Чем измеряют уровень воды
Уровень воды
Понятие уровень воды используется для естественных и искусственных водотоков, водоёмов, а также лотков.
В Европейской части России уровень воды в реках соответственно гидрологическому режиму достигает минимальных (низких) и максимальных (высших) уровней. Весной во время половодья наблюдаются высокие уровни воды. Осенью случаются повышения уровней воды, обусловленные выпадением дождей (паводки). Зимой и летом происходит понижение уровня воды (межень). Нередко пересыхают ручьи и речки. В других природных зонах ход уровней может быть другой, в зависимости от режима выпадения осадков и температуры.
Уровень воды измеряется на гидрологических постах.
График хода уровней во времени называется гидрограф.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Выбор источника является одной из наиболее ответственных задач при устройстве системы водоснабжения, так как он определяет в значительной степени характер самой системы, наличие в её составе тех или иных сооружений, а, следовательно, стоимость и строительства, и эксплуатации.
Водоём, например река, канал или озеро, является судоходным, если он достаточно глубок и широк для прохождения судов и не имеет препятствий таких, как скалы, деревья и низкие мосты.
У термина дерива́ция существуют и другие значения, см. деривация.Дерива́ция (от лат. derivatio — отведение, отклонение) в гидротехнике — отвод воды от русла реки в различных целях по каналу или системе водоводов.
Измерение уровней и глубины воды
Наблюдения за уровнями.
Существуют различные водомерные посты: свайные, реечные, смешанные, передаточные и автоматические (рис. 6.2.1.1).
6.2.1.1. Определение уровня (глубины) воды: а) мерной рейкой; б) лотом ; в) эхолотом
Реечный водомерный пост устраивают там, где имеется устойчивая вертикальная стенка, к которой можно надежно прикрепить металлическую или деревянную рейку. Подход к рейке для отсчета уровня должен быть удобным.
Передаточные водомерные посты устраивают там, где нет свободного доступа к берегу или он крайне затруднен. Передаточные водомерные посты обычно бывают поплавкового типа. Поплавок поднимается или опускается вместе с уровнем воды в реке, на тросе, прикрепленном к поплавку и перекинутом через блоки, имеется указатель, по которому отмечается уровень воды на горизонтальной рейке.
На автоматических водомерных постах устанавливается лимниграф-барабан, обернутый бумагой, на которую нанесена сетка. Барабан вращается часовым механизмом. Перо лимниграфа перемещается с помощью системы тросов в зависимости от колебаний поплавка, находящегося в специально устроенном колодце, сообщающемся с рекой горизонтальной трубой. Все оборудование находится в небольшой будке, сделанной специально для измерительного прибора.
Измерение глубины воды и площади водного сечения.
Периодически на водомерном посту осуществляют измерение глубины водной преграды для уточнения поперечного профиля реки и площади поперечного сечения (живого сечения потока).
В природных условиях глубины вод измеряются гидрометрической штангой (рейкой), футштоком и лотом. Автоматически глубины записываются гидрометрическими профилографами: механическими, гидростатическими и акустическими (эхолотами). Рельеф дна и форма свободной поверхности потока в один и тот же момент фиксируются стереофотограмметрической съёмкой.
Площадь водного сечения (ω, м 2 ) определяется в результате промеров глубины по всему поперечному сечению через определенные интервалы, принимаемые в зависимости от ширины. Промерные вертикали разбивают водное сечение на ряд трапеций, и только береговые участки его могут иметь форму прямоугольного треугольника, если глубина на урезе воды (границе воды у берега реки) равна нулю. Аналитически общая площадь водного сечения получается как сумма частных площадей.
На гидрометрических створках, где измеряют расходы воды, помимо площади водного сечения, определяют площадь живого сечения, которая при наличии течения воды в пределах всего сечения будет равна ему, а при наличии в нем застойной зоны (мертвой) будет меньше площади водного сечения на величину площади мертвого пространства.
Смоченный периметр χ — длина дна реки на профиле, заключенная между урезами воды.
Гидравлический радиус характеризует форму русла в поперечном разрезе, так как зависит от соотношения его ширины и глубины. У мелких и широких рек смоченный периметр почти равен ширине, в этом случае гидравлический радиус почти равен средней глубине.
Средняя глубина (hcp) поперечного сечения реки определяется делением его площади на ширину (В), т.е.
Ширину и максимальную глубину реки получают путем непосредственных измерений.
Следует учитывать, что все элементы поперечного сечения реки изменяются в зависимости от высоты уровня воды.
Частые вопросы (FAQ)
Здесь мы собрали ответы на наиболее часто поступающие вопросы.
2. Критические и особенные уровни воды
3. Графики и таблицы
4. Ошибки, неточности, баги
Что такое уровень воды в реке/озере/море? Как он измеряется?
Из каких источников берутся данные по уровням воды? Насколько они достоверны?
Данные по уровням воды берутся из общедоступных источников. Источник информации указывается на странице, где публикуется график хода уровня воды. В большинстве своем данные верны, но бывает, что случаются неточности, связанные с алгоритмическими ошибками, сбоями передачи данных или неверными данными на самом источнике. Поэтому сервис allrivers.info не может гарантировать стопроцентную достоверность данных. Для принятия ответственных решений за данными необходимо обращаться в специализированные организации, которые гарантируют их достоверность.
Данные перестали обновляться. В чем дело?
Что такое гидропост?
Стационарные гидропосты работают как правило круглый год. Временные гидропосты устанавливают на период экстренных ситуаций. Гидропосты с «ручным» управлением, как правило, проводят измерения 1-2 раза в сутки. Автоматические гидропосты могут делать измерения раз в несколько минут.
Что такое активные и архивные гидропосты?
Что такое шкала Allrivers по рекам республики Беларусь?
Все данные, которые у нас есть, мы показываем. Проверить наличие определенной реки проще всего через форму поиска по сайту.
Я знаю, где есть общедоступные / бесплатные данные по уровням воды. Как добавить сюда?
Какие еще данные вы собираете?
При наличии на источнике, мы собираем и публикуем данные по температуре воды и состоянию поверхности / ледовым явлениям, а также по толщине льда. Также мы показываем температуру воздуха и прогноз погоды на пять дней вперед.
Нужны данные за прошлые годы. Как скачать?
Функция в разработке. Можно будет скачивать в формате Excel.
Вы предоставляете API-доступ?
Что такое критические значения уровня воды?
Сильное повышение уровня воды может привести к нежелательным последствиям для жителей и организаций, находящихся в прибрежной зоне. Различают несколько характерных критических уровней.
Из каких источников берутся данные по критическим значениям уровня воды? Насколько они достоверны?
Что такое особенное значение уровня воды?
Можно ли добавить нужные мне «особенные» уровни?
Функция в плане ближайших разработок
Можно ли получать уведомления о достижении критических / особенных уровней?
Функция в плане ближайших разработок
Что означает разный цвет фона в таблице с данными уровней воды на разных гидропостах?
Как сообщить о найденной неточности, ошибке баге?
Напишите в службу поддержки или отправьте сообщение сообществу в группе Вконтакте.
Разновидности датчиков уровня воды
В промышленных и бытовых условиях есть необходимость контролировать уровень жидкости в емкостях. Для этого используют специальные измерительные устройства — датчики уровня жидкости. Они могут быть контактными и бесконтактными. Оба варианта располагаются на заданной высоте емкости и, если вода поднимается выше установленной точки, срабатывает датчик, сигнализируя об этом пользователю. Бывает несколько типов приборов, которые отличаются функциональностью и принципом работы. В статье пойдет речь о разновидностях датчиков, контролирующих уровень воды. Также будет затронута тема, как сделать датчик уровня жидкости своими руками.
Классификация
Все выпускаемые датчики делятся на два класса: уровнемеры и сигнализаторы.
Задача первых — постоянное измерение уровня жидкости в настоящем времени. В их конструкции предусмотрены сенсоры, которые и принимают сигнал. Данные обрабатываются аналоговой или цифровой электронной схемой, входящей в состав датчика. Показатели выводятся на элементы индикации.
У сигнализаторов иная задача — они сигнализируют, когда уровень воды в емкости достиг заранее установленного значения. Такие датчики уровня жидкости, срабатывая, передают данные о прекращении подачи воды. Выходной сигнал в них — дискретный. Сигнализация — звуковая или световая.
Как измеряется уровень
Существует несколько методов измерения. Все зависит от того, какими свойствами обладает жидкость в резервуаре:
Контактные измерители устанавливают в саму емкость: на поверхности (поплавок), в глубине (манометры гидростатического образца) или крепят на стенку (пластинчатые). Бесконтактные датчики измерения уровня жидкости не должны соприкасаться с водой, поэтому их размещают таким образом, чтобы была возможность «наблюдать» за поверхностью среды.
Поплавковые измерители
Наиболее распространенные, при этом надежные и доступные измерительные приборы, выполненные в виде поплавка (более известны как ПДУ). В зависимости от конструкции бывают вертикальными и горизонтальными.
Вертикальный поплавковый датчик для измерения уровня воды называется так, потому что его шток расположен вертикально. В его корпусе находится магнит круглой формы. Шток — полая пластиковая трубка, внутри которой стоят герконы.
Поплавковые устройства размещают на поверхности измеряемой воды. Когда магнитное поле подходит к геркону, срабатывают контакты датчика — это и есть сигнал о том, что емкость заполнилась до обозначенного объема. Контактные пары можно последовательно соединить друг с другом, используя резисторы. Это даст возможность отслеживать уровень жидкости, опираясь на общее сопротивление цепи. Параметр стандартного сигнала в этом случае — 4–20 мА. Как правило, датчики уровня воды поплавкового типа применяются в резервуарах длиной до 3 м.
Даже если визуально измерители похожи, в них могут быть установлены разные электрические схемы с герконами. Датчики ставят на разных уровнях емкости, чтобы получать сигнал по мере наполнения. Встречаются линейные устройства, передающие сигнал непрерывно.
Не всегда можно реализовать поверхностную установку. В таких ситуациях применяют поплавковые датчики для измерения уровня жидкости, но горизонтального положения, которые крепят на стене. Магнит и поплавок располагаются на рычаге с шарниром, а геркон «прячут» в корпус. При повышении уровня жидкости начинает действовать магнит, подходя к контактам, что и приводит к срабатыванию датчика.
Если жидкость загрязненная или подвергается замерзанию, используют «усиленные» поплавковые измерители на гибком тросе. Конструкция: герметичная емкость, располагаемая на глубине, в ней — тумблер или металлический шар с герконом. Когда уровень жидкости совпадает с положением датчика, емкость переворачивается и вместе с этим срабатывает контакт.
Наиболее точные и надежные поплавковые устройства — магнитострикционные. Они оснащены поплавком и магнитом, скользящими вдоль металлического стержня. Рабочий принцип сводится к изменению продолжительности прохождения ультразвукового импульса через стержень. Так как в конструкции нет электрических контактов, ультразвуковой датчик уровня срабатывает четче.
Емкостные
Емкостной датчик измерения уровня жидкости имеет вид пластин, располагающихся с обеих сторон резервуара. Сигнализаторы этого вида могут определить максимальный уровень заполнения. В качестве технологической среды выступает вода или сыпучие, смешанные вещества.
Емкостной измеритель работает по аналогии с конденсатором: емкость измеряется между пластинами. Когда вода в баке достигнет пороговой отметки, на контроллер поступает сигнал. Может быть использован и «сухой контакт» — датчик срабатывает через стенку емкости, будучи изолированным от рабочей среды.
Емкостные уровнемеры работают в разных диапазонах температур, срабатывают даже на больших расстояниях и на них не воздействуют электромагнитные поля. Благодаря этим характеристикам расширяется сфера применения. То есть, датчик может быть использован даже в тяжелых условиях.
Электродные
Эти измерители используют для контроля уровня электропроводных жидкостей. Рабочий принцип: посредством переменного напряжения следят, как меняется сопротивление воды между погруженными однополюсными электродами.
Конструкция датчика: один маленький и два длинных электрода, закрепленные в коробке зажимов. Тот что меньше — контакт верхнего уровня воды, длинные — нижнего. С реле и схемой насоса электродный датчик уровня соединяется проводами.
Когда вода контактирует с маленьким электродом, насос выключается. И включается при понижении уровня до длинных электродов.
В зависимости от конструкции бывают:
Если стены резервуара не проводящие, то применяется уровнемер с дополнительным контрольным электродом. Контакты устройства, расположенные в воде, могут окисляться. Для уменьшения этого влияния используется нержавеющая сталь или стержни графита.
Гидростатические
Принцип работы этих уровнемеров — измерение давления или перепада давления в жидкости. В рабочей среде действует гидростатическое давление, и оно меняется в зависимости от погруженности. Одна мембрана устройства ставится на емкости, а вторая — в месте избыточного давления (закрытый резервуар) или на подаче атмосферного (открытый). Гидростатический датчик подходит для контроля уровня вязких жидкостей. При этом чувствительный элемент прибора контактирует с измеряемой средой.
Бывает два вида конструкции:
Погружные устройства основываются на измерении гидростатического давления. При помощи этого метода определяется высота столба воды в зависимости от давления, действующего на стенки сосуда или его дно.
Гидростатический уровнемер применяется, если нужно измерить столб жидкости глубиной до 250 м. Есть устройства специального исполнения — для глубоководных замеров.
Радарные
Универсальные сигнализаторы, которые применяются для замера уровня любых технических сред. Жидкость может быть агрессивной и взрывоопасной, при этом ни давление, ни температура не отражаются на показателях.
Принцип работы не сложен. От датчика исходят радиоволны узкого диапазона (несколько ГГц), в это время приемник ловит сигнал и, основываясь на времени задержки, определяет насколько заполнена емкость. Давление, температура и свойства рабочей среды не оказывают влияния на измеритель. То же самое касается и запыленности. Радарные датчики — высокоточные приборы с погрешностью не больше 1 мм.
Сегодня это один из технологичных и совершенных методов измерения, о чем говорят его преимущества:
Вот только стоят такие уровнемеры недешево.
Ультразвуковые
Ультразвуковой датчик замера уровня жидкости работает по методу возвращенного сигнала, как радарный. Его устанавливают в верхней части резервуара, параллельно поверхности рабочей среды. Прибор посылает и принимает импульсы, замеряя, за сколько времени проходит сигнал. Дальнейший расчет параметров основывается на полученных данных.
Ультразвуковые устройства применяются для контроля уровня воды в условиях производства, где установлены огромные резервуары. С их помощью удаленно определяется точное число канализационных стоков и сточных вод. При достижении жидкостью максимального уровня, прибор сигнализирует о проблеме по СМС, GSM или GPS.
Предназначены для работы с водой и другими жидкостями. Измерять уровень сыпучих веществ ими не получится. Чтобы прибор работал точнее, требуется компенсация внешних воздействий (ветер, вода с пенным слоем).
Кондуктометрические
Кондуктометрические датчики предназначены для замера уровня электропроводящей жидкости, имеющей проводимость более 0,2 См/м. Речь идет о питьевой и технической воде, слабых щелочных растворах, кислотах, сточных водах и питьевых жидкостях (квас, пиво).
Принцип их работы: жидкость, достигшая определенной отметки, приводит к замыканию электрода датчика на корпус емкости или электрод самого измерителя. В результате в цепи датчика образуется электрический ток. Из-за замыкания цепи срабатывает реле, управляющее схемой.
Кондуктометрический датчик уровня способен работать при температурах рабочей среды до +350 градусов Цельсия и давлениях не более 6,3 МПа, все зависит от того, из какого материала сделан изолятор электрода. С помощью этих измерителей контролируют один или несколько уровней (одно- или многоэлектродные). Их принцип сводится к тому, что у жидкости иная электропроводность, чем у воздуха, что и фиксируют электроды.
Простейшим видом такого датчика являются электроды из нержавейки, один из которых помещается в емкость, контактируя с жидкостью, а другие используются в качестве сигнальных.
Оптические
Эти измерители, чтобы обнаружить уровень жидкости, ориентируются на видимый инфракрасный или свет лазера. Основа их работы заключается в том, что измеряемая субстанция пропускает, отражает и преломляет лучи света.
Бывают контактные и бесконтактные устройства. Бесконтактные системы работают так: свет направляется на поверхность жидкости, а отраженные лучи фиксирует фотоэлемент. Если система состоит из нескольких фотоэлементов, это позволяет обнаруживать рабочую среду на разных уровнях. Оптические приборы популярны за счет высокой точности и практически мгновенному отклику.
С их помощью обнаруживают высокий уровень пены или специфические материалы. Также они позволяют определить, достигла ли наблюдаемая среда необходимой вязкости, плотности, прозрачности или уровня теплопроводности.
Как выбрать измеритель
Разнообразные датчики применяются для отслеживания уровня воды и водных растворов, нефтепродуктов и смазочных материалов, пищевых напитков и соков. Если корпус устройства достаточно защищен или применяется бесконтактный замер, то можно отслеживать уровни щелочи, кислоты, вязкой или агрессивной среды. Один тип датчика может быть применен в разных условиях.
Для замера уровня воды и любых невязких жидкостей лучше пользоваться ультразвуковыми, поплавковыми, вибрационными, оптическими, емкостными и гидростатическими сигнализаторами и уровнемерами. Для кислотных растворов подойдут емкостные, вибрационные и герконовые устройства. Пенные и липкие среды удобно контролировать емкостными радиочастотными приборами. Если рабочая среда с высокой вязкостью, пользуются вибрационными или ультразвуковыми бесконтактными разновидностями.
Что и в какой последовательности нужно учитывать, чтобы выбрать конкретное устройство:
С бытовыми задачами успешно справляются энергонезависимые устройства, неприхотливые, надежные и долго служащие. Если цель — отследить уровень воды насоса, колодца, декоративного водоема или бассейна, подойдет поплавковый датчик. При необходимости постоянно замерять уровень воды в скважине, устанавливают уровнемеры гидростатического типа.
Способы изготовления датчика уровня воды своими руками
Датчик замера уровня воды при необходимости можно сделать своими руками. Самодельный прибор проигрывает в плане точности современным выпускаемым устройствам, но обходится намного дешевле. Сборка:
Внутренний проводник можно увеличить в размерах. Готовое устройство соединяют со схемой и подключают к индикатору. Им может выступить стрелочный циферблат или компактный монитор.
Есть еще один способ сделать датчик уровня воды, например, для управления насосом. Так как в скважине, колодце или любом другом резервуаре вода накапливается, насос следует автоматизировать — сделать так, чтобы он сам выключался после заполнения. Собирается уровнемер из магнитного пускателя с катушкой на 220 В и двух герконов: минимальный идет на замыкание, максимальный — размыкание. Как это работает:
Такой простой датчик может служить годами. Необходимые детали можно отыскать практически в любом городе, не говоря о Москве.
Заключение
Датчики уровня жидкости — порой незаменимые устройства. Несмотря на маленький размер, им отведена ответственная задача: отслеживание уровня жидкости в резервуарах, обнаружение утечки или перезаполнения, сигнализация разных уровней наполненности и так далее. Уровнемеры используются не только в быту, но и на крупных предприятиях: производства продуктов питания, химические, фармацевтические промышленности, топливно-энергетические отрасли.
Видео по теме
ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ВОДЫ
В состав гидрологических изысканий входит большой комплекс таких полевых работ, как наблюдения за уровнями воды в реках, озёрах и искусственных водоёмах, определение уклонов рек, площадей живых сечений, скоростей течения, расходов воды, изучение речных наносов и многое другое.
Наблюдения за этими элементами водного режима ведутся на специально устраиваемых постоянных или временных водомерных постах и гидрологических станциях. В зависимости от поставленных задач, сроков наблюдений и объёма информации станции и посты (в системе ГУГМС) делятся на несколько разрядов. Гидрологические станции делятся на два разряда, речные водомерные посты – на три разряда. На постах III разряда ведутся наблюдения за колебаниями уровня, температурой воды и воздуха, за ледовыми явлениями. На постах II и I разрядов объём наблюдений дополнительно увеличивается за счёт определения расходов воды, расхода взвешенных и донных наносов.
При изысканиях для строительства инженерных сооружений ведомственные организации устраивают посты с ограниченным сроком их работы, хотя этот срок может составлять промежуток от нескольких месяцев до нескольких лет. Состав и сроки наблюдений на таких постах определяются кругом задач, решаемых в ходе проектирования инженерного сооружения. Поэтому, кроме своих прямых функций – давать информацию о водном режиме водотока, водомерные посты выполняют важную роль при русловых съёмках, при проведении работ по составлению продольного профиля реки и др.
Уровнем воды называют высоту положения свободной поверхности воды относительно постоянной горизонтальной плоскости отсчёта. Графики колебаний уровня дают возможность судить о динамике гидрологических явлений и соответственно о многолетнем и внутригодовом распределении стока, в том числе в период половодья и паводков. Для наблюдений за уровнями воды в реке применяются различные по устройству водомерные посты: реечные, свайные, смешанные, саморегистрирующие.
Реечные посты, как следует из названия, представляют собой рейку, укрепленную на надёжно забитой в грунт свае, на устое моста, облицовке набережной или естественной вертикальной береговой скале. Длина рейки, прикрепляемой к свае, 1¸2 м. Размер делений на рейке 1¸2 см. Отсчеты уровня воды по рейке берут глазомерно с округлением до 1 см (рис. 1). Фиксировать уровень текущей, а часто и волнующейся поверхности воды с более высокой точностью затруднительно, впрочем, для большинства инженерных задач такая точность вполне достаточна. Если требуется более высокая точность, то рейку помещают в небольшую заводь (ковш), устраиваемую в береге у уреза воды и соединённую канавой с рекой.
Рис. 1. Реечный водомерный пост
Реечные водомерные посты преимущественно используют для наблюдений уровней, когда колебания их сравнительно невелики. На реках с большой амплитудой колебаний уровней или в периоды половодий и паводков применяют свайные посты.
Свайный водомерный пост (рис. 2) состоит из ряда свай, располагаемых по створу перпендикулярно к течению реки. Сваи из сосны, дуба или железобетона диаметром 15¸20 см забивают в грунт берега и дно реки на глубину около 1,5 м; превышение между головками соседних свай должно быть около 0,5¸0,7 м, а если берег очень пологий, то 0,2¸0,5 м. На торцах свай краской подписывают их номера; самой верхней свае присваивают первый номер, последующие номера получают сваи, расположенные ниже.
Для фиксации уровня на свайных постах применяют небольшую переносную рейку с делениями через 1¸2 см; поперечное сечение рейки – ромбическое, при этом рейка лучше обтекается водой; на нижней части рейки имеется металлическая оковка, что позволяет уверенно фиксировать установку рейки на шляпке кованого гвоздя, забитого в торец сваи.
При отсчёте уровня наблюдатель ставит переносную рейку на ближайшую к берегу сваю, покрытую водой, и записывает в журнале отсчёт по рейке и номер сваи.
Из специальных средств для измерений уровней можно назвать рейки максимума и рейки минимума, т.е. простейшие устройства, позволяющие фиксировать наивысший или наинизший уровни за какой-то отрезок времени.
Рис. 2. Схема устройства наблюдательной вышки и свайного водомерного поста: 1 – вышка; 2 – теодолит; 3 – репер; 4 – свая; 5 – водомерная рейка (h – отсчёт по рейке); 6 – поплавок
Смешанные водомерные посты представляют собой комбинацию реечного поста со свайным. На таких постах фиксация высокого уровня делается по сваям, а низких уровней – по рейке.
Для непрерывной регистрации колебаний уровня применяются специальные приборы – лимниграфы, которые все изменения уровня записывают на ленту, приводимую в движение часовым механизмом. Водомерные посты с самописцами уровня воды имеют большое преимущество перед простыми водомерными постами. Они дают возможность регистрировать уровни непрерывно, но установка самописца требует устройства специальных сооружений, что значительно удорожает их применение.
Для постоянного контроля за устойчивостью рейки или свай вблизи водомерного поста устанавливают репер (рис. 1), обычно по створу свай водомерного поста, тогда он одновременно является постоянным началом (ПН) счёта расстояний, своеобразным началом пикетажа.
Отметку репера водомерного поста устанавливают в ходе нивелирных работ от реперов государственной нивелирной сети. Репер водомерного поста закладывают в грунт с соблюдением общих правил установки реперов, т.е. его монолит должен находиться ниже глубины максимального промерзания грунта, в месте, удобном для нивелирования, и обязательно вне зоны затопления паводковыми водами, т.е. выше горизонта высоких вод (ГВВ).
Как указано выше, на большинстве водомерных постов система высот условная. Началом счёта высот является нуль графика поста – высотная отметка, которая остаётся постоянной для всего периода существования поста. Эта условная горизонтальная плоскость располагается не менее чем на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды, который можно ожидать в створе поста. На реечных водомерных постах нуль графика часто совмещают с нулем водомерной рейки.
Начинают измерения на посту после того, как назначена отметка нуля графика поста и нивелировкой определена отметка нуля площадок головок свай, а также определена разность отметок нуля графика поста и отметок головок свай. Эта разность отметок называется приводкой.
Частная система высот на водомерном посту позволяет решать подавляющее число задач по изучению водного режима реки. Однако для ряда задач проектирования сооружений требуется знать не только условные, но и абсолютные (балтийские) высоты уровней. Для этой цели водомерные посты, точнее реперы водомерных постов, привязывают к ближайшим реперам государственной нивелирной сети.
В состав наблюдений на водомерном посту, помимо наблюдений за уровнем, входят визуальные наблюдения за состоянием реки (ледостав, ледоход, чисто), состоянием погоды, за температурой воды, воздуха, осадками, толщиной льда.
Толщину льда измеряют специальной рейкой; температуру воздуха – термометром-пращом, а температуру воды – водяным термометром.
На постоянных водомерных постах наблюдения ведут ежесуточно в 8 ч. и 20 ч. Среднесуточный уровень определяют как среднее значение этих наблюдений. Если колебания уровня незначительны, то наблюдения можно вести один раз в сутки (8 ч.). При решении специальных задач, а также в периоды половодья или паводка фиксация уровня делается чаще, иногда через 2 ч.
Результаты наблюдений на водомерном посту заносят в журнал.
Первичная обработка водомерных наблюдений состоит из приведения отсчётов по рейке к нулю графика водомерного поста, составления сводки, где показывают ежедневные среднесуточные уровни, и построения графика ежедневных уровней, на котором условными значками показывают ледостав, ледоход и другие ледовые явления, имевшие место на реке.
Систематизированные результаты наблюдений уровней на всей сети водомерных постов данного речного бассейна периодически публикуются в гидрологических ежегодниках.
Для получения полноценных материалов наблюдений и гарантии сохранности водомерного поста на весь намеченный срок работы рекомендуется специально выбирать место для установки поста. При этом желательно, чтобы участок реки был прямолинейным, русло устойчивым от размыва или намыва, чтобы берег имел среднюю пологость и был защищён от ледохода; поблизости не должно быть речных причалов; на показания поста не должен влиять подпор от плотины или близрасположенного притока; постом удобней пользоваться, если он находится вблизи населённого пункта. Строго совмещать водомерный пост с осью будущего инженерного сооружения нет необходимости.
На гидрологических станциях, водомерных постах I и II разрядов, а также при ведомственных изысканиях разбивается гидрометрический створ, используемый для регулярных определений скоростей течения, расходов воды и наносов. На этом участке реки течение воды должно быть параллельноструйным, что обеспечивается его прямолинейностью и правильным – корытообразным профилем дна. Если предполагается на гидрометрическом створе вести регулярные и продолжительные наблюдения, то его оборудуют мостками, подвесными люльками или снабжают плавательными средствами (паромом или лодками).
Отметку репера водомерного поста устанавливают в ходе нивелирных работ от реперов государственной нивелирной сети, для периодического контроля устойчивости рейки или свай водомерного поста, при промерных работах, а также при создании высотного обоснования съёмок.
Репер водомерного поста закладывают в грунт с соблюдением общих правил установки реперов, т.е. его монолит должен находиться ниже глубины максимального промерзания грунта, в месте, удобном для нивелирования, и обязательно вне зоны затопления паводковыми водами, т.е. выше горизонта высоких вод.
На постоянно действующих водотоках наиболее характерными уровнями воды являются:
ВИУ – высокий исторический уровень, т.е. самый высокий уровень воды, когда-либо наблюдавшийся на данной реке и устанавливаемый по опросам старожилов или по визуальным следам на капитальных сооружениях;
УСВВ – уровень самых высоких вод за весь период наблюдения;
УВВ – уровень высоких вод как средний из всех высоких;
РУВВ – расчётный уровень высоких вод, который соответствует расчётному расходу воды и принят основным при проектировании сооружений;
РСУ– расчётный судоходный уровень, являющийся наивысшим уровнем воды в судоходный период, необходим при определении высотного положения элементов моста;
УМВ – уровень меженных вод соответствует уровню воды в период между паводками;
УСМ – уровень средней межени;
УНМ – уровень низкой межени;
УЛ – уровень ледостава;
УППЛ – уровень первой подвижки льда;
УНЛ – уровень наивысший ледохода.
Во время изысканий колебания уровней воды по всему участку могут достигать больших значений, поэтому для сопоставления глубин по поперечникам вводится срезочный уровень – единый мгновенный уровень для всего участка изысканий. Обычно за срезочный принимают мгновенный минимальный уровень на исследуемом участке реки за всё время измерений. Для этого необходимо нивелирным ходом определить отметки верха урезных кольев в каждом гидростворе.
Все результаты измерений приводятся к единому положению свободной поверхности реки, которое в дальнейшем считается нулевым для различных построений: поперечных и продольных профилей, плана реки в изобатах. При этом следует иметь в виду, что принятая поверхность отсчёта, соответствующая срезочному уровню, как всякая свободная поверхность реки, не горизонтальна.