Гидрология. Учебная практика

 
 
 
 
 
 
 
 

А. Г. Турлов 

 
 
 
 

ГИДРОЛОГИЯ 

УЧЕБНАЯ ПРАКТИКА 

 
 
 
 
 

Учебно-методическое пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 

 
 

Йошкар-Ола 

2018 
 

УДК 556(075.8) 
ББК  26.22я7 
        Т 86 

 
 
 
 
 

Рецензент:  

доцент кафедры строительных конструкций и водоснабжения ПГТУ, 

кандидат технических наук Ю. А. Кузнецова; 

 

доцент кафедры природообустройства ПГТУ,  
кандидат технических наук А. И. Толстухин 

 
 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 
 
 

Турлов, А. Г. 

Гидрология. Учебная практика: учебно-методическое пособие / 

А. Г. Турлов. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2018. – 72 с. 

ISBN 978-5-8158-1951-1 
 
В пособии излагаются вопросы проведения полевых работ и камераль
ной обработки их результатов при гидрологических изысканиях на водных 
объектах.  

Издание предназначено для использования в ходе учебной практики 

студентами первого курса направления 20.03.02 «Природобустройство и 
водопользование». 

 

УДК 556(075.8) 

ББК  26.22я7 

 

ISBN 978-5-8158-1951-1
 А. Г. Турлов, 2018
 Поволжский государственный 
технологический университет, 2018

Т 86

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие ................................................................................................ 5 

Введение ...................................................................................................... 6 

1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ ...................................................... 7 

1.1. Цели и задачи практики ................................................................. 7 

1.2. Порядок и место проведения практики ........................................ 7 

1.3. Состав полевых работ. Оборудование и приборы....................... 9  

1.4. Необходимые отчетные документы  
по учебной практике. Состав отчета ................................................ 10 

1.5. Охрана труда и техника безопасности ...................................... 12 

2. ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ ........................................................................... 13 

2.1. Гидрографические работы .......................................................... 13 

2.1.1. Создание планового обоснования. Привязка  
к опорным точкам. Разметка створов ......................................... 13 

2.1.2. Промер глубин с координированием теодолитом ........... 16 

2.1.3. Промер глубин с координированием  
по движению судна ...................................................................... 19 

2.1.4. Промер глубин с координированием по GPS................... 21 

2.2. Гидрологические работы ............................................................ 23 

2.2.1. Промер скорости и направлений течения  
по пуску поплавков ...................................................................... 23 

2.2.2. Промер скоростей поплавками  
для определения расхода реки ..................................................... 26 

2.2.3. Промер скоростей вертушкой ........................................... 30 

2.2.4. Измерение уклона ............................................................... 31 

 
 

2.3. Промер температур на вертикали .............................................. 32 

2.4. Определение прозрачности воды ............................................... 33 

3. КАМЕРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ......................................................... 33 

3.1. Построение плана обоснования  
и привязка растра в ГИС-программе ................................................ 33 

3.2. Корректировка глубин с учетом срезки  
и определение отметок дна ............................................................... 35 

3.3. Нанесение на план промерных точек ........................................ 35 

3.4. Построение трехмерной модели дна ......................................... 37 

3.5. Построение плана в горизонталях  
на основе трехмерной модели дна .................................................... 39 

3.6. Построение профилей ................................................................. 39 

3.7. Определение площади живого сечения 
смоченного периметра и гидравлического радиуса русла ............. 40 

3.8. Определение плана течений ....................................................... 41 

3.9. Определение расхода воды по пуску поплавков ...................... 42 

3.10. Определение расхода воды по измерениям вертушкой ......... 46 

3.11. Определение коэффициента шероховатости русла  
и построение расходной характеристики  ........................................ 51 

3.12. Построение температурного разреза ....................................... 52 

Заключение ............................................................................................... 54 

Список литературы .................................................................................. 55 

Приложение .............................................................................................. 56 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Учебная практика по гидрологии является важным этапом в подго
товке бакалавров в области природообустройства и водопользования. 
Она направлена на получение обучающимися знаний по технологии выполнения исследований водных объектов, о применяемых при этом приборах и оборудовании, а также по перспективным направлениям камеральной обработки результатов полевых исследований, позволяющим 
использовать полученные данные в информационных системах, обеспечивающих принятие решений в сфере управления водными ресурсами и 
природоохранной деятельности.  

В результате изучения курса студент должен получить навыки работы 

с гидрометрическим оборудованием, знать методику выполнения работ 
по исследованию различных параметров водных объектов, принципы и 
методику камеральной обработки результатов исследований, уметь 
оцифровывать результаты для использования в современных компьютерных программах. 

Освоение дисциплины позволит выпускнику применять в дальней
шей профессиональной деятельности современные методы водных исследований и изысканий, обеспечивающих получение качественной и достоверной информации о водных объектах.  

Настоящее издание разработано в соответствии с государственным 

стандартом подготовки бакалавров по направлению 20.03.02 «Природообустройство и водопользование» и может быть использовано для изучения следующих дисциплин: «Гидрология, климатология и метеорология», «Инженерно-экологические изыскания», «Гидравлика водотоков», 
а также в качестве справочного руководства в ходе исследований водных 
объектов при выполнении выпускной квалификационной работы. 

При составлении пособия учтены методические руководства и настав
ления, рекомендуемые при изысканиях, проектировании и гидрологических расчетах. Перечень литературных и нормативных документов приводится в конце издания. 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 
При проектировании объектов природообустройства и водопользова
ния необходимо получить детальный план рельефа дна водного объекта. 
Для этого проводятся гидрографические работы. В процессе выполнения 
этих работ важно не только промерить глубины, но и выполнить пространственную привязку промерных точек к принятой системе координат. В процессе выполнения заданий практики необходимо освоить различные способы координирования промеров, как с применением геодезических инструментов, так и с использованием современных средств 
спутниковой навигации.  

Одной из важнейших задач гидрологических изысканий является 

определение скоростей и расходов воды в реке. Для этого используются 
как простейшие поплавки, позволяющие исследовать не только величину 
скорости, но и структуру струй по всей поверхности потока, так и сложные приборы, позволяющие измерить скорость в любой точке живого сечения потока. На практике студенты должны научиться использовать 
различные способы измерения скоростей течения и определения на их 
основе расхода водного потока. 

Результатом изысканий в конкретном створе является не просто опре
деление текущего расхода воды, а получение на основе изысканий кривой зависимости расхода воды от уровня. Для этого необходимо изучить 
методику определения расхода воды при произвольном уровне с использованием определенных в процессе изысканий параметров поперечного 
сечения русла, уклона свободной поверхности и коэффициента шероховатости русла.  

При изысканиях на озерах и водохранилищах важной составляющей 

является измерение температурного режима и прозрачности воды. 
Именно температурная стратификация обуславливает ежегодный водообмен глубинных и поверхностных слоев водоема. Прозрачность оказывает определяющее влияние на процессы фотосинтеза в водных организмах. В пособии рассматриваются методы получения этой информации. 
Аналогично исследуются гидрохимические и гидробактериологические 
показатели воды. 

Камеральная обработка результатов полевых работ должна позволять 

их использование в современных компьютерных технологиях. Поэтому в 
работе рассмотрены варианты обработки результатов как в среде Excel, 
так и в среде ГИС-Карта, позволяющей получать трехмерные модели геометрии водного объекта, многомерные модели комплекса качественных 
показателей.  
 

1. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 

1.1. Цели и задачи практики 

Гидрометеорологические изыскания и исследования необхо
димы для изучения гидрологического режима водных объектов, а 
данные гидрологического режима являются исходными характеристиками при водохозяйственных, мелиоративных и воднотранспортных расчетах.  

Задачей учебной практики является закрепление теоретических 

знаний, полученных во время изучения предшествующих дисциплин.  

Учебная практика позволяет студенту овладеть приемами органи
зации и методами проведения основных видов полевых работ и исследований, а также методикой камеральной обработки полученных 
натурных данных для количественного определения характеристик 
водного потока: уровней, глубин, скоростей, расходов и др. В процессе учебной практики студент приобретает навыки работы с гидрометеорологическими приборами и оборудованием.  

1.2. Порядок и место проведения практики 

Полевая учебная практика проводится со студентами направления 

20.03.02 «Природообустройство и водопользование» в течение 12 рабочих дней.  

В соответствии с учебным планом учебная гидрометрическая 

практика проводится во второй половине июня – начале июля. Первая 
неделя посвящена подготовительным и полевым работам, вторая – камеральной обработке и подготовке отчета. Общая продолжительность учебной практики по видам работ разбивается следующим образом (табл. 1): 

 

Таблица 1 

График выполнения работ учебной практики 

Виды работ
Количество 

дней

Ознакомление с предстоящими работами, правилами техники 
безопасности и охраны труда, подготовка журналов записи измерений. Подготовка и проверка необходимого оборудования.

1

Выход к месту проведения работ. Гидрометрические работы на 
реке и в её водоохраной зоне, предварительная обработка и проверка записей в журнале.

2

Выход к месту проведения работ. Гидрологические работы на реке, 
предварительная обработка и проверка записей в журнале.
2

Выход к месту проведения работ. Гидроэкологические работы на 
реке и в её водоохраной зоне, предварительная обработка и проверка записей в журнале.

1

Камеральная обработка материалов полевых изысканий. Подведение результатов. Выводы. Заполнение всех необходимых данных.
5

Подготовка к защите отчетов по учебной гидрометрической практике. Простановка зачета.
1

 
Место проведения гидрографических и гидроэкологических ра
бот – водохранилище на реке Малая Кокшага в районе вантового моста. Место проведения гидрологических работ – река Малая Кокшага 
в нижнем бьефе железобетонной плотины в районе Сосновой рощи 
зеленой зоны г. Йошкар-Олы.  

В целях лучшего усвоения материала при выполнении полевых и 

камеральных работ академическая группа студентов разбивается на 
бригады в составе 8-10 человек. Назначенный (выбранный) бригадир 
несет ответственность за организацию работ в бригаде и сохранность 
полученного оборудования и приборов. 

К каждой группе прикрепляется руководитель практики от ка
федры, на которого возлагается непосредственное руководство бригадами в течение всей практики. Перед выходом на место работы студентам необходимо ознакомиться с программой практики, изучить 
правила техники безопасности охраны труда при гидрометрических 
работах.  

1.3. Состав полевых работ. Оборудование и приборы 

Из общего многообразия гидрометрических работ для учебной 

практики применительно к профилю направления выбраны следующие: 

а) создание планового и высотного обоснования проведения ра
бот; 

б) гидрографические работы для определения рельефа дна и ха
рактеристик поперечных профилей русла; 

в) гидрологическиие работы для определения скоростей и направ
лений течения и расходов воды; 

г) гидроэкологические работы по определению температуры и 

прозрачности воды. 

Для проведения работ учебная группа должна иметь следующие 

приборы и оборудование: 

 эхолот – 1 шт.; 
 GPS или ГЛОНАСС приемник – 1 шт.; 
 ручной лот – 1 шт.; 
 нивелир – 1 шт., с двумя нивелирными рейками; 
 угломерный инструмент (теодолит) – 2 шт.; 
 гидрометрическая вертушка – 1 шт.; 
 металлическая линейная штанга для крепления гидрометриче
ской вертушки – 2 секции по 1,5 м (одна с поддоном); 

 термометр ртутный в футляре – 1 шт.; 
 диск для определения прозрачности воды – 1 шт.;  
 плавательные средства (катамаран или лодка) – 2 шт.; 
 секундомеры – 2 шт. (один запасной); 
 канаты синтетические длиной до 40 м – 2 шт. (с выделением ме
ток через 1,0 м и 5 м); 

 стальная мерная лента длиной 50 м – 1 шт.; 
 деревянные вешки длиной 2 м – 10 шт.; поплавки деревянные, 

диаметром 10-20 см и толщиной 2-3 см – 40 шт.; колья для закрепления 
тросов, длиной 1,5 м и диаметром 5-6 см – 4 шт.; урезные береговые 
колья – 4 шт. 

 топор – 1 шт.;  
 калькуляторы – 2 шт.; 
 канцелярские принадлежности: бумага, ручки, карандаши и т.д. 

1.4. Необходимые отчетные документы 

 по учебной практике. Состав отчета 

Отчет по учебной практике включает первичные документы, за
полненные во время выполнения полевых работ, и результаты камеральной обработки. Камеральная обработка выполняется на компьютере с использованием программ: ГИС-Карта, Excel, AutoCad, Word.  

При производстве расчетов рекомендуется руководствоваться 

условными обозначениями, размерностью и точностью основных 
характеристик, принятых при гидрометрических вычислениях. Так, 
например, время с точностью до 1 с; уровень над нулем графика или 
в абсолютных отметках с точностью до 0,01 м; расход воды при 
Q > 1 м3/с, а также площади живых сечений в м2 с точностью до 
двух знаков после целого числа и т.д. 

В журнале регистрации гидрометрических работ с графическими 

приложениями содержатся: 

а) схема участка реки, на котором проводятся гидрометрические 

работы, с нанесением пунктов планового обоснования и привязками 
пунктов к ориентирам на местности (рис. 1); 

б) ведомости измерения углов и расстояний планового обоснова
ния (табл. 2); 

в) схема выполнения промерных работ с угловыми засечками 

двумя инструментами (рис. 2); 

г) таблица измерений глубин с координированием промеров за
сечками углов двумя инструментами (табл. 3); 

д) схема выполнения промерных работ при непрерывном движе
нии судна с привязкой промерных галсов (рис. 3); 

е) ведомость измерения глубин при движении судна (табл. 4); 
ж) ведомость измерения глубин с координированием по спутни
ковому навигатору (табл. 5); 

з) схема к определению плана скоростей потока (рис. 4); 
и) таблица нивелирования высоты установки теодолита (табл. 6); 
к) таблица наблюдений траекторий движения поплавков засеч
ками горизонтального и вертикального углов (табл. 7);  

л) схема разбивки створов для пуска поплавков (рис. 5); 
м) ведомость промерных работ на гидрологическом створе 

(табл. 8); 

н) ведомость определения скоростей течения пуском поверхност
ных поплавков по всей ширине реки (табл. 9); 

о) ведомость определения максимальной поверхностной скорости 

течения (табл. 10); 

п) ведомость измерения скоростей гидрометрической вертушкой 

(табл. 11); 

р) ведомость измерения температур на температурном разрезе 

(табл. 12). 

Результаты камеральной обработки включают следующее: 
а) ведомость расчета координат точек планового обоснования 

(табл. 13); 

б) ведомость расчета координат промерных точек по угловым за
сечкам (табл. 14); 

в) ведомость расчета координат промерных точек при движении 

судна (табл. 15); 

г) ведомость расчета координат промерных точек по спутниковой 

навигации (табл. 16); 

д) выполненный в программе ГИС-Карта план в масштабе 

М1:2000 с нанесением точек промеров глубин, построением матрицы 
подводного рельефа и нанесением горизонталей (рис. 6, 7, 8);  

е) ведомость расчета траектории движения поплавков (табл. 17); 
ж) план поверхностных скоростей течений с определением 

направления гидрологического створа (рис. 10);  

з) профиль поперечного сечения реки (рис. 9); 
и) эпюра поверхностных скоростей течения (рис. 11); 
к) ведомость вычисления расхода воды по результатам поплавоч
ных наблюдений (табл. 18); 

л) расчет расхода по максимальной поверхностной скорости течения; 

м) ведомость вычисления расхода воды детальным аналитиче
ским методом (табл. 19); 

н) график обработки расхода воды графомеханическим способом 

(рис. 13); 

о) термический разрез (рис. 14). 
Все записи в журнале в период измерений и при последующих вы
числениях выполняются тщательно и аккуратно простым карандашом. 

По окончании практики каждая бригада обязана представить отчет 

о проделанной работе, составленный с учетом рекомендации данных 
указаний и с приложением всех полученных полевых материалов.  

Текстовая часть отчета содержит краткое описание всех выполняе
мых работ. В отчете необходимо указать порядок проведения полевых 
работ, оборудование и приборы, порядок камеральной обработки. К отчету прилагаются схемы устройств, чертежи, графики, рисунки, фотографии и т.д. Объем текстовой части отчета 15-20 страниц. 

Зачет по учебной практике производится после проверки отчета 

каждой бригады по отдельности. Опрашиваются все её члены о способах проведения гидрометрических работ и камеральной обработке 
полевых изысканий. 

1.5. Охрана труда и техника безопасности 

Выполнение гидрометрических работ связано с длительным 

нахождением лиц, производящих эти работы, на воде, в лодке или 
других плавательных средствах, подвергающихся воздействию течений, ветра, волнения на воде. Проведение работ на воде всегда сопряжено с повышенной опасностью, поэтому мерам по технике безопасности и охране труда следует уделить особое внимание. Приказом по 
университету один из преподавателей назначается ответственным за 
технику безопасности при проведении гидрометрических работ. Перед выездом на практику все студенты должны ознакомиться с инструкцией по технике безопасности и охране труда при производстве 
гидрометрических работ с учетом конкретных условий работ в районе 
практики. После ознакомления с правилами ОТ и ТБ и контрольного