Методы и средства гидрометеорологических измерений

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2021

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б. Н. ЕЛЬЦИНА

Д. Е. Клименко

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА
ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ
ИЗМЕРЕНИЙ

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
в качестве учебно-методического пособия для студентов вуза,
обучающихся по направлению подготовки
05.03.04 «Гидрометеорология»

УДК 551.579(07)
ББК 26.23я7
        К49

В учебно-методическом пособии приводятся рекомендации по выполнению основных этапов работ во время прохождения студентами 2-го года
обучения полевой учебной гидрометрической практики. Рассматриваются
топографические, гидрологические работы на участке учебного гидрологического поста. Пособие полезно как в учебном процессе, так и в практической
деятельности при организации и проведении полевых гидрологических работ.
Книга рассчитана на студентов гидрометеорологической специальности, может быть полезна начинающим специалистам-гидрологам.

Клименко, Д. Е.
Методы и средства гидрометеорологических измерений :
учебно-методическое пособие / Д. Е. Клименко ; Министерство
науки и высшего образования Российской Федерации, Уральский федеральный университет. – Екатеринбург : Изд-во Урал.
ун-та, 2021. – 75 с. : ил. – Библиогр.: 73 с. – 30 экз. – ISBN 9785-7996-3259-5. – Текст : непосредственный.
ISBN 978-5-7996-3259-5

К49

ISBN 978-5-7996-3259-5

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра геоэкологии
Уральского государственного горного университета
(заведующий кафедрой доктор геолого-минералогических наук,
профессор А. И. Семячков);
А. П. Носаль, доктор географических наук,
заведующий отделом гидролого-экологических исследований
(Российский НИИ комплексного использования и охраны водных ресурсов)

УДК 551.579(07)
ББК 26.23я7

© Уральский федеральный университет, 2021

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ............................................................................................................ 4

Введение ................................................................................................................... 5

1. РЕКОГНОСЦИРОВОЧНОЕ  ОБСЛЕДОВАНИЕ  УЧАСТКА ....................... 6

2. НИВЕЛИРНЫЕ  РАБОТЫ ................................................................................ 12
2.1. Высотная привязка реперов станции к государственной сети ......... 12
2.2. Нивелирование водомерных постов ...................................................... 18
2.3. Нивелирование мгновенного уклона водной поверхности
и уклона водной поверхности при УВВ ............................................... 26
2.4. Нивелирование поперечного профиля речной долины ................... 27

3. НАБЛЮДЕНИЯ  НА  ВОДОМЕРНОМ  ПОСТУ ......................................... 31

4. ПОЛЕВЫЕ  ГИДРОМЕТРИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ ........................................... 35
4.1. Промерные работы (русловая съемка) ................................................ 35
4.2. Разбивка гидрометрического створа.
Уточнение положения гидростовра ....................................................... 37
4.3. Промеры глубин на гидрометрическом створе .................................. 41
4.4. Назначение скоростных вертикалей.
Оборудование веерного гидроствора ................................................... 43
4.5. Измерение расходов воды ........................................................................ 45

5. КАМЕРАЛЬНЫЕ  ГИДРОМЕТРИЧЕСКИЕ  РАБОТЫ ............................... 54
5.1. Вычисление графоаналитическим способом расхода воды,
измеренного поверхностными поплавками ........................................ 54
5.2. Вычисление расходов воды,
измеренных гидрометрической вертушкой ........................................ 57

6. СОДЕРЖАНИЕ  УЧАСТКА  ПОСТА.  РАЗНЫЕ  РАБОТЫ ....................... 71

Библиографические ссылки................................................................................ 73

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель настоящего учебно-методического пособия – оказать
помощь студентам и преподавателю при организации или прохождении полевой учебной гидрометрической практики. В пособии
описываются все основные этапы полевых работ, выполняемых
на учебном гидрологическом посту в ходе практики. Даются краткие указания по содержанию работ и последовательности их проведения, рассматриваются используемые при этом приборы и оборудование, нормы времени на выполнение отдельных видов работ,
а также подробные методические указания по их выполнению.

ВВЕДЕНИЕ

В ходе выполнения практических работ, предусмотренных
программой полевой практики, учебная группа разбивается на бригады, состоящие из двух человек, за исключением случаев, в которых, согласно требованиям техники безопасности, число исполнителей должно быть больше двух (количество исполнителей оговорено в разделах пособия).
Распределение студентов на отдельные участки (виды) работ
выполняет руководитель исходя из требований техники безопасности, погодных условий, личных качеств студентов, текущих хозяйственно-организационных мероприятий на территории места
проведения практики. Контроль сроков выполнения работ, хода их
выполнения, качества работы осуществляет руководитель гидрометрической практики.
После окончания каждого вида работ, обработки материалов
и их проверки полевой материал предоставляется на проверку руководителю практики.
В учебном пoсобии рассматриваются лишь основные виды
работ. Требования по технике безопасности, внутреннему распорядку и т. д. регламентируются инструкцией по технике безопасности, правилами внутреннего распорядка, действующими нормативными и законодательными документами Российской Федерации, а также приказами и распоряжениями непосредственного
руководителя учебной практики.

1.  РЕКОГНОСЦИРОВОЧНОЕ  ОБСЛЕДОВАНИЕ
УЧАСТКА

Содержание работы: ознакомление с картографическими
материалами и материалами по гидрографии реки, размещением
действующих постов и знаков геодезической сети; общий осмотр
участка реки (долина, пойма, берега, русло); определение основных гидрологических характеристик реки (выявление мест забора,
сброса вод, выхода грунтовых вод); опрос местных жителей о характеристиках режима реки (максимальные и минимальные уровни,
характер ледохода, половодья и т. д.); фотографирование характерных участков.

Исполнители: отряд, состоящий не менее чем из 4 чел.

Используемые инструменты и оборудование: эклиметр, горный компас, рулетка, фотоаппарат.

Нормы времени на выполнение работ:

Норма врем., чел.-ч
30,4

Методические указания по выполнению работ. Гидрографическое рекогносцирование выполняется в соответствии с указаниями Наставления по рекогносцировочным гидрографическим исследованиям рек [1].
Место для проведения гидрологических наблюдений должно
удовлетворять трем условиям:
1) режим реки должен быть характерным для достаточно большого участка (района), что позволит использовать результаты наблюдений для гидрологических прогнозов, расчетов и информации;
2) место (участок) должно быть удобно для проведения наблюдений, чтобы обеспечить наибольшую их точность в данных
условиях;

3) вблизи от участка должны быть средства связи (телефон,
телеграф, радио), что важно для информационных (оперативных)
постов.
Выбирая место наблюдений, следует оценить природные условия с точки зрения их соответствия наиболее удобному производству
наблюдений, а также определить необходимость и возможность
осуществления разного рода искусственных мероприятий для повышения удобства наблюдений (расчистка русла и поймы, устройство переправы, гидрометрических сооружений и др.)
Участок реки, предназначенный для организации стационарных гидрологических наблюдений за стоком воды, должен быть
прямолинейным по крайней мере на протяжении трехкратной ширины между бровками меженного русла реки, с однообразными
по длине участка шириной, глубиной и продольным уклоном водной поверхности и по возможности с правильной формой профиля
поперечного сечения. На равнинных реках, характеризующихся
чередованием плесов и перекатов, предпочтение отдается плесовым участкам, что обусловливает удобство и точность наблюдений
в паводочный период.
На участке, а также непосредственно ниже его, не должны
впадать крупные притоки, находиться неустойчивые перекаты
и острова, которые могут вызывать косоструйность течения, поперечные уклоны, заторы и зажоры льда и другие явления, нарушающие правильность и однообразие течения.
Берега и русло должны быть устойчивыми, а также не подверженными значительному зарастанию растительностью. Пойма, если
ее нельзя избежать, должна быть наименьшей ширины, по возможности ровная, без проток, стариц, возвышенностей и свободная
от древесной и кустарниковой растительности. Коренные берега
должны быть параллельными между собою хотя бы на протяжении половины ширины разлива при высоком стоянии уровня воды.
Выбору участка должно предшествовать предварительное
всестороннее ознакомление с районом по имеющимся литературным, архивным материалам и другим источникам и рекогносцировочное обследование реки.