Гидрометрические наблюдения

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Географический факультет

Кафедра гидрологии и природопользования

ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

Ознакомительная (гидрологическая) зимний этап

по направлению 05.03.06 «Экология и природопользование»

Профиль «Экологическая безопасность и управление природопользованием»

Студент 1 курса очного отделения,

Группа 6131-ДБ В.А. Щербакова

Руководитель: доцент, О.А. Бархатова



Содержание

снежный покров ледовый наблюдение

Введение

1. Снежный покров

1.1 Формирование снежного покрова

1.2 Снежный покров в г. Иркутске

1.3 Загрязнение снежного покрова

1.4 Основные задачи мониторинга снежного покрова

2. Снегомерная съемка

2.1 Цели и задачи

2.2 Приборы и оборудование для производства съемки

2.3 Проведение снегомерной съемки

2.4 Результаты и анализ съемки

3. Снегогеохимическая съемка

3.1 Цели и задачи

3.2 Наблюдение за состоянием снежного покрова на основе съемки

3.3 Результаты и анализ съемки

4. Ледовый режим

5. Ледомерная съемка

5.1 Цели и задачи

5.2 Приборы и оборудование для производства съемки

5.3 Проведение ледомерной съемки

5.4 Результаты и анализ съемки

Список использованных источников



Введение

Значение зимних гидрометрических работ очень большое. В это время можно наблюдать минимальные расходы воды, лимитирующие эксплуатацию большого числа водохозяйственных объектов. Ледяной покров не только осложняет работу многих сооружений на реках, но и обеспечивает прокладку и функционирование временных транспортных путей и преград. Зная сколько запасов воды в снежном покрове можно определить объемы максимальных весенних половодий. Высокая сорбционная способность снега и захватывание существенной части продуктов техногенеза во время снегопада делает его наиболее информативным при изучении загрязнения среды - поэтому измерение загрязнения снега наиболее надежный источник данных о возможных загрязнениях почв и поверхностных вод.

Цель - практическое освоение приемов и методов производства гидрометрических наблюдений и работ в зимних условиях.

Задачи:

· ознакомиться с характером распределения снегового и ледового покрова, зимнем состоянием водных объектов и зимними ледовыми явлениями;

· изучить приемы и методы наблюдений за толщиной снега и льда;

· провести ледомерную и снегомерную съемки и ознакомиться с производством зимних расходов воды;

· провести работы с приборами и оборудованием в зимних условиях;

· усвоить способы обработки полученных материалов.

1. Снежный покров

Снежный покров - слой снега на поверхности Земли, возникающий в результате снегопадов. Ежегодно покрывает площадь от 115 до 126 млн. км², приблизительно 2/3 этой территории приходится на сушу, а 2/3 на морские льды (главным образом в Арктическом и Антарктическом бассейнах) [1].

Свойства снежного покрова: Отражательная способность (80-90 % - свежевыпавший снег, 30-40 % - лежалый снег в период таяния). Малая плотность (0,05-0,1 г/см³ - свежевыпавший, 0,3-0,4 г/см³ - сухой снег в конце зимы, 0,5-0,6 г/см³ - многолетний снег на ледниках) следствие теплопроводности [1].

Характеризуется слоистостью и зернистостью. Слоистость - результат перерывов в отложении снега при загрязнении поверхности и формирования на ней корок и наста. Зернистость - возникает вследствие процессов перекристаллизации снежной толщи - превращения пластинчатых и столбчатых снежинок в бесформенные зерна разной величины. На протяжении зимы снежный покров оседает и уплотняется. Его разрезы к концу зимы отражают историю прошедших снегопадов и состояний погоды, запасы тепла в подстилающих грунтах. При сильных передах температуры внутри снежного покрова отдельные его слои подвергаются разрыхлению, что ослабляет связи между ними.

Снежный покров влияет на климат, рельеф, гидрологические и почвообразовательные процессы, жизнь растений и животных. Предохраняет почву от глубокого промерзания и сохраняет озимые посевы, поглощает азотистые соединения, удобряя почву, адсорбирует атмосферную пыль, охлаждает приземные слои воздуха. Питает все ледники и многие реки во время таяния. Теплые воды являются основным источником питания рек равнин Восточной Европы, Сибири, северной части Северной Америки, а также большинства горных рек умеренных поясов. В горах значительная часть снега перемещается в форме лавин. Большая концентрация метелей в лесостепных и степных зонах весной снежной покров усиливает овражную эрозию.

1.1 Формирование снежного покрова

Общая циркуляция атмосферы определяет формирование снежного покрова. Количество твердых осадков возрастает при встрече воздушных течений с горными хребтами (распределение снега в горах неравномерно из-за экспозиции склонов и ветрового переноса снега). Под пологом леса на равнинах он залегает наиболее равномерно. В лесостепи и степи часть снега сдувается в балки и овраги.

Поверхность снежного покрова формируется под воздействием солнечной радиации и ветров. Ветровые формы снежного микрорельефа бывают аккумулятивными (снежные сугробы, дюны, барханы) и дефляционные (заструги, впадины).

1.2 Снежный покров в г. Иркутске

Климат г. Иркутска, как и всей Иркутской области, резко континентальный с малоснежной зимой и теплым с обильными осадками летом. Описание снежного покрова на территории г. Иркутска дано по [2].

Характер погоды и метеорологический режим в зимний период определяется влиянием азиатского антициклона, летом - общим падением давления и активизацией циклонической деятельности. Среднегодовая температура воздуха составляет около минус 2,1 - минус 2,9 °С. Зима холодная малоснежная. Самый холодный месяц - январь, а самый тёплый - июль. Устойчивый снежный покров образуется, как правило, в начале-середине ноября и к концу зимы достигает высоты 0,3-0,4 м.

Устойчивый снежный покров в среднем образуется чаще в первой декаде ноября и разрушается в начале апреля. Число дней со снежным покровом составляет в среднем около 150-160 дней. Наибольшая декадная высота снежного покрова за зиму по отрывочным данным метеостанции Лиственничное на открытом месте колеблется от 14 до 22 см, в защищенном - от 23 до 32 см.

Наибольшая декадная высота снежного покрова за зиму на открытом месте колеблется от 6 до 29 см, в защищенном - от 17 до 44 см. Среднее число дней с метелью - 10, наибольшее - 25.

Нормативная нагрузка от снегового покрова - 70 кг/м², глубина сезонного промерзания грунтов - 3,0 м

1.3 Загрязнения снежного покрова

Состояние накопленного на зиму снежного покрова в городе различается от состояния вне города. Загрязнение - это "привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных для нее физических, химических или биологических агентов"[4]. Возникает вследствие естественных причин и деятельности человека. Антропогенную составляющую загрязнения определяют сравнением количественных показателей загрязнения снега в промышленном районе и вдали от него.

С развитием промышленности все больше возрастает загрязнение окружающей среды отходами производств. Результат бурного развития автомобильного транспорта - повышенные концентрации свинца в воздухе и почве.

Для атмосферы над городскими центрами характерны высокие концентрации загрязняющих веществ: оксиды углерода, серы и азота, углеводороды, окислители и твердые частицы. Они попадают в воздух в результате промышленных процессов (химические выбросы нефтеперерабатывающих заводов, сжигания топлива и твердых отходов. Концентрация загрязнения зависит от размера источников выбросов, высоты атмосферного слоя и средней скорости ветра в нем. Некоторые погодные условия позволяют накапливать загрязняющие вещества над городской территорией в течение времени.

Снег перераспределяет влагу между атмосферой и землей, и переноси большое количество диспергированного материала над территориями города и вблизи промышленных предприятий. Также снег может содержать загрязнители окружающей среды.

Снежный покров выбран в качестве естественного индикатора - коллектора антропогенных загрязнений [3].

1.4 Основные задачи мониторинга снежного покрова

Задачи мониторинга снежного покрова и разработка программы наблюдений учитывают особенности объектов исследования: зона влияния промышленных предприятий, территории городов, транспортных магистралей, окрестности населенных пунктов, а также посты отбора проб атмосферного воздуха и снегомерные маршруты метеостанций.

По результатам снегомерной съемки посредством методики автоматизированного эколого-географического картографирования создаются компьютерные карты, которые наглядно показывают загрязнение территории определенными веществами.

Основной задачей мониторинга является получение характеристик выпадения загрязняющих веществ по территории страны в целом и по отдельно взятым регионам. По данным сети мониторинга определяются также дальний и трансграничный переносы загрязняющих веществ.

Создание в нашей стране системы мониторинга загрязнения снежного покрова позволило впервые в мировой практике получить детальную картину пространственного загрязнения обширных территорий и ее характерных изменений» [4].



2 . Снегомерная съемка

Снегомерная съемка - это измерение высоты плотности снежного покрова через определенное расстояние вдоль заранее намеченных промерных линий с целью определения среднего запаса воды в снежном покрове на определенной площади. Снегомерная съемка производится до начала снеготаяния раз в декаду, в период снеготаяния раз в пятидневку. Измерения на полевом участке ведутся по промерной линии в форме равностороннего треугольника, общая длина маршрута 1 км. В период наибольшей высоты снежного покрова и в период снеготаяния производятся контрольные снегосъемки [1].

2.1 Цели и задачи съемки

Измерение снежного покрова гидрологи проводят с целью оценки запасов воды в нем и их доли в общем балансе влаги в бассейне. Определение запасов воды в снежном покрове производится посредством сплошных или выборочных (ландшафтных) снегомерных съемок. На практике целесообразно использовать последний способ, когда каждая бригада выполняет съемку на участках с определенным ландшафтом (ровное поле, лес, кустарник, поле со сложным рельефом и т.п.).

Запас воды в снеге - это слой воды, который весит столько же, сколько и образец снега [1].

Задачей является определить степень покрытия окрестностей снежным покровом, высоту снежного покрова на площадке.



2.2 Приборы и оборудование для производства съемки

· Весовой снегомер, лопаточка весового снегомера (рис.2.1) - для определения плотности снега - измерение толщины слоя талой воды, слоя снега, насыщенного водой, толщина притертой ледяно корки, а также оценивается состояние почвы под снежным покровом (мерзлая или талая);

· Переносная снегомерная рейка (рис.2.2) - для измерения высоты снежного покрова [5];

1 - металлическая линейка, 2 - передвижной груз,3 - стрелка указателя равновесия,4 - обоймица, 5 - крючок для подвешивания цилиндра, 6 - весы, 7 - подушка кронштейна, 8 - кольцо, 9 - металлический цилиндр, 10 - крышка, 11 - лопаточка.

Рисунок 2.1 Весовой снегомер ВС-43 и лопаточка весового снегомера [5]

Рисунок 2.2 Переносная снегомерная рейка [5]

2.3 Проведение снегомерной съемки

В начале маршрута (первая точка измерения) - измеряется высота снежного покрова и далее измерения высоты снежного покрова на полевом маршруте выполняются через каждые 20 м, на лесном через 10 м. Плотность снега определяется в 10 точках полевого маршрута и в 5 точках лесного маршрута. Первая точка определения плотности:

- на полевом маршруте (протяженностью 2000 метров) - через 100 м от начала маршрута;

- на маршруте протяженностью 1000 м и на лесном маршруте - на расстоянии 40 или 60 метров от начала маршрута.

Последующие точки определения плотности на маршруте в 2000 м выбираются через каждые 200 м, на полевом в 1000 метров и на лесном - через каждые 100 м.

Порядок работы со снегомером:

Снегомер следует вынести наружу не менее чем за 0,5 часа до начала работы.

Снегомер с помощью груза привести в состояние равновесия, зафиксировать показание, которое будет служить «0» отсчёта.

Снять крышку с трубы снегомера и погрузить в снег зубчатым краем. Произвести отсчёт высоты снежного покрова по шкале трубы с точностью до 1 см.

Надеть крышку и с помощью лопатки отгрести снег с одного бока трубы, подсунуть лопатку под трубу, закрывая нижнее отверстие, и не отнимая лопатки поднять трубу из снега. Перевернуть трубу крышкой вниз и подвесить за ручку.

Перемещая груз по линейке весов, уравновесить взятую пробу снега и отсчитать положение груза на линейке. Результаты записать.

Провести измерение 3 раза. При всех последующих измерениях необходимо вновь определить нулевое положение весов.

По результатам снегомерной съемки вычисляются следующие характеристики:

· Средняя высота снежного покрова без ледяной корки - hc;

· Плотность снега - ;

· Запас воды в снеге -

· Общие средние запасы воды в снеге - [5].

2.4 Результаты и анализ съемки

В начале маршрута была отмечена первая точка и последующие в 1 столбце таблицы 2.1. Каждые 5 метров проводили измерение высоты снега по рейке с помощью весомера снегового, результат измерения записывали во 2 столбец таблицы 2.1. Каждые 10 метров измеряли высоту снега по цилиндру (рисунок 2.3), результат измерения записывали в 3 столбец таблицы 2.1.

Во время камеральных работ считали плотность снега по формуле и запасы воды в снеге по формуле и заносились в столбцы 5 и 6 соответственно.

Таблица 2.1

Журнал маршрутной снегомерной съемки «01» марта 2023г.

№ точки	hснега по рейке, см	hснега по цилиндру, см	Отсчет по линейке весов d	Плотность снега , г/см3	Запасы воды в снеге S, мм	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
Профиль № 1 прямой ход
1	44					Поле
2	39	31	7	0,225	88	Поле
3	28					Поле
4	55	42	7,4	0,170	94	Поле
5	20					Поле
6	24	23	5	0,220	53	Лес
7	16					Лес
8	37	26	6,2	0,240	89	Лес
9	44					Лес
10	36	36	5,9	0,160	58	Лес
11	20					Лес
12	28	28	2,5	0,090	25	Лес
13	40					Лес
14	37	36	7,5	0,210	76	Лес
15	40					Лес
16	28	27	6,6	0,240	65	Кусты
17	0					Тропа
18	6	5	1,9	0,380	23	Лес
19	29					Лес
20	34	32	6,1	0,190	65	Лес
21	29					Лес
1	2	3	4	5	6	7
22	37	32	6,1	0,190	70	Лес
23	37					Лес
24	19	19	4,7	0,250	48	Лес
25	29					Лес
26	34	35	6,8	0,195	66	Лес
27	37					Лес
28	50	47	7,4	0,160	80	Кусты
29	5					Кусты
Профиль № 1 обратный ход
1	46					Кусты
2	38	28	7,5	0,270	103	Кусты
3	37					Кусты
4	26	26	8	0,300	78	Кусты
5	14					Кусты
6	10	8	9,3	1,160	116	Кусты
7	39					Кусты
8	51	45	5	0,100	51	Кусты
9	40					Кусты
10	42	35	7,8	0,200	84	Кусты
11	40					Кусты
12	30	30	6,4	0,210	63	Кусты
13	37					Лес
14	30	30	4,5	0,150	45	Лес
15	36					Лес
16	40	33	8	0,240	10	Лес
17	38					Лес
18	40	37	6	0,160	64	Лес
19	30					Лес
20	31	27	3,5	1,300	403	Лес
21	26					Лес
22	37	25	5,6	0,200	74	Лес
23	0					Тропа
24	26	12	2,9	0,250	65	Поле
25	29					Поле
26	35	25	6,5	0,260	91	Поле
27	39					Поле
28	10	8	2,5	0,310	31	Поле
29	30					Поле
30	39	44	6,5	0,150	59	Поле
31	30					Поле
32	29	10	2,6	0,260	75	Поле
33	40					Поле
34	40	39	7,3	0,190	76	Поле
35	38					Поле
36	5	5	1,6	0,320	16	Лес
37	5					Лес
38	35	30	5	0,160	56	Лес
1	2	3	4	5	6	7
39	40					Лес
40	40	36	8,4	0,230	92	Лес
41	42					Лес
42	35	33	7,6	0,23	80,5	Лес

Рисунок 2.3 Взятие весовой пробы

Средний влагозапас был посчитан по формуле:

,

где Sл, Sk, Sn - средние запасы воды в снеге на отдельных ландшафтах (лес, кустарник, поле), мм; fл, fк, fn - площади соответствующих ландшафтов, % (таблица 2.2).

Для определения площади соответствующих ландшафтов произведена глазомерная съемка (рисунок 2.4). Вычисленные запасы воды в снеге на отдельных ландшафтах приведены в таблице 2.2.

Рисунок 2.4 План глазомерной съёмки исследуемого участка

Таблица 2.2

Характеристика снежного покрова

Снежный покров	Лес	Поле	Кустарник
Плотность снежного покрова (г/см3)	0,269	0,227	0,330
Средний запас воды в снеге (мм)	58	72	80
Высота снежного покрова по цилиндру (см)	21	26	31
Высота снежного покрова по рейке (см)	27	30	33

По результатам снегомерной съёмки были посчитаны плотность снежного покрова, средний влагозапас в снеге, высота снежного покрова по цилиндру, высота снежного покрова по рейке для отдельных ландшафтов: леса, поля и кустарников. Результаты расчетов приведены в таблице 2.2.



3 . Снегогеохимическая съемка

Работа по отбору проб и анализу их на загрязненность различными веществами называют снегогеохимической съемкой.

Снеговая съемка подразумевает два этапа:

· Отбор проб на точках;

· Подготовка и химический анализ проб;

Вспомогательные устройства и материалы:

· Весовой снегомер ВС-43 (рисунок 2.1)

· Снегомерная рейка (рисунок 2.2)

· Полиэтиленовый пакет 10-12 дм³

· Полиэтиленовая пленка 60Ч50 см.

3.1 Цели и задачи съемки

Целью снегогеохимической съемки является мониторинг загрязнения природной среды выбросами в атмосферу, т.к. обладает высокой сорбционной способностью и захватывает основную часть продуктов техногенеза.

Задача - определить загрязняющие вещества.

3.2 Наблюдения за состоянием снежного покрова на основе съемки

При высоте снежного покрова 35 см - 6 кернов снега, при 80 см - 4 [6].

При отборе проб следует избегать захвата снегомером частиц грунта. Перед ссыпанием пробы в пакет необходимо очистить нижний конец снегомера от лишнего. Пробы снега доставляются в лабораторию в плотно закрытых полиэтиленовых пакетах. Можно уплотнить снег руками через полиэтиленовую пленку.

При отборе пробы на маршруте необходимо зафиксировать: место отбора пробы; дату отбора пробы; дату установления устойчивого снежного покрова; тип маршрута (полевой, лесной - описать форму мезорельефа, поверхность водораздела, склоны и т.д.); средний влагозапас в снеге (в мм); суммарное количество атмосферных осадков; среднюю высоту снега; количество кернов снега в пробе; средняя плотность снега; наличие или отсутствие проталин, или оголенных участков вблизи места отбора пробы.

3.3 Результаты и анализ съемки

Для проведения снегогеохимической съемки было выбрано ровное место в поле с нетронутым снежным покровом на расстоянии примерно 30 метров от проезжей части. Было взять 5 шунтов снегомером методом конверта - четыре по углам и пятый в центре. На рисунке 3.1 представлено фото отбора пробы.

Рисунок 3.1 Фото отбора пробы на снегогеохимический состав

Были зафиксированы координаты точки взятия пробы, дата отбора, тип маршрута, количество кернов в пробе снега (таблица 3.1).

Таблица 3.1

Журнал снегогеохимической съемки

Наименование	Маршрут
Место отбора пробы	52°14'51”с.ш. 104°16'4”в.д.
Дата отбора пробы	01.03.2023
Дата установления устойчивого снежного покрова	10 ноября
Тип маршрута	полевой
Средний влагозапас в снеге, мм	66,34
Суммарное количество атмосферных осадков, мм	20
Средняя высота снега, см	28
Количество кернов снега в пробе, шт.	5
Средняя плотность снега на маршруте, кг/м3	0,275
Наличие или отсутствие проталин, или оголенных участков вблизи места отбора пробы	отсутствие

Дата установления снежного покрова была определена по данным Атласа «Даты образования устойчивого снежного покрова в Иркутской области» [8].

Суммарное количество атмосферных осадков было взято с сайта pogodaiklimat.ru.

Средняя высота снега была взята как среднее арифметическое значений высоты снега по цилиндру и по рейке.

Средняя плотность снега на маршруте была посчитана как среднее арифметическое значений плотности снега для всех типов местности (лес, поле, кустарник).

После взятия пробы снег был помещён в мешок, отнесён в квартиру и пересыпан в эмалированную кастрюлю. Через сутки талый снег был помещён в стеклянную бутылку и в нужный срок доставлен в лабораторию для проведения гидрохимического анализа.

Результаты гидрохимического анализа представлены в таблице 3.2 «Протокол КАХ».

Таблица 3.2

Протокол КАХ

	Ca2+	Mg2+	Na+	K+	HCO3-	SO42-	Cl-	Сумма	pH
мг/дм3	3,6	0,73	8,28	0,5	15,3	14,0	2,1	44,5	7
мг-экв/дм3	0,18	0,06	0,36	0,01	0,25	0,3	0,06	0,61	7
% экв	29,5	9,8	59,0	1,7	41,0	49,2	9,8	100	7

Формула Курлова:

По результатам гидрохимии талая вода, взятая с исследовательского участка в поле у остановки гос. университет, является сульфатно-гидрокарбонатной натриево-кальциевой. Минерализация воды равна 0,045 г/дм3 (слабоминерализованная).



4 . Ледовый режим

Ледовый режим - совокупность закономерно повторяющихся процессов образования, развития и разрушения ледяного покрова водных объектов [9].

Ледовый режим р. Олха формируется под влиянием резко континентального климата и гидрогеологических условий рассматриваемой территории. Ледообразование происходит в условиях низкой водности. В среднем, первые ледовые явления на реке фиксируются в конце второй декады октября. Лед появляется в виде заберегов. Осенний ледоход на р. Олха отмечается ежегодно. За счет увеличения роста заберегов и смерзания масс шуги и льда образуется устойчивый ледостав.

Средняя дата начала периода ледостава приходится на 19 октября. В зависимости от погодных условий начало ледостава может происходить в период с середины первой декады октября по начало ноября. Ледостав на реке в районе изысканий регистрируется в среднем 168 дней.

На р. Олха отмечается появление весеннего ледохода (шугохода) так же ежегодно, средняя дата его начала в 88% случаев приходится на 19 апреля. Продолжительность весеннего ледохода составляет в среднем 10 дней. Обычно к концу апреля река в районе изысканий полностью освобождается ото льда. При средней продолжительности всех ледовых явлений на р. Олха в районе изысканий равной 191 суткам, максимальная продолжительность периода со всеми ледовыми явлениями может равняться 219 суткам, минимальная - 166 дням.

Толщина льда нарастает с конца октября по конец марта. Интенсивность нарастания льда определяется гидрометеорологическими условиями - прежде всего температурой воздуха, выходом подземных вод в русло, количеством выпадающих осадков. С конца марта толщина льда существенно не увеличивается и начинается постепенное ее уменьшение вплоть до начала ледохода. Наибольшей своей величины она достигает к концу марта [7].



5 . Ледомерная съемка

Ледомерная съемка - измерения толщины льда и шуги под ним, толщины и плотности снега на морском припае, озерах, реках или водохранилищах [10].

5.1 Цели и задачи съемки

Ледомерная съемка проводится для оценки репрезентативности моста постоянных измерений толщины льда, изучения заторных и зажорных явлений и для получения общей картины распределения толщины льда на реке или ее отдельном участке (например, для оборудования ледовой дороги или переправы).

Одновременно с определением параметров льда и шуги производится измерение глубин. Таким образом, предоставляется возможность построения плана участка реки в изобатах, на который наносятся изолинии равной толщины льда и границы распространения шуги. На основании изолиний равной толщины льда и данных по ее изменчивости анализируется характер распределения толщины льда по длине и ширине потока и выявляются причины его неоднородности. Средняя величина толщины льда, полученная по измерениям в центральной части реки, сопоставляется с ее средним значением, определенным на середине реки з месте постоянных (регулярных) измерений. Если расхождение между ними не выходит за пределы 10-16%, то место постоянных измерений признается репрезентативным [1].

5.2 Приборы и оборудование для производства ледомерной съемки

Рейка ледоснегомерная ГР-31 (рисунок 5.1) -предназначается для измерений толщины ледяного покрова в водоёмах, которые имеют глубину воды подо льдом не менее 0,3 метра, а также для измерений высоты снежного покрова на льду.

Состоит из прямоугольного деревянного бруска и упорной планки-подкоса, жёстко скреплённой с нижним концом бруска под углом 60°. Рейка и подкос скреплены металлической планкой, концы их оборудованы металлическими оковами.

Отличительность в том, что подкос закреплён не жёстко, а снабжён возвратной пружиной, которая его поддерживает в вертикальном положении. Для приведения откоса в положение 60° нужно приложить на пяту откоса усилие не более 0,07 кг/см2 (поместить откос под лёд и потянуть рейку вверх до упора, после измерения отпустить натяжение и откос вернётся в вертикальное положение). Это дает возможность делать лунку для замера диаметром не 40, а 15 сантиметров. Рейка имеет двухстороннюю шкалу: для измерения толщины льда и высоты снежного покрова, с нанесенными краской делениями и оцифровкой. Один конец рейки имеет вид равностороннего клина, защищенного металлическим наконечником. На другом конце край подкоса совпадает с нулевым делением шкалы на рейке. Часть шкалы, размещенная выше нулевого деления, служит для отсчётов толщины льда и уровня воды в лунке в случаях, когда вода выше нижней поверхности льда. Нижняя часть шкалы от нулевого деления для измерения уровня воды в случаях, когда лёд нависает над водой [11].

Рисунок 5.1 Ледоснегомерная рейка [11]

Леска с утяжелителем на конце и узелками через каждые полметра - прибор для измерения глубины реки. Опуская леску перпендикулярно вниз, можно ориентироваться на узелки и определить глубину реки.

5.3 Проведение ледомерной съемки

Изучение ледового режима рек ведется на всех гидрологических станциях и постах, где могут наблюдаться ледовые явления (ежегодно или в отдельные годы), а также наблюдения организуются на тех гидрологических постах, где измеряется уровень воды. Ведутся на участке протяжением 0,2-2,0 км ежедневно, когда на реке возможно появление ледовых образований. Наблюдатель обязан записывать состояние реки независимо от наличия или отсутствия на ней ледяных образований в те дни, которые назначает станция исходя из многолетних данных о сроках наступления ледовых явлений.

Наблюдения ведутся в светлое время суток.

Основные сроки производства измерения толщины льда при устойчивой зиме без оттепелей являются каждое 10, 20-е числа и последний день месяца. В зимы с неустойчивыми морозами и оттепелями - каждое 5, 10, 15, 20, 25-е число в последний день месяца. При толщине льда более 70 см измерения проводятся ежедекадно, даже если были оттепели, но не было нарушений ледяного покрова (зимних вскрытий). Если были, то наблюдения возобновляются в первый день безопасной ходьбы по льду вне очередных сроков.

Ледомерные съемки назначаются два раза в зиму: вначале ледостава при тонком льде, и в конце зимы при наибольшей толщине льда [8].



5.4 Результаты и анализ съемки

Бригада природопользователей приехала на место проведения ледомерной съёмки позже, чем бригады гидрологов, для нас уже были подготовлены лунки для измерения толщины льда и глубины реки.

Наша бригада очищала лунку от плавающего льда, производились измерения толщины льда с помощью ледомерной рейки, толщины снежного покрова с помощью снегомерной рейки, а также глубины реки с помощью лески с утяжелителем.

Бригада зафиксировала измерения всех показателей в 16 лунках, расположенных через каждые 10 метров от одного берега реки до другого (таблица 5.1).

Глубина реки измерялась леской с утяжелителем, производилось по три замера для каждой лунки, чтобы избежать неточности.

Толщина снега была измерена снегомерной рейкой.

Толщину льда измеряли ледомерной рейкой; общая толщина - это вся толщина льда, толщина погружённого льда - только та часть льда, которая находится под водой.

С помощью полученных значений удалось построить поперечный профиль реки (рисунок 5.2).

На рисунке 5.2 по оси ординат - высота в метрах (от нуля и вниз - толщина льда и глубина реки). Масштаб по вертикали - в 1 см 0,25 м.

По оси абсцисс - номер промерной вертикали и расстояние от постоянного начала (в метрах). Масштаб по горизонтали - в 1 см 10 м.

Снег отмечен точками, лёд - косой штриховкой, дно русла - вертикальной штриховкой, вода в русле - пустое пространство.

Таблица 5.1

Журнал снегомерной съёмки

Профиль № _____
"_9_"__марта_______2023 г.	Начат у	лев.	в ___ч. ____м.;	окончен в__ч. _м.;
		прав.
Профиль расположен в ____ км	выше	основного водпоста
	ниже
За пост. начало принят ___________	лев.	берега		Высота уровня воды на основном водпосту
	прав.
Расстояние определялось: лентой, рулеткой			№ сваи (рейки)	Отсчет, см	Приводка	Над "0" графика
Промеры производились со льда, плавсредства
Наметкой	с поддоном	, лотом ____ кг	Берег		Начальная	11	85
	без поддона
							лев.	прав.		Конечная
Расстояние от постоянного начала, м	до уреза воды………	164	18		Принятая
	до уреза нижн. пов. льда			Отметка рабочего уровня на профиле, определенная нивелированием _440___ м, на "0" графика _______ м абс.
	до уреза верхн. пов.льда
№ точек	Расст. от пост. начала, м	Глубина, м	Угол относа троса, гр.	Поправка на относ троса, м	Исправленная глубина, м	Отметка дна, м	Толщина, м	Грунт дна	Примечание
							снега	льда	погруженного льда	шуги
		I	II	средн.						общая	в т.ч. кри-сталлич.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	20	1,55	1,53	1,54					35	88		85		песок
2	30	2,05	2,05	2,05					29	94		94		песок
3	40	2,04	2,03	2,04					32	100		99		песок
4	50	2,10	2,15	2,13					27	77		78		песок
5	60	2,12	2,01	2,07					32	82		82		песок
6	70	1,75	1,65	1,70					21	101		99		песок
7	80	1,52	1,55	1,54					25	102		99		песок
8	90	1,35	1,35	1,35					22	99		96		песок
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
9	100	1,25	1,27	1,26					22	94		91		песок
10	110	1,10	1,15	1,13					25	93		92		песок
11	120	1,05	1,04	1,05					25	84		79		песок
12	130	1,07	1,04	1,06					28	85		80		песок
13	140	1,00	0,98	0,99					37	74		76		песок
14	150	1,00	1,00	1,00					25	86		84		песок
15	160	0,98	0,98	0,98					30	83		76		песок
16	170	0,75	0,75	0,75					15	83		83		песок

Рисунок 5.2 Поперечный профиль реки Иркут

Вычисление основных морфометрических и гидравлических характеристик:

Площадь водного сечения вычислялась методом палетки и вычислений площадей прямоугольников и прямоугольных треугольников (рисунок 5.1 разбивался на квадратики и треугольники без учета площади, занятой льдом, и вычислялась площадь каждого, а потом все это вместе сложить, по вертикали 1 см = 0,25 м, по горизонтали 1 см = 10 м.) = 79,37 м2

Ширина реки вычисляется как разность между расстояниями от постоянного начала до урезов берега = 170-20= 150 м.

Средняя глубина вычисляется как отношение общей площади поперечного сечения к ширине реки по линии уровня воды hср = Fобщ/B = 79,37:150= 0,53 м.

Максимальная глубина реки устанавливается по данным таблицы 5.1, и она равна 2,13 м.

Смоченный периметр - длина линии дна реки. Вычислялась с помощью линейки и переводом в масштаб по рисунку 5.1. ч= 172 м.

Гидравлический радиус - Fобщ/ч= 79,37/172 = 0,46 м.

Список использованных источников

1. Ландшафтно-экологический образ зеленых островов ВАО. Снежный покров. М.: ДДЮТЭ «Родина», 2009.

2. Иркутск. Природные условия города [Электронный ресурс]// сайт - URL: http://irkipedia.ru/content/irkutsk_prirodnye_usloviya_goroda (дата обращения: 03.04.2023)

3. Акимова О.А. Снег как индикатор загрязнения окружающей среды/ О.А. Акимова// Вестник магистратуры, 2021. С. 11-15.

4. Рыбалко А.Е., Фрумин Г.Т. По материалам результатов мониторинга, проводимого в «Севморгео» в восточной части Финского залива Балтийского моря 2001-2005 гг. -- Москва, 2006. -- 126 с.

5. Методы и средства измерения снежного покрова [Электронный ресурс]// сайт - URL: https://dereksiz.org/1-celi-osvoeniya-disciplini.html?page=6 (дата обращения 30.03.2023)

6. Наблюдения за снежным покровом [Электронный ресурс]// сайт - URL: https://test.igmt.ru/pluginfile.php/4275/mod_resource/content/1/снежный%20покров.pdf (дата обращения 30.03.2023)

7. Реконструкция автомобильной дороги Подъезд к п. Падь Мельничная в Иркутском районе Иркутской области» [Электронный ресурс] // Технический отчет по результатам инженерно-гидрометеорологических изысканий для подготовки проектной документации. 2017. - сайт. - URL: http://markovskoe-mo.ru/media/project_mo_405/48/be/9a/63/3f/04/razdel-to-igmi.pdf (дата обращения 08.03.2023)

8. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. / Редактор О. Н. Потапова, технический редактор М. И. Брайнина, корректоры: Т. В. Алексеева, Г. Н. Римант -Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 382 с.

9. Ледовый режим [Электронный ресурс] // academic.ru: сайт - URL: https://geography_ru.academic.ru/3521/ледовый_режим (дата обращения: 07.03.2023)

10. Ледомерная съемка [Электронный ресурс] // academic.ru: сайт - URL https://geography_ru.academic.ru/3525/ледомерная_съемка (дата обращения: 07.03.2023)

11. ГР-31 рейка ледоснегомерная [Электронный ресурс] // Гидрометприборы: сайт - URL: https://gidrometpribors.ru/catalog/reyki-mernye/gr-31-reyka-ledosnegomernaya/ (дата обращения: 03.04.2023)

Размещено на Allbest.ru