Для вимірювання глибини застосовуються різні прилади і пристрої

Для вимірювання глибини застосовуються різні прилади і пристрої. Розглянемо основні з них.

Гідрометричні штанги. При вимірюванні невеликих глибин (до 6 м) застосовують гідрометричну штангу (намітку), яка являє собою дерев'яний жердину довжиною до 7 м і діаметром 4-5 см. Нижня частина намітки закінчується залізним черевиком масою 0,5-1 кг, який оберігає її від ушкодження при ударах об дно. При мулистих грунтах на черевику зміцнюється піддон у вигляді диска діаметром 15-30 см. Позначка розмічається 10-сантиметровими поділками, які поперемінно фарбуються білою і червоною масляною фарбою. Нульовий розподіл має збігатися з нижньою поверхнею черевика або піддону. У момент вимірювання позначка повинна займати вертикальне положення. Відлік глибини роблять з похибкою 2-5 см.

Малюнок 2.1 - Вантаж гідрометричних стандартний.

При вимірах малих глибин нерідко використовують також водомірні і нівелірні рейки, штанги від гідрометричних вертушок.

Лоти. Вимірювання глибин понад 6 м виконують з допомогою ручних або механічних лотів.

Ручний лот являє собою металевий вантаж масою 3-6 кг конічної і пірамідальної форми, підвішений на Пенькова або капроновому шнурі або ж на м'якому тросі (лотлінь). Лотлінь розмічають марками на метри і дециметр.

При вимірюванні глибин лот закидають проти течії води, а відлік беруть в той момент, коли лотлінь в натягнутому стані займе вертикальне положення.

Ручні лоти застосовують при невеликих швидкостях течії (до 1 м / с). Внаслідок прогину лотлінь і віднесення лота плином, похибка вимірювання глибини лотом становить 5-10 см.

При вимірюванні глибин річкових потоків з великими швидкостями течії застосовують лоти механічні, в яких вантаж опускається і піднімається за допомогою лебідки.

Стандартні гідрометричні вантажі мають обтічну (рибовідную) форму (рис. 2.1) і масу від 5 до 100 кг. До тросу вони кріпляться за допомогою вертлюга, що забезпечує вільне обертання вантажу в горизонтальній площині і установку його у напрямку течії. Вантажі опускають у воду і піднімають за допомогою гідрометричних лебідок типу «Нева» (рис. 2.2), «Луга» та інших. Довжина витравленого троса реєструється лічильником. Момент дотику вантажу з дном встановлюють по зменшенню натягу лотлінь або за сигналом від донного Електроконтакт, розташованого під вантажем.

Малюнок 2.2 - гідрометричних лебідка «Нева»

Малюнок 2.3 - Схема до визначення поправок на віднесенні лина плином (а) і кутомір (б)

Внаслідок віднесення лота плином і відхилення з цієї причини лотлінь від вертикального положення виміряна глибина перевищує фактичну (рис. 2.3). У зв'язку з цим в виміряні за допомогою лота глибини потрібно вносити поправки. Теоретичне обґрунтування поправок # 8710; l до довжини підводної частини троса l дні Д.Я. Ратковічем

При роботах механічним лотом з судна (човни, катери) вантаж після вимірювання глибини лише кілька піднімають над дном і переміщають під водою в іншу точку вимірювання. Це прискорює виконання промірних робіт.

1 - вібратор-випромінювач; 2 - забортної пристрій, 3 - вібратор-приймач

Мал. 2.14. Схема вимірювання глибин ехолотом

Ехолоти. При проведенні промірних робіт з рухомого судна широке застосування отримали ехолоти - прилади, що автоматично вимірюють і реєструють глибини.

Дія ехолота засноване на принципі вимірювання часу проходження ультразвукової хвилі від вібратора-випромінювача 1 (рис. 2.4) до дна і відбитої хвилі назад до вібратора-приймача 3. З рис. 2.4 випливає, що

де b - половина відстані між випромінювачем і приймачем звуку; l - шлях, прохідний звуковою хвилею від випромінювача до дна або від дна до приймача звуку; а - глибина занурення під воду випромінювача і приймача звуку;

де с - швидкість поширення звуку у воді (в середньому для прісної води-1462 м / с); t - час проходження звуком шляху 2l.

Підставляючи вираз в рівняння, отримуємо

Таким чином, при відомих значеннях а. b і с для визначення глибини h досить виміряти час t.

У нашій країні серійно виробляються промисловістю і застосовуються при гідрометричних роботах річкові ехолоти типу ІРЕЛ, «Кубань», «Молога» та інші. Розглянемо найбільш простий з них, ІРЕЛ. Він складається з: центрального приладу для управління посилки і прийомом ультразвукових імпульсів і автоматичного запису глибин; блоку живлення для забезпечення електроенергією двигуна, підсилювача та інших електричних ланцюгів приладу; забортного пристрої для занурення в воду обтічника з вібратором-випромінювачем і вібратором-приймачем, а також допоміжного приладдя (запасних частин, монтажних пристроїв, інструментів).

Забортної пристрій кріпиться до борту судна і за допомогою кабелю підключається до центрального приладу. Для визначення глибини занурення вібраторів на штанзі забортного пристрою нанесені поділки через 1 см. Запис глибин проводиться безперервно у вигляді профілю на електротермічною папері. Ехолот дозволяє вимірювати глибину від 0,5 до 20 м. Похибка вимірювання при глибинах 0,5-5 м становить 0,1 м, при великих глубінах- 2% вимірюваної глибини. Масштаб запису глибин 1: 100, горизонтальний масштаб залежить від швидкості руху судна. Максимальна швидкість руху судна при промірних роботах - 15 км / ч.

2.2 Способи виконання промірних робіт

До складу промірних робіт входять: вимір глибини, визначення координат промірних вертикалей, а також спостереження за рівнем води.

Застосовують наступні способи промірів: по поперечникам, по продольнікам і косим Галсам.

Вимірювання глибин по поперечникам на малих річках виконують з гідрометричних містків або колисок, підвішених на тросі, на середніх і великих - з човнів або катерів. Глибини вимірюють наміткою, рейкою, штангою або лотом. Положення промірні вертикалі щодо постійного початку (закріпленої на березі точки відліку відстаней) при роботах з містка визначають за допомогою мірної стрічки або рулетки, а при вимірах з люльки по мірному тросу, натягнутому паралельно їздовому тросу і розміченому марками через 1-2 м.

На річках шириною до 300 м при швидкостях течії до 1,5 м / с проміри зазвичай виконують з човна, що переміщається уздовж туго натягнутого через ріку сталевого розміченого троса.

На річках шириною більше 300 м становище промірних вертикалей на поперечнику визначають за допомогою геодезичних кутомірних приладів (теодоліта, гониометра, кіпрегеля з мензулою і ін.), Встановлених на березі, або секстантом з човна.

На одному з берегів прокладають базис, перпендикулярно до якого розбивають і закріплюють геодезичними віхами промірні створи - поперечники (рис. 2.5). На річках шириною до 500 м для позначення діаметра досить двох вешек на одному березі, а на річках, ширина яких перевищує 500 м, необхідна установка вешек в створі діаметра і на іншому березі.