Гидрометрические работы и наблюдения на реке в летний период

Растертую в чашке пробу переносят во фракциометр и одновременно пускают секундомер и следят за падением самой большой частицы. В момент прохождения первой частицы через нижнюю метку секундомер не останавливается, а фиксирует расстояние прохождения от верхней до нижней метки для определения наибольшей крупности.

Сроки закрывания зажимов для выделения установленных фракций определяются в зависимости от температуры воды во фракциометре.

Для анализа комбинированным методом пипетка-фракциометр требуется навеска массой 0,5-5,0 г. Если масса образца менее 0,5 г, то при этом делается примечание в журнале КГ-54. Анализ на пипеточной установке выполняется с выделением четырех фракций 0,05-0,01; 0,01-0,005; 0,005-0,001 и < 0,001 мм.

Анализы пипеточным методом осуществляется с помощью пипеточной установки, позволяющей быстро и точно производить анализ шести образцов. Все пробы выпариваются досуха на бане. Если в анализированном образце содержатся преимущественно илисто-глинистые частицы, выпаренные пробы дополнительно просушиваются в термостате в течении 2-3 ч при температуре 105-110 градусов и охлаждаются в эксикаторе 45 мин. Бюксы с пробами взвешиваются на аналитических весах.

Количество отобранных пипеткой и выделенных на фракциометре наносов и их процентное содержание относительно взятой навески вычисляется по ходу анализа в журналеКГ-54. Масса наноса в пипетке умножается на переходный коэффициент от объема пипетки к объему всей суспензии в цилиндре. Переходный коэффициент k=b/c,где b-объем суспензии в цилиндре, c-объем пробы в пипетке. Чтобы получить массу наносов в каждой отдельной фракции и суммарную массу частиц мельче0,001 мм надо произвести последовательное вычитания из массы в суспензии частиц <0,05мм массу частиц<0,01мм, затем из последней массы вычитается количество наносов <0,005мм и т. д. Масса более крупных фракций вычисляется непосредственно после выполнения анализа на фракциометре и взвешивания бюксов с наносами. Сумма полученных масс всех выделенных фракций не должна отличатся от массы, взятой на анализ навески больше чем на 3%.

11.2.6 Определение содержания органических веществ в донных наносах

Определение органической части производится для тех образцов донных наносов, в которых мелкие частицы (<0,1 мм) составляют по массе более 70%. Для этого отбирается навеска около 1г, помещается в заранее прокаленный и взвешенный тигель, затем сжигается и прокаливается в муфельной печи в течении 1-1,5 ч. После прокаливания тигель с золой остужается в эксикаторе 45 мин и опять взвешивается на аналитических весах.

Содержание органических веществ вычисляется в процентах от массы абсолютно сухой навески: z=m-m1/m*100, где m1-масса золы после прокаливания; m- масса абсолютно сухой навески, вычисляемой по формуле m=100m0 /100+e, m0- масса воздушно-сухой навески; е-содержание гигроскопической влаги в процентах.

11.2.7 Определение плотности частиц наносов и плотности наносов в естественном залегании

Плотность частиц наносов представляет собой отношение массы частиц наносов к их объему в твердом теле без пор; она зависит от минералогического состава наносов, выражается в кг/м³ .

Плотность смеси наносов в естественном залегании представляет собой отношение массы наносов к их объему вместе с порами; она зависит от минералогического и гранулометрического состава наносов, их формы и содержания органических примесей выражается в кг/м³ .

Для гравия и песков принимается масса образца в воздушно сухом состоянии, а для илов и глин - в абсолютно сухом.

Плотность частиц наносов и смеси наносов в естественном залегании определяются только для донных наносов.

Плотность смеси наносов в естественном залегании определяется наряду с гранулометрическим составом для всех проб донных наносов, поступающих в лабораторию.

Плотность частиц наносов определяется следующим образом: чистый пикнометр с высоким горлышком наполняется до метки 50-100 мл дистиллированной водой комнатной температуры, закрывается притертой пробкой и взвешивается с точностью до 0,001 г. После этого вола из пикнометра выливается. Взятая в воздушно - сухом состоянии навеска с частицами мельче 2 мм в количестве 10-15 г осторожно высыпается в тот же пикнометр через воронку.

Пикнометр с наносами примерно до половины объема доливается дистиллированной водой и проба кипятится в течении 30 минут, после кипячения проба в пикнометре охлаждается до комнатной температуры , затем в него доливается до отметки дистиллированная вода , пикнометр закрывается пробкой и опять взвешивается. Масса воздушно-сухого наноса, всыпанного наноса перечисляется на массу абсолютно сухого наноса по формуле: m=100m₀ / 100 + е, где m₀ - масса воздушно-сухого наноса; е - процентное содержание гигроскопической влаги.

Плотность частиц наносов определяется по формуле: q_ч= (m / m + m₁ - m₂) * q₀ , где m - абсолютно сухого наноса; m₁ - масса пикнометра с водой; m₂ - масса пикнометра с водой и наносами; q₀ - плотность воды.

11.2.8 Измерение расхода взвешенных наносов

Пробы воды на мутность для измерения расхода взвешенных наносов берутся в основном гидростворе на всех скоростных вертикалях одновременно с измерением скоростей течения выполняемым при измерении расхода воды.

Пробы на мутность отбираются следующим способами: многоточечным, основным, одноточечным, суммарным и интеграционным.

Многоточечный способ предусматривает отбор проб наносов по увеличенному числу вертикалей в пяти и более точках на глубине. Пробы наносов отбираются одновременно с измерением скоростей течения на каждой вертикали. Этот способ применяется в первый год наблюдений за стоком наносов, когда средняя мутность в реке превышает 100 г/м³.

В первый год наблюдений необходимо выполнить не менее десяти измерений расходов наносов с отбором проб многоточечным способом.

На больших и средних реках при измерении расхода взвешенных наносов основным способом отбирается две пробы на вертикали, на малых реках одна проба.

В периоды когда мутность превышает 100 г/м³ пробы отобранные в двух точках по вертикали обрабатываются каждая в отдельности.

При средней мутности реки от 100 до 20 г/м³ пробы отобранные в двух точках на вертикали, сливаются в один сосуд для последующего анализа. Отбор проб в одной точке вертикали производится с двукратной повторяемостью, после чего обе пробы для последующего анализа сливаются в один сосуд.

При мутности менее 20 г/м³ целесообразно пробы объединять не только по вертикалям, но и по всему живому сечению, получая таким образом пробу, характеризующую среднюю мутность всего потока.

При средней мутности потока от 100 до 20 г/м³ на каждой вертикале отбирают две пробы и сливают в один сосуд для последующего анализа.

При зарастании русла измерение мутности основным способом производится в трех точках (0,15; 0,5; 0,85) рабочей глубины.

11.2.9 Измерение расхода взвешенных наносов аналитическим способом

Вычисление расхода взвешенных наносов по средним единичным пробам наносов на скоростных вертикалях. Мутность в точке вычисляется по формуле:

S=m*10⁶/A.

Вычислить единичный расход взвешенных наносов в точках отбора проб мутности путем умножения мутности в точке на скорость течения в точке.

Для каждой скоростной вертикали вычислить средние единичные расходы взвешенных наносов по формуле в зависимости от количества и положения точек отбора проб мутности:

L_ср=L_0,2+L_0,8/2(основной способ)

L_СР=L_0,13+L_0,5+L_0,85/3(при зарастании русла)

L_СР=L_0,6; L_СР=L_0,5.

Р_s=0,001[KL₁f₀+(L₁+L₂/2)f₁+…+(L_N-1+L_N/2)f_N-1+KL_Nf_N]

Порядок вычисления расхода:

1. по данным о массе наносов в пробах воды и объеме проб - вычислить средние мутности на скоростных вертикалях. Среднюю мутность на вертикали вычисляется по формуле S=m*10⁶ /А.

2. Вычислить частичные расходы взвешенных наносов и полный расход наносов, для этого:

· Вычислить полусумму средней мутности воды между смежными скоростными вертикалями на площади водного сечения между этими вертикалями . Значения частичных расходов.

· Полный расход взвешенных наносов получить суммированием частичных расходов.

3. вычислить среднюю мутность реки по формуле S=1000*Ps/Q.

12. Проведения наблюдений на уровнемером посту

12.1 Наблюдения за уровнем воды

Уровень воды - это высота водной поверхности на условной горизонтальной плоскостью сравнения, неизменной по высоте, принимаемое за «0» графика гидрологического поста. Гидрологический пост включает в себя водомерные устройства, по которым производится измерения уровня воды и репера.

Водомерные устройства:

1) Реечные - на которых уровень воды отсчитывают непосредственно по делениям рейки на высоте поверхности воды.

2) Свайные - - на которых уровень воды отсчитывают по его превышению над головкой сваи.

3) Реечно-свайные - комбинация первых двух типов.

4) Передаточные - где положения уровня передается тем или иным способом от датчика к регистрирующей части прибора.

5) Автоматические дистанционные уровнемеры, установленных при автоматизации гидрологических наблюдений на посту.

СУВ состоит из следующих элементов:

-самописец уровня - прибор, измеряющей изменения уровня воды в реке.

-поплавковый колодец - для размещения поплавков (датчиков) уровнемера и его защиты от внешних воздействий, которые может нарушить работу самописца.

-измерительного павильона - для размещения регистрирующего устройства и её защиты от внешних отрицательных факторов.

Наблюдения производится 2 раза в день в 8 и 20 часов.

Место для производства наблюдений за температурой указывается наблюдателю специалистом станций. Температурой воды измеряется 2 раза в сутки в основные сроки водомерных наблюдений (в 8 и 20 часов).

Обычно температурой воды измеряется в створе или вблизи гидропоста в прибрежной, обязательно проточной полосе на таком расстояние от берега, чтобы глубина была не менее 0,3-0,5 метров. Измерения начинаются весной, ещё при ледоставе, с наступлением оттепелей. Для измерения используются водные термометры в металлической оправе, электротермометры со шкалой деления 0,2 С ⁰, записи ведутся в КГ-1.