Потока датчик , streamgage или поток гидрометрический станции является местом , используемым гидрологами или ученых - экологов для мониторинга и испытаний наземных водоемов . Обычно проводятся гидрометрические измерения высоты уровня воды (« стадия ») и / или объемного расхода (потока), а также могут проводиться наблюдения за биотой и качеством воды . Расположение гидропостов часто указывается на топографических картах . Некоторые гидропосты сильно автоматизированы и могут включать телеметрию.возможность передачи на центральное устройство регистрации данных .
Измерительное оборудование [ править ]
Автоматическое прямое измерение расхода водотока в настоящее время затруднено. Вместо прямого измерения расхода водотока можно использовать одно или несколько суррогатных измерений для получения значений расхода. В большинстве случаев в качестве суррогата используется ступенчатое измерение (высота поверхности воды). На потоки с низким градиентом (или пологим уклоном) сильно влияют переменные условия в нижнем канале. Для этих водотоков будет установлен второй расходомер, и наклон водной поверхности будет рассчитываться между датчиками. Это значение будет использоваться вместе с измерениями ступени для более точного определения расхода водотока. За последние десять летТехнологический прогресс датчиков скорости позволил использовать скорость воды в качестве надежного заменителя расхода воды на участках со стабильной площадью поперечного сечения. Этидатчики постоянно устанавливаются в потоке и измеряют скорость в определенном месте в потоке и связаны с потоком аналогично использованию традиционного уровня воды.
В тех случаях, когда в качестве суррогата используется только этапное измерение, должна быть построена рейтинговая кривая . Кривая рейтинга - это функциональная связь между стадией и разгрузкой. Он определяется путем многократных дискретных измерений расхода водотока с использованием измерителя скорости и некоторых средств измерения геометрии канала для определения площади поперечного сечения канала. Технические специалисты и гидрологи, ответственные за определение кривой оценки, регулярно посещают объект со специальными поездками для измерения экстремальных гидрологических явлений (наводнения и засухи), а также для измерения расхода , следуя четкому набору инструкций.
После того, как оценочная кривая установлена, ее можно использовать в сочетании с поэтапными измерениями для определения объемного расхода водотока. Эта запись затем служит для оценки объема воды, проходящей мимо водомера, и полезна для многих задач, связанных с гидрологией.
В тех случаях, когда измерение скорости дополнительно используется в качестве суррогата, определение скорости индексапроводится. В этом анализе используется датчик скорости, часто магнитный или акустический, для измерения скорости потока в конкретном месте поперечного сечения потока. Еще раз, дискретные измерения расхода водотока производятся техником или гидрологом на различных этапах. Для каждого дискретного определения расхода водотока средняя скорость поперечного сечения определяется путем деления расхода водотока на площадь поперечного сечения. Расчетная кривая, аналогичная той, которая используется для определения расхода ступени, строится с использованием средней скорости и индексной скорости стационарно установленного измерителя. Строится дополнительная оценочная кривая, которая связывает стадию потока с площадью поперечного сечения. Используя эти два рейтинга, автоматически собранный этап дает оценку площади поперечного сечения,а автоматически собираемая индексная скорость дает оценку средней скоростипоперечное сечение . Расход ручья рассчитывается как оценка площади поперечного сечения и оценка средней скорости потока.
Различные гидротехнические сооружения / первичные устройства используются для повышения надежности использования уровня воды в качестве суррогата потока (повышение точности рейтинговой таблицы), в том числе:
- Плотины
- V-образный вырез ,
- широкохохлый ,
- острохохлый и
- комбинированные плотины
- Лотки
- Лоток Паршалла
Другое оборудование, обычно используемое на постоянном водомере, включает:
- Канатные дороги - для подвешивания гидрографа и измерителя тока над рекой для измерения больших потоков.
- Успокоительный колодец - для обеспечения спокойного уровня воды, который может быть измерен датчиком.
Указатели уровня воды:
- Штанговые (головные) датчики - для визуальной индикации глубины воды.
- Устройство для измерения давления воды (барботер) - для измерения уровня воды по давлению (обычно выполняется непосредственно в потоке без успокаивающего колодца)
- Сценический энкодер - потенциометр с колесом и системой шкивов, подключенный к поплавку в успокаивающем колодце, чтобы обеспечить электронное считывание уровня воды.
- Простые ультразвуковые приборы - для измерения уровня воды в успокоительной трубе или непосредственно в канале.
- Электромагнитные датчики
Измерения расхода потока или канала без установленного расходомера могут быть выполнены с использованием измерителя тока или акустического доплеровского профилометра тока . Один из неофициальных методов, неприемлемый для каких-либо официальных или научных целей, но может быть полезен, - это метод поплавка , при котором можно увидеть плавающий объект, такой как кусок дерева или апельсиновая корка, плывущий вниз по течению. [1]
Национальные водомерные сети [ править ]
Соединенное Королевство [ править ]
Первые регулярные измерения речного стока в Англии начались на Темзе и Ли в 1880-х годах [2], а в Шотландии на реке Гарри в 1913 году. [3] Национальная сеть гидропостов была создана в ее нынешнем виде к началу 1970-х годов. и состоит из примерно 1500 станций измерения расхода, дополненных переменным количеством временных участков мониторинга. [2] агентство по окружающей среде отвечает за сбор и анализ данных гидрометрических в Англии, природные ресурсы Уэльс в Уэльсе, в то время как ответственность за Шотландию и Северной Ирландия остатков с Агентством по охране окружающей среды шотландскойи агентство «Риверс» соответственно. [4]
Соединенные Штаты [ править ]
В Соединенных Штатах Геологическая служба США (USGS) является основным федеральным агентством, которому поручено вести учет природных ресурсов . В рамках USGS Отдел водных ресурсов несет ответственность за мониторинг водных ресурсов.
Чтобы установить расходомер, персонал USGS сначала выбирает участок на ручье, где геометрия относительно стабильна и есть подходящее место для проведения дискретных прямых измерений расхода с использованием специализированного оборудования. Часто это будет на мосту или другом переходе через ручей. Техники затем установить оборудование , которое измеряет стадии (возвышение поверхности воды) или, реже, на скорости потока. Для регистрации и передачи этих показаний устанавливается дополнительное оборудование (через геостационарный оперативный экологический спутник).) в офис Центра водных наук, где хранятся записи. Геологическая служба США имеет офисы Центра водных наук в каждом штате США. Текущие данные о речных потоках от USGS могут быть просмотрены в виде карты по адресу: [2] .
Зимбабве [ править ]
В Зимбабве за национальную водомерную сеть отвечает Национальное управление водоснабжения Зимбабве . Это разветвленная сеть, охватывающая все основные реки и водосборы страны. Однако обзор существующих датчиков вызвал серьезные опасения по поводу надежности данных меньшинства станций, отчасти из-за текущих проблем с финансированием. [5]
Бангладеш [ править ]
Самая большая сеть водомеров в Бангладеш обслуживается Бангладешским советом по развитию водных ресурсов (BWDB). В нескольких других местах Управление внутреннего водного транспорта Бангладеш поддерживает несколько датчиков для предоставления рекомендаций для навигационных целей. [ необходима цитата ]
Чешская Республика [ править ]
В Чешской Республике в некоторых местах измерения (профилях) определены три уровня, которые определяют три степени активности в случае наводнения. I степень - ситуация настороженности, II степень - ситуация готовности, III степень - ситуация опасности.
См. Также [ править ]
- Станция для измерения расхода ручья Embudo
- Дозировочная станция Willow Beach
- Стадия потопа
- Гидрограф
- Гетограф
- Гидрологическая модель
- Модель гидрологического транспорта
- Мареографический - Устройство для измерения изменения уровня моря по отношению к нулевой точке
- Водный столб - концептуальный столб воды от поверхности до дна водоема.
- Уровень воды - высота свободной поверхности ручья, озера или водохранилища относительно заданной вертикальной точки отсчета.
- Нилометр - Устройство для измерения прозрачности реки Нил и уровня воды во время ежегодного сезона паводков.
Ссылки [ править ]
- ^ Харрельсон, Шерил С; Роулинз, CL; Потенди, Джон П. (1994). «Справочные сайты потоковых каналов: иллюстрированное руководство по полевой технике. Gen. Tech. Rep. RM-24» (PDF) . Министерство сельского хозяйства США, Лесная служба, Экспериментальная станция по лесам и хребтам Скалистых гор . Проверено 13 января 2011 .
- ^ a b "Сеть станций измерения Великобритании" . Гидрометрия в Великобритании . Центр экологии и гидрологии . Проверено 29 марта 2011 года .
- ^ «Краткая история мониторинга уровня реки в Шотландии» . Шотландское агентство по охране окружающей среды . Проверено 29 марта 2011 года .
- ^ "Измерительные органы" . Гидрометрия в Великобритании . Центр экологии и гидрологии . Проверено 29 марта 2011 года .
- ^ Nyabeze, WR 2005 Калибровка распределенной модели для оценки стока для водосборов в охваченных наблюдениях Зимбабве. Физика и химия Земли , 30 , 625-633. [1]
Дальнейшее чтение [ править ]
- Всемирная метеорологическая организация (2010 г.) Руководство по измерению расхода воды.
- Том I - Полевые работы. [3]
- Том II - Расчет расхода. [4]
Внешние ссылки [ править ]
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с датчиком потока . |
- Станция для измерения стока реки Контукук , Водные ресурсы Нью-Гэмпшира и Вермонта
- «Данные USGS о поверхностных водах для нации»
- Гидрометрический регистр Великобритании (pdf) Каталог гидрометрических станций, наблюдательных скважин и скважин в Соединенном Королевстве вместе со сводными гидрометрическими и пространственными статистическими данными.
- "Радиомеханизм предупреждает о наводнении при подъеме воды". Популярная механика , июль 1935 г.
