сваи над поверхностью земли не более 0,15м. горизонтальное расстояние между сваями устанавливается с учетом особенностей берегового откоса и удобства подхода к сваям для производства наблюдений.

В настоящее время свайные посты оборудуются стандартными металлическими винтовыми сваями длиной 220см,которые завинчиваются а грунт. Головка сваи окрашивается белой масляной краской, и на ней с двух сторон черной краской надписывается номер сваи. Сваи поста номеруются по порядку сверху вниз от ближайшей к реперу сваи, которая получает первый номер. При отсутствии стандартных свай устанавливаю временные деревянные или из отрезков металлических труб или балок. Головки свай должны быть строго горизонтальными. Основные требования к установке свай- неизменность их высотного положения.

На гидрологическом посту устанавливаются два капитально сооруженных репера: основной и контрольный (рабочий), отметки которых привязаны к реперам государственной опорой геодезической сети. Контрольный репер устанавливается на берегу в створе поста выше границы затопления при высшем уровне. Он служит для определения отметок (нулей) головок водомерных свай и для последующих проверок отметок контрольным нивелированием. Основной репер устанавливается в стороне от поста и может быть потайным.

Для наблюдения за высотой уровня на водомерном устройстве свайного типа применяется переносная металлическая ГР 104 или деревянная рейка, а также рейка с успокоителем ГР 23.