Порядковый номер медианного уровня, верхнего и нижнего квадрильянных уровней в убывающем ряду устанавливают по формулам

(1)

(2)

(3)

 

По порядковым номерам находят статистические уровни.

Ряды наблюдений (уровней, стока, расходов воды и др.), привязанные к времени называются временными рядами.

Гидрологические величины (уровни, сток реки, расходов воды и др.) носять вероятностный характер, т.е. являются случайными.

Случайные ряды, составленные из гидрологических величин называются вариационными рядами.

Для анализа вариационных рядов гидрологических величин обычно располагают их либо в убывающем, либо в возрастающем порядке.

Приборы для измерения уровней. По конструкции водомерных устройств посты подразделяются на 1) простые(реечные, свайные, смешанные); 2) передаточные; 3) самопишущие; 4) дистанционные, регистрирующие уровень непрерывно или определенные сроки и передающие информацию на значительные расстояния от места измерения.

Простые водомерные посты в настоящее время широко распространены вследствие несложности устройства сравнительно невысокой стоимости. Отсчеты уровня на них производятся при посещении поста наблюдателем. Эти посты дают достаточно точные сведения о режиме уровня. если на водном объекте, где установлен пост, нет ярко выраженного суточного хода уровня. Простые водомерные посты подразделяются на реечные. свайные, смешанные (реечно-свайные).

Реечные посты устанавливаются на участках рек, где имеются условия, обеспечивающие их сохранность от повреждения волнением, ледоходом, при сплаве леса или судами. Реечные посты наиболее распространены на реках, каналах и озерах с небольшими (до 2-3 м) годовыми амплитудами колебаний уровней воды. Основной принадлежностью реечного поста является водомерная рейка. Постовые водомерные рейки бывают металлические, эмалированные, чугунные и деревянные. Посты бывают с вертикальной рейкой и с наклонной рейкой.

Свайные посты наиболее удобны для равнинных рек со значительной амплитудой колебаний уровней воды. Водомерные сваи, образующие пост, устанавливают в одном створе, перпендикулярном течению реки. Общее количество свай поста зависит от амплитуды колебаний уровня воды и от угла наклона берегового откоса. Площадка (головка) верхней сваи поста должна быть на 0.25-0.5 м выше исторического уровня воды, а площадка нижней сваи - на 0.5 м ниже наинизшего уровня. Разность высот площадок двух смежных свай должна быть не более 0.8 м, а горизонтальные расстояния между сваями устанавливаются с учетом особенностей берегового откоса и удобства подхода к сваям для производства наблюдений. Свайные посты оборудуют стандартными металлическими винтовыми сваями; длина 220 см, диаметр 8см.

Передаточные водомерные посты устанавливают в тех случаях, когда подход к воде затруднен из-за отвесных берегов. Передаточные посты бывают различных типов: мостовой пост и тросовый пост.

Самопишущие водомерные посты непрерывно регистрируют колебания уровней воды. Самопишущие посты необходимы при значительном суточном ходе уровня, а также при резких колебаниях уровня, вызываемых дождевыми паводками, приливами, сгонно-нагонными ветрами, работой гидротехнических сооружений.

Имеется много типов самописцев. В настоящее время на гидрологической сети наиболее распространены самописцы "Валдай" и ГР-38 (длительного действия.

Дистанционные водомерные посты автоматически передают показания высоты уровня на расстояние. Передача сведений об уровнях может производиться в определенные сроки или непрерывно. дистанционные водомерные посты имеют большое значение для диспетчерской службы на шлюзах, водохранилищах, гидроэлектростанциях, а также малонаселенных и труднодоступных районах. Дистанционные водомерные посты состоят из следующих основных элементов: 1) датчик, 2) канал связи, 3) регистрирующего устройства, 4) источника питания.

Гидрологические посты в основном используют дистанционный уровнемер с

поплавковой системой и дистанционный уровнемер УДВ -1.

Глубины воды. Расстояние по вертикали от свободной поверхности воды до дна реки (канала, озера, водохранилища и т.п.) называется глубиной.

Поскольку глубина воды измеряется от ее поверхности, при проведении промерных работ обязательно ведут наблюдения за уровнем воды. Уровень воды во время промеров называется рабочим Нр. Если в период выполнения промерных работ уровень не меняется, то рабочий уровень принимают за расчетный (Нрасч), т.е. Нрасч = Нр.

При значительных колебаниях уровней сопоставляемые глубины, измеренные в разное время, приводят к одному уровню, называемому срезочным (Нс) (условным), который и принимают за расчетный.

В качестве срезочного уровня часто принимают наиболее низкий уровень, наблюдающийся в период выполнения промерных работ. Разность между рабочим (Нр) и срезочным (Нс) уровнями воды называют срезкой.

(4)

На величину срезки исправляют измеренные глубины

(5)

По материалам промерных работ строят поперечные и продольные профили реки

 

или водоема, определяют их морфометрические характеристики и др.

 

Поперечный и продольный профили реки

Площадь, ограниченную профилем дна и уровнем воды, нормально расположенную к среднему течению потока,называют площадью водного сечения.

Поперечный профиль водного сечения строят по расстояниям промерных вертикалей от постоянного начале и глубинам. Вертикальный масштаб обычно принимают крупнее горизонтального. Откладывая глубины вниз от расчетного уровня и соединяя точки прямыми линями, получают профиль дна. Разность между отметкой поверхности воды и глубиной- отметка дна реки.

 

Для каждого профиля вычисляют основные морфометрические характеристики, необходимые для гидрологических и гидравлических расчетов:

площадь водного сечения , ширину реки или водоемов В, среднюю глубину наибольшую глубину длину смоченного периметра гидравлического радиуса . Ширину реки оределяют как разность расстояний левого и правого урезов берегов от постоянного начала:

(6)

Продольный профиль реки характеризует изменение по длине потока отметок дна и свободной поверхности воды. Обычно продольные профили строят по линии наибольших глубин. Точки на плане, соответствующие наибольшим глубинам на профилях, соединенные плановый кривой, образуют линию наибольших глубин.

Продольный профиль составляют на основании данных нивелировок и промеров, сделанных на участке реки. Результаты промеров должны быть приведены к условному уровню. В качестве условного уровня принимают наиболее низкий уровень, наблюдавшийся при проведении промерных работ.

На продольном профиле по горизонтальной оси откладывают расстояния до поперечников, на которых делались промеры и нивелировки, а по вертикальной оси откладывают отметки дна реки, условный уровень и уровень высоких вод, а также отметки бровок правого и левого берега реки.

Под профилем помещают таблицу, в которой дают числовые значения характеристик, положенных в основу построения профиля.

Для построения плана реки или водоема используются либо горизонтали, либо избаты. Изобатами называются линии равных глубин. Линии уреза воды - изобаты с нулевыми гл убинами.

Фазы ледового режима реки