SPIS TRECI POLLI ITTECHNI IKA KRAKOWSKA INSTTYTTUTT I INYNI I IERIII I GOSPODARKII WODNEJJ ZZAKAD HYDROLLOGI III 1. Wprowadzenie...2 2. Pomiar wysokoci opadu...7 3. Stan i gboko wody...14 4. Metody pomiaru objtoci przepywu...28 5. Literatura...38 HYDROLOGIIA matteriiay pomocniicze ddrr inn. i. Maarreekk BODZZI IONY Krraakkóów 22000066
Laboratorium z meteorologii i hydrologii wprowadzenie - 2 - Laboratorium z meteorologii i hydrologii wprowadzenie - 3 - WPROWADZENIE do LABORATORIUM z METEOROLOGII i HYDROLOGII METEOROLOGIA bada zjawiska i procesy zachodzce w atmosferze ziemskiej, jest dziaem geofizyki i stanowi jedn z nauk fizycznych (meteoros - unoszcy si w powietrzu, logos - nauka). HYDROLOGIA (hydro- + logos nauka ) geogr., fiz., biol. nauka stanowica cz geofizyki, zajmujca si badaniem waciwoci wody w obrbie wszystkich sfer Ziemi oraz jej obiegiem w przyrodzie. Podstawowym ródem poznania procesów zachodzcych w przyrodzie s obserwacje dokonywane na stacjach meteorologicznych i posterunkach wodowskazowych. W zalenoci od pooenia geograficznego i waciwoci podoa procesy te wykazuj du zmienno w czasie i przestrzeni. Raz zaobserwowane warunki nigdy si ju nie powtarzaj, ta "niepowtarzalno" powoduje, e tak wane jest rejestrowanie moliwie duej liczby parametrów meteorologicznych. Uzyskane dane s materiaem do prac naukowych nt. atmosfery ziemskiej, a take s wykorzystywane do prognozowania pogody. Odbiorcy prognoz meteorologicznych s róni, std wiele rónych typów prognoz. POLSKA SIE METEOROLOGICZNA Polsk sie meteorologiczn tworz trzy rodzaje stacji pracujcych w ramach Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej: Stacje meteorologiczne (ok. 60) - najwaniejsze, zakres obserwacji szeroki, sucy m.in. do sporzdzania prognozy warunków pogodowych, majcej due znaczenie dla komunikacji, (szczególnie lotniczej i morskiej), rolnictwa czy budownictwa. Najmniej 8 obserwacji na dob. Posterunki meteorologiczne ( ok. 260) - zakres mniejszy. Wyniki wykorzystywane w nauce i dla planowania przestrzennego. 3 obserwacje na dob. Posterunki opadowe ( ok. 500) - raz na dob mierzy si opad i pokryw nien. Posterunki wodowskazowe (ok. 500) pomiar stanu raz w cigu doby, pomiar i okrelenie przepywu Istnieje szereg stacji nie wchodzcych do sieci IMGW, a zakadanych przez placówki naukowe dla celów badawczych. Min. Politechnika Krakowska (Zakad Hydrologii) posiada 2 stacje badawcze (w Stróy zlewnia rzeki Trzebuki oraz w Wielkiej Puszczy zlewnia potoku Wielka Puszcza), oprócz standardowych obserwacji hydrometeorologicznych prowadzone s tam obserwacje specjalne nie tylko z uwagi na wykorzystane przyrzdy, ale równie na czsto samych pomiarów. Terminy i zakres obserwacji: Obserwacje meteorologiczne powinny by midzy sob porównywalne, a wic na caym obszarze Polski ustalono w jakich terminach, jakimi przyrzdami (obecnie nastpuj zmiany w tym wzgldzie) i w jaki sposób zainstalowanymi bd wykonywane pomiary. Na stacjach meteorologicznych pomiary s wykonywane w godzinach: 00, 03, 06, 09, 12, 15, 18 i 21 przy czym cztery z nich s gównymi terminami synoptycznymi: 00, 06, 12 i 18 GMT. Na posterunkach meteorologicznych obserwacje wykonuje si w trzech terminach: 07, 13 i 19 (w lecie) oraz 8, 12, 18 (w zimie). Posterunki opadowe prowadz pomiar o godzinie 07. Pomiarami meteorologicznymi objto zespó parametrów fizycznych powietrza, wody atmosferycznej oraz gleby, do których nale: temperatura powietrza (na rónych wysokociach nad poziomem gruntu) i gleby (na rónych gbokociach), a take niekiedy wody (w zbiornikach wodnych), cinienie powietrza (przy powierzchni ziemi ale take jego pionowy rozkad), wilgotno powietrza (take jej pionowy rozkad wraz z powierzchniow warstw gruntu), kierunek i prdko wiatru (na rónych wysokociach), skadowe bilansu promieniowania i bilansu cieplnego, widzialno, przeroczysto i zanieczyszczenie powietrza, parametry charakteryzujce wymian wody midzy atmosfer, a powierzchni Ziemi, takie jak: opady atmosferyczne (we wszystkich stanach skupienia wody), osady oraz parowanie z powierzchni gruntu i wód. pomiar stanu i przepywu. Do mierzenia wyej wymienionych parametrów wykorzystuje si ca gam metod i przyrzdów pomiarowych, od najstarszych i najprostszych po najnowsze zdobycze techniki. Przyrzd pomiarowy skada si z czujnika, systemu przenoszenia i wskanika. Najistotniejsz czci jest czujnik. Jest to, bowiem ten element, który reaguje na zmian mierzonego parametru. Systemy przenoszenia mog by mechaniczne (ukad dwigni i przekadni) lub elektryczne (elektroniczne). Wskaniki natomiast mog by róne ze wzgldu na rodzaj elementu wskanikowego wyrónia si nastpujce typy przyrzdów: mierniki - miar mierzonej wielkoci jest wychylenie wskazówki (mechaniczne lub elektryczne), rejestratory - mierzona wielko przekazywana i rejestrowana w sposób cigy. Mechaniczne nosz nazw samopisów - zapis graficzny. Elektryczne lub elektroniczne mog mie zapis analogowy lub cyfrowy. rejestratory odlegociowe - zawieraj system przekazywania impulsów czujnika na wiksze odlegoci drog przewodow lub radiow. Wikszo obserwacji prowadzi si w ogródku meteorologicznym. Jest to odsonity, ogrodzony obszar o powierzchni wyrównanej i poronitej traw. Powinien by odsunity od wysokich elementów w terenie, o co najmniej piciokrotn wysoko tych elementów STACJA METEOROLOGICZNA Stacja badawcza eksperymentalnej zlewni w Wielkiej Puszczy Ogródek meteorologiczny na terenie zlewni Wielka Puszcza
Laboratorium z meteorologii i hydrologii wprowadzenie - 4 - Laboratorium z meteorologii i hydrologii wprowadzenie - 5 - Przyrzdy meteorologiczne suce do okrelania temperatury i wilgotnoci powietrza s umieszczane w specjalnej, aluzjowej klatce, chronicej je przed dziaaniem promieni sonecznych, opadów, osadów i silnych wiatrów. Klatka jest ustawiona na czterech nogach tak, eby zbiorniki zawieszonych w niej pionowo termometrów znajdoway si na wysokoci 2 m nad powierzchni gruntu. Drzwiczki klatki s skierowane na pónoc. Oprócz klatki w ogródku znajduj si: deszczomierz (lub deszczomierze), poletko z termometrami gruntowymi i termometrem minimalnym przy powierzchni gruntu oraz wiatromierz. W niektórych stacjach znajduje si szereg dodatkowych przyrzdów pomiarowych (pluwiograf, zmarzlinomierz, aparatura aktynometryczna i wiele innych). Cz przyrzdów znajduje si w pomieszczeniu stacji - s to przyrzdy do pomiaru cinienia (barometr, barograf, aneroid), a take aparatura do wymiany i czci zapasowe. Obserwacje naley wykonywa w takiej kolejnoci, aby termometry suchy i zwilony byy odczytane dokadnie w danym terminie. Do obowizków obserwatora naley odczytanie i zanotowanie wskaza wszystkich przyrzdów oraz postawienie reperu na paskach przyrzdów samopiszcych. Repery wykonuje si w kadym terminie obserwacyjnym przez podniesienie i opuszczenie piórka samopisu, które w ten sposób rysuje kresk poprzeczn Klatka meteorologiczna w stosunku do krelonej krzywej. Z miejsca o dobrej widocznoci obserwator ocenia zachmurzenie, rodzaj chmur i zjawiska meteorologiczne, a take ocenia widzialno poziom i stan gruntu. W okresie zimowym, w porannym terminie obserwacyjnym, mierzy grubo pokrywy nienej. Paski w samopisach zmienia si codziennie rano (przyrzd o zapisie dobowym) lub w poniedziaki rano (zapis tygodniowy) i wtedy te nakrca si zegary i uzupenia tusz w piórkach samopiszcych. Obserwator powinien ledzi zmiany pogody take pomidzy terminami obserwacji, powinien dba o czysto i sprawno przyrzdów. Obecnie coraz czciej wykorzystuje si najnowsze zdobycze techniki do pomiaru i rejestracji zjawiska meteorologicznych. Dane mierzone w terenie s przekazywane drog telefoniczn lub drog radiow bezporednio do stacji badawczych (odbiorców) i zapisywane w sposób cyfrowy. Radiowa stacja meteorologiczna. Pomiar: temperatura, wilgotno, opady, wiatr, temp. punku rosy, temperatura odczuwalna. Rejestracja danych (433 MHz - zasig 200 m). Radiowa stacja meteorologiczne POSTERUNKI WODOWSKAZOWE Posterunki wodowskazowe s to specjalne przekroje na ciekach koryt rzecznych, w których prowadzone s obserwacje stanów i przepywów wody. Lokalizacja posterunków wodowskazowych musi zapewnia moliwo caododobowych obserwacji przy caym zakresie pomiarowym (moliwo dokonania obserwacji przy kadym przepywie wystpujcym w cieku). Posterunek powinien by zlokalizowany w przekroju, który bdzie stabilny (brak akumulacji i erozji) oraz w miejscu, w którym na poziom wody nie maj wpywu inne elementy czy obiekty (budowle hydrotechniczne, dopywu czy odpywu wody). Na posterunkach pomiaru stanu wody dokonuje przy pomocy wodowskazów (najczciej s to aty wodowskazowe). W przypadku obserwacji cigej stosuje si limnimetry. Profil wodowskazowy na cieku Wielka Puszcza ZAPISYWANIE wyników obserwacji - dzienniki i wykazy. Wyniki obserwacji z okresu jednego miesica zapisywane s w przeznaczonych do tego dziennikach. S to: Dziennik synoptyczny - dla stacji meteorologicznych, Dziennik klimatologiczny - na posterunkach meteorologicznych, Dziennik temperatury gruntu. Bezporednio po obserwacji wpisuje si do dzienników wskazania przyrzdów i wyniki spostrzee wizualnych. Nastpnie uwzgldnia si poprawki do wartoci odczytanych i wyznacza z tablic potrzebne charakterystyki. Po ostatniej, wieczornej obserwacji oblicza si wartoci rednie dobowe poszczególnych parametrów i dokonuje si zestawie przebiegu zjawisk w danej dobie. Co miesic zestawia si: miesiczny wykaz spostrzee meteorologicznych, miesiczny wykaz opadowy, wyniki pomiaru temperatury gruntu. Po przepisaniu wyników codziennych obserwacji do wykazu, sporzdza si charakterystyki miesiczne: wartoci rednie miesiczne, sumy miesiczne opadu i parowania, wartoci ekstremalne, liczby dni o charakterystycznych wartociach poszczególnych parametrów, rozkad wiatrów.
Laboratorium z meteorologii i hydrologii wprowadzenie - 6 - POMIAR WYSOKOCI OPADU - 7 - Podobnie zapisuje si obserwacje stanów wody, które przelicza si na przepyw w danym profilu uywajc do tego krzywej konsumcyjnej. W okrelonych okresach czasu sprawdza si zgodno krzywej z rzeczywistym przepywem poprzez pomiar przepywu. OPRACOWANIE pasków z przyrzdów samopiszcych. Ze wzgldu na czas obrotu bbna z tam wyskalowanego papieru, rozróniamy samopisy dobowe i tygodniowe. Do cigego zapisu cinienia suy barograf (pasek papieru z wykresem zmian cinienia nosi nazw barogram), temperatury - termograf (wykres - termogram), wilgotnoci wzgldnej - higrograf (wykres - higrogram), opadów - pluwiograf (wykres - pluwiogram), a usonecznienia - heliograf (zapis - heliogram). Wszelkie niedokadnoci przyrzdów samopiszcych powoduj, e wartoci parametrów odczytane z wykresu obarczone s bdami. W dokonywaniu poprawek pomagaj repery zaznaczone w czasie obserwacji wykonywanych przyrzdem podstawowym (np. barometrem rtciowym). Opracowanie pasków polega na odczytaniu i wyliczeniu wartoci poprawionych, mierzonego elementu w danych odstpach czasu (godzinowych lub mniejszych). Obecnie paski podlegaj obróbce komputerowej. Pierwsz czynnoci jest wprowadzenie poprawek czasowych - jeli reper z danej godziny nie pokrywa si z odpowiedni lini siatki na pasku samopisu, naley odstpy midzy kolejnymi reperami podzieli na tyle czci ile godzin dzieli zaznaczone nimi obserwacje. Nastpn czynnoci jest odczytanie wartoci parametrów w przyjtych odstpach czasu (n p godzina) i wpisanie ich do formularza. W terminach obserwacji (7, 13, 19 w lecie; 8, 12, 18 w zimie) wyliczamy rónic pomidzy odczytem z samopisu (np. barografu) i przyrzdu podstawowego (barometru) - stanowi ona poprawk do odczytu z samopisu. Poprawk rozkadamy równomiernie na poszczególne odstpy czasu (np. godzinne) i po dodaniu (z uwzgldnieniem znaku) otrzymujemy waciw warto mierzonego elementu. Zostaj do wyznaczenia wartoci ekstremalne, które nie zawsze wystpuj w penych godzinach. Do ich odczytów wprowadza si poprawk redni z wartoci poprawek dla ssiednich godzin. Heliograf nie jest typowym samopisem. Tama jest tu przepalana przez Soce i std moemy wnioskowa o czasie i nateniu usonecznienia. Opracowanie polega na odczytaniu z dokadnoci do 0,1 godziny czasu bezporedniego wiecenia Soca i wpisaniu tej wartoci do formularza. Uwzgldniamy nawet najsabsze lady wypalenia. Opracowanie pluwiogramu polega na odczytaniu sum opadów w przedziaach czasu (np. godzina) i czasu trwania opadu. Roczniki meteorologiczne i hydrologiczne Wyniki obserwacji meteorologicznych i hydrologicznych odpowiednio zestawione i obliczone s publikowane przez IMGW w Rocznikach meteorologicznych. Roczniki ukazuj si od 1921 roku i w rónych okresach zmieniay swoj form i zawarto, pozostajc jednym, czasem wieloczciowym rocznikiem. Po roku 1982 roczniki przestay by dostpne, obecnie IMiGW oferuje dane odpatnie w postaci zapisów na pytach CD. Codzienne mapy synoptyczne z godziny 00 i 12 GMT s publikowane w Biuletynach synoptycznych. Urednione dane z okresów wieloletnich zamieszczane s w publikacjach i pracach naukowych (atlasy opadów, atlasy klimatyczne itp.) Instytutu lub poszczególnych jego pracowników. OPAD Opad jest to produkt kondensacji pary wodnej, który w stanie staym (nieg, grad) lub ciekym (deszcz) dociera do powierzchni terenu. Od opadu naley odróni osady - stanowice równie produkt kondensacji - ze wzgldu na odmienny sposób ich formowania. Opad mierzymy wysokoci warstwy wody, jaka powstaaby na terenie gdyby by szczelny, paski i nie byoby parowania. Wysoko opadu wyraamy w mm. Opad wyraony w mm odnosi si do punktu pomiarowego i jego najbliszego otoczenia. Jeli pod uwag bierze si obszar objty opadem wówczas wygodniej jest posugiwa si objtoci opadu, jaka spada na dany teren w jednostce czasu. Mówimy wówczas o wydajnoci opadu (ale w poczeniu z jednostk czasu na jednostk powierzchni). Dla przykadu: Jeli na pow. 1 m 2 - spadnie deszcz o wysokoci 1 mm to objto wody wyniesie - 1 litr Jeli na pow. 1 ha - spadnie deszcz o wysokoci 1 mm to objto wody wyniesie - 10 m 3 Jeli na pow. 1 km 2 - spadnie deszcz o wysokoci 1 mm to objto wody wyniesie -1000 m 3 Rodzaj opadów atmosferycznych. Jako najczciej wystpujce opady mona wymieni: deszcz, mawk, nieg z deszczem, krupy niene i grad. DESZCZ - opad zoony z kropel wody o rednicy wikszej ni 0,5 mm. Jest to najczciej pojawiajcy si opad w naszym klimacie. MAWKA - opad drobnych kropelek wody o rednicy mniejszej od 0,5 mm, które spadaj bardzo wolno i s atwo przenoszone przez wiatr w kierunku poziomym. NIEG - opad krysztaków lodu, które maj zwykle delikatn, rozgazion struktur. Podstawow form czstek tego opadu s gwiazdki szecioramienne o piknej i bogatej kompozycji. Przy temperaturach nieco niszych od zera krysztaki cz si zwykle w patki (nieynki), a te czsto w due paty. NIEG Z DESZCZEM - opad niegu i deszczu lub mokrego niegu, wystpujcy w temperaturach zblionych do zera i wyszych od zera. KRUPY NIENE - opad biaych, kulistych lub stokowatych ziarenek o rednicy od 2 do 5 mm. Podczas spadania na twarde podoe odbijaj si i rozpryskuj. GRAD - opad kulek lub bryek lodu nieforemnego ksztatu (gradzin) o rednicy do 50 mm, czasami wikszych. Pada przy temperaturach wyszych od 0 o C, w ciepej porze roku, zwykle towarzyszy mu burza atmosferyczna. Najczciej wystpuje w niszych szerokociach geograficznych, a najwiksze gradziny spotykane s w strefie midzyzwrotnikowej. Znane s ponadto takie opady, jak deszcz marzncy, mawka marznca, nieg ziarnisty, ziarna lodowe i supki lodowe. Opady mona take podzieli na cige, z przerwami, przelotne i roszce. OPADY CIGE - s to opady deszczu lub niegu trwajce przez duszy czas bez przerwy (wicej ni 6 godzin) lub z bardzo krótkimi przerwami, o przecitnym i dosy równomiernym nateniu (wikszym ni 0,5 mm/godz.), obejmujce na ogó swym zasigiem due obszary. Padaj zwykle z chmur warstwowych deszczowych Ns i rednich warstwowych As uformowanych przy wznoszeniu si powietrza wzdu powierzchni frontowych. OPADY Z PRZERWAMI - s to równomierne opady, zazwyczaj o maym nateniu, z chmur warstwowych, padajce z przerwami. OPADY PRZELOTNE - s to opady zwykle krótkotrwae o zmiennym, lecz duym nateniu (ulewy). Pochodz z chmur kbiastych deszczowych (Cb). Opadom przelotnym towarzysz czsto silne i porywiste wiatry oraz burze, byskawice i grzmoty. Opady te, dlatego s zazwyczaj krótkotrwae, e pochodz z oddzielnych chmur lub z chmur wystpujcych w stosunkowo wskich strefach opadowych, szybko przemieszczajcych si frontów chodnych.
POMIAR WYSOKOCI OPADU - 8 - POMIAR WYSOKOCI OPADU - 9 - OPADY ROSZCE - s to niewielkie opady bardzo drobnej mawki lub bardzo maych nieynek, pochodzce z chmur niskich warstwowych (St) lub kbiasto-warstwowych (Sc). Inne podziay: OPADY OROGRAFICZNE - zwizane z rzeb terenu i wystpuj po dowietrznej stronie gór. Poziomo przemieszczajca si masa powietrza napotykajc na przeszkod w postaci gór ulega spitrzeniu i wznosi si po zboczu do góry. Ochadza si adiabatycznie w wyniku, czego powstaj chmury i cige, na ogó dugotrwae, opady (do kilku dni). DZESZCZE ULEWNE - ulewami nazywamy takie opady, które w krótkim czasie daj due iloci wody. Ten rodzaj opadu charakteryzowany jest przez nastpujce parametry: natenie, czas trwania oraz wydajno. Osady atmosferyczne. Do najczciej wystpujcych u nas osadów atmosferycznych zaliczamy: ros, szron, szad i gooled. ROSA - jest to zbiór kropelek wody tworzcych si bezporednio na powierzchni gleby, rolinnoci i przedmiotach znajdujcych si na powierzchni Ziemi, w wyniku kondensacji pary wodnej otaczajcego powietrza w temperaturze wyszej od 0 o C. Osad ten powstaje wówczas, gdy temperatura wymienionych powierzchni spada poniej temperatury punktu rosy otaczajcego jej powietrza. Przyczyn takiego ozibienia jest zwykle wypromieniowywanie energii cieplnej z powierzchni czynnej, które osiga najwiksze wartoci podczas bezchmurnych nocy. Dlatego bezchmurne noce sprzyjaj powstawaniu rosy. Ilo osadzajcej si rosy ronie wraz ze wzrostem wilgotnoci przygruntowej warstwy powietrza. Im wicej pary wodnej zawiera przygruntowe powietrze, tym wicej jej moe si skrapla w postaci rosy przy odpowiednim spadku temperatury. Duy wpyw na ilo i czsto wystpowania rosy wywiera prdko wiatru. SZRON - jest to osad lodu o wygldzie krystalicznym powstajcy w podobny sposób jak rosa, ale przy temperaturze powietrza niszej ni 0 o C. SZAD - jest to uwarstwiony osad w postaci ziarenek lodu, o barwie biaej lub jasno-perowej, osigajcy niekiedy znaczn grubo, dochodzc nawet do 200 mm i wicej. Gromadzi si na wyzibionych poniej 0 o C drzewach, krzewach, przewodach telekomunikacyjnych, budynkach itp., przewanie po stronie zwróconej do wiatru, który niesie wilgotne powietrze lub czsto mg. W odrónieniu od szronu, do którego podobna jest budowa, szad powstaje w kadej porze doby. W wysokich górach osad ten czsto odgrywa bardzo du rol ze wzgldu na czste pojawianie si i na znaczne iloci wody, jakie wnosi w ogólny bilans produktów kondensacji pary wodnej. Szad obcia i amie gazie drzew, obrywa przewody telekomunikacyjne. Szkody wywoane w ten sposób maj niekiedy charakter katastrofalny. W Polsce, na obszarach nizinnych szad wystpuje zwykle tylko w chodnej porze roku i to bardzo rzadko. rednia roczna liczba dni z tym osadem wynosi zaledwie kilka dni. GOOLED - jest to gadki, szklisty osad lodu tworzcy si na powierzchni gleby ozibionej do temperatury niszej lub nieco wyszej od 0 o C i na przedmiotach znajdujcych si na niej, w wyniku zamarzania przechodzonych spadajcych kropel deszczu lub mawki. Osad ten osiga znaczn grubo, zwaszcza na przedmiotach wystawionych na bezporedni wpyw wiatru, i podobnie jak szad, wyrzdza wówczas due szkody, amic gazie, a nawet supy telekomunikacyjne itp. Mgy Mg nazywamy zawiesin bardzo maych kropelek wody (rzadziej, przy bardzo niskich temperaturach, krysztaków lodu lub jednych i drugich jednoczenie) w powietrzu, zmniejszajc widoczno poziom poniej 1 km 2. Mga tworzy bia zason przesaniajc krajobraz. Jeli przy wystpowaniu takiej zasony widzialno jest wiksza ni 1 km, wówczas zjawisko to nazywamy nie mg, lecz zamgleniem. Owo zmniejszenie widzialnoci stanowi kryterium przy obserwacjach mgy. Mga powstaje zwykle wskutek ozibienia si powietrza poniej punktu rosy, przy czym skraplanie si pary wodnej nastpuje tu nad gleb lub na stosunkowo niewielkich odlegociach od powierzchni Ziemi. Wskutek maych rozmiarów kropelki mgy unosz si w powietrzu i bardzo wolno opadaj. Pod wzgldem sposobu powstawania mona rozróni takie gówne rodzaje mgie, jak: radiacyjn i frontow. MGA RODIACYJNA - nazywana równie mg z wypromieniowania, powstaje przy silnym ozibieniu si powierzchni Ziemi wskutek wypromieniowania ciepa z jej powierzchni, od niej ozibia si powietrze i gdy jego temperatura spadnie poniej punktu rosy, zawarta w powietrzu para wodna skrapla si. Mga radiacyjne utrzymuje si albo tu przy glebie, jako mga przyziemna (niska), albo siga do kilkuset metrów wysokoci i nosi wtedy nazw mgy wysokiej (górnej). Mga przyziemna pojawia si u nas najczciej w drugiej poowie lata i na jesie, podczas pogodnych i bezwietrznych nocy. Zwizana jest z nocn inwersj temperatury powietrza. Po wschodzie Soca, a take wraz z pojawieniem si silniejszego wiatru, mga i inwersja zanikaj. W paszczynie poziomej mga przyziemna rozprzestrzenia si zwykle w formie oddzielnych patków, przewanie w zagbieniach terenu, w ssiedztwie bagien, na polanach lenych, a wic nad obszarami silnie wyzibionymi wskutek duego wypromieniowywania efektywnego. MGA ADWEKCYJNA - tworzy si wówczas, gdy napywajce ciepe i wilgotne powietrze ochadza si wskutek przepywu lub stagnacji nad znacznie chodniejszym podoem. Okresem sprzyjajcym powstawaniu mgy adwekcyjnej jest raczej chodna pora roku, przede wszystkim listopad i grudzie. Wystpuje ona u nas w tym czasie dosy czsto przy adwekcji wilgotnego powietrza zwrotnikowo - morskiego lub ciepego powietrza polarno - morskiego. Siga do wysokoci wielu setek metrów. Towarzyszy jej zwykle dosy silny wiatr. Sposoby pomiaru opadu Pomiar opadu polega na zmierzeniu wysokoci warstwy wody jaka spada na badany teren. Wykonuje si go na stacjach meteorologicznych i wybranych posterunkach opadowych. Pomiar odbywa si przy uyciu przyrzdów standardowych (deszczomierzy i pluwiografów) bd przy uyciu czujników wchodzcych w skad automatycznego systemu rejestracji danych. Deszczomierze mierz sumy dobowe (wpisywane zawsze za poprzedni dob). S to najczciej blaszane pojemniki o okrelonej powierzchni wlotu, posiadajce we wntrzu zbiornik na wod opadow. Mimo prostej konstrukcji pomiar opadu obciony jest bdami wywoanymi deformacj strugi w pobliu samego deszczomierza, zwileniem cianek naczynia przez opad, parowaniem wody ze zbiornika. Pomiar wysokoci opadu za pomoc deszczomierza Pomiary opadu na posterunkach opadowych przeprowadza si 1 raz dziennie o godz. 7 00. Dla celów synoptycznych mierzy si opad cztery razy na dob oraz dodatkowo w pewnych szczególnych przypadkach. Wyniki pomiarów wpisuje si do dziennika obserwacyjnego, przy czym pamita naley, e zmierzon sum dobow wpisuje si do dziennika z dat dnia poprzedniego. Pomiar opadu wykonuje si przy pomocy specjalnie do tego celu wyskalowanej menzurki, która w dolnej czci posiada skal skaon, pozwalajc na odczytywanie opadów mniejszych od 1 mm. Menzurka dostosowana jest do powierzchni standardowej równej 200 cm 2 i wyskalowana jest bezporednio w mm wysokoci opadu. Wlewajc do menzurki objto wody zgromadzonej w naczyniu odczytujemy na skali wprost wysoko danego opadu. Deszczomierz Hellmanna Przyrzd standardowy stosowany do wysokoci 500 m. n. p. Skada si z odbiornika, podstawy, zbiornika, wkadki uywanej podczas opadów niegu oraz trzymada sucego do zawieszenia przyrzdu na paliku. Powierzchnia chwytna wynosi 200 cm 2. Deszczomierz przytwierdza si do supka tak, by wlot do niego znajdowa si w poziomie na wysokoci 1 m nad powierzchni terenu. Powyej 500 m n.p.m. deszczomierze montuje si tak by ich powierzchnia wlotowa znajdowaa si na wysokoci 1,5 m nad powierzchni terenu.
POMIAR WYSOKOCI OPADU - 10 - POMIAR WYSOKOCI OPADU - 11 - Bdy w pomiarze deszczomierzem Hellmanna Opad mierzony deszczomierzem obarczony jest bdem spowodowanym dziaaniem wiatru, który powoduje, e cz kropli deszczu jest wywiewana znad powierzchni chwytnej deszczomierza. Opracowane poprawki wskazuj, e ich warto ronie wprost proporcjonalnie do kwadratu prdkoci. W celu uniknicia zakóce spowodowanych wiatrem stosuje si specjalne osony deszczomierzowe. Poprawka na parowanie wie si z wpywem deficytu wilgotnoci powietrza i prdkoci wiatru na proces parowania wody zgromadzonej w zbiorniku. W okresie letnim mona przyj wielko parowania od 0,2 0,5 mm na dzie. Poprawka na zwilenie deszczomierza spowodowana jest strat opadu, który spywajc do dolnego zbiornika zwila cianki deszczomierza. Jednorazowe zwilenie deszczomierza wynosi 0,26 mm, z czego na górn cz (naczynie przechwytujce opad) przypada 0,15 mm. Analiza zarejestrowanych w ten sposób pojedynczych opadów pozwala na odczytanie pocztku i koca opadu, czasu jego trwania, wyodrbnienia okresów o rónych nateniach opadu w przyjtych jednostkach czasu. Pluwiogram to krzywa sumowa opadu, której koniec wskazuje cakowit wysoko zarejestrowanego opadu. Jeeli poczymy koniec tej krzywej z jej pocztkiem uzyskamy prost, której nachylenie do osi odcitych przedstawia rednie natenie zarejestrowanego opadu. Nachylenie stycznej do krzywej w dowolnym jej punkcie przedstawia natenie chwilowe dla danego punktu. Najwiksze nachylenie stycznej do krzywej przedstawia maksymalne natenia opadu. Pluwiograf Deszczomierz Hellmanna Pluwiograf Pluwiografy rejestruj przebieg opadu dostarczajc tym samym penej informacji o przebiegu procesu. S to urzdzenia rejestrujce przebieg zjawiska w cigu caego rozpatrywanego okresu czasu. Zbudowane s z obudowy metalowej, cz chwytna skada si z otworu wlotowego o powierzchni standardowej 200 cm2 zakoczonej dnem wyksztaconym w postaci lejka. Zbierany opad poprzez lejek, gumowym wem dostaje si do zbiorniczka, w którym znajduje si pywak. Przymocowane za pomoc prta poczonego z pywakiem piórko, przylegajce do tamy papieru nawinitej na metalowy bben poruszany mechanizmem zegarowym, kreli wykres zwany pluwiogramem, przedstawiajcy aktualny stan wody w zbiorniczku, odpowiadajcy sumie opadu od jego pocztku do momentu analizowanego. Poniewa objto zbiorniczka jest ograniczona (10 mm), wyposaono go w urzdzenie przelewowe oparte na zasadzie dziaania lewara. Dziki temu pomiar opadu nie zaley od jego wysokoci. W miejsce zbiorniczka wprowadza si czsto urzdzenia korytkowe, znacznie atwiejsze w obsudze i znacznie pewniejsze. Skada si ono z dwóch bliniaczych korytek umieszczonych pod otworem wlotowym w ten sposób, by po wypenieniu si wod jednego z nich nastpi wywrócenie, powodujce umieszczenie pod otworem wlotowym drugiego z nich (zobacz: deszczomierz korytkowy). Deszczomierz wagowy Deszczomierz korytkowy Innym rozwizaniem do cigego pomiaru deszczu jest deszczomierz korytkowy. Deszczomierz skada si z dwóch symetrycznych zbiorników (korytek) podpartych centralnie. Objto korytek jest znana. Podczas wystpienia opadu korytka s wypeniane naprzemian. W wyniku napeniania zmienia si ciar i po cakowitym napenieniu korytka zachwiana zostaje równowaga w wyniku, czego urzdzenie przechyla si. Nastpuje wówczas oprónienie jednego z korytek, a drugie napenia si. Rejestrator zlicza liczb przechyle urzdzenia i na tej podstawie okrela si objtoci (wysoko) opadu w czasie. Pluwiograf Deszczomierz wagowy Do cigej rejestracji opadu w czasie su deszczomierze sprzgnite z rejestratorami. Jednym z takich rozwiza jest deszczomierz wagowy. Zasada dziaanie jest zbliona do deszczomierza Hellmana, z t jednak rónic, e zbiornik, w którym gromadzi si opad znajduje si na wadze. Waga jest sprzgnita z rejestratorem, który rejestruje przyrost wagi (objtoci) opadu w czasie co póniej jest przeliczane na wysoko opadu. Takie rozwizanie wymaga jednak, aby obserwator (raz na dob) oprónia zbiornik. Deszczomierz korytkowy
POMIAR WYSOKOCI OPADU - 12 - POMIAR WYSOKOCI OPADU - 13 - Automatyczne stacje opadowe Automatyczne stacje opadowe pozwalaj na cig rejestracje wysokoci opadów czasie, dodatkow zalet tego rozwizania jest moliwo Przekazywania danych na drog radiow do stacji pomiarowych i ich rejestracja na nonikach cyfrowych. Przyspiesza to znacznie analiz zachodzcych zmian, jak równie uatwia gromadzenie danych. Radiowy deszczomierz o zasigu 200 m. Pomiar 1 h, 24 h, cakowity, wykres opadów z 24 h. Stacja meteorologiczna w aluminiowej obudowie (wodoodporna). Pomiar temperatury, wilgotnoci, cinienia, opady, kierunek i prdko wiatru, temp. punktu rosy, temp. odczuwalna (radiowa 86.8 MHz, zasig do 1000 m). Deszcze nawalne, natenie, wydajno, skala Chomicza Deszcze o duym nateniu i krótkim czasie trwania nazywamy deszczami nawalnymi. Z pojciem deszczu nawalnego czy si jego natenie i wydajno. Nateniem opadu (intensywnoci) nazywamy stosunek wysokoci opadu do czasu jego trwania i wyraamy go w mm/min. Wydajno opadu jest to objto opadu, jaka spada na jednostk powierzchni w jednostce czasu i wyraamy j w l/s ha lub w m3 /s km2. Czas trwania opadu jest to czas od chwili wystpienia opadu do jego zakoczenia. Podstawow jednostk intensywnoci opadu jest jednostka wyraona w mm/min lub mm/godz. Natenie opadu mierzy si te w jednostkach objtoci opadu przypadajcych na jednostk czasu sekund- i jednostk powierzchni np. ha lub km 2 powierzchni. Tego typu jednostki stosuje si np. do projektowania kanalizacji miejskiej odprowadzajcej wody burzowe. Naley pamita, e wydajno opadu odnosi si do caego opadu natomiast natenie odnosi si do pewnego przedziau czasu. W Polsce deszcze nawalne wystpuj tylko w lecie, najczciej w czerwcu, lipcu i sierpniu. Deszcze nawalne z racji swojej wydajnoci, która wie si z zagroeniem powodziowym, podlegaj klasyfikacji. Prowadzona jest ona w zalenoci od natenia opadu. W Polsce klasyfikacj deszczu zajmowa si midzy innymi Chomicz. Analizowa on zaleno wydajnoci opadu od czasu jego trwania i na bazie uzyskanych wyników sporzdzi wykresy, gdzie na osi odcitych przedstawiony jest czas trwania opadu, na osi rzdnych odpowiadajca mu suma. Zaleno majca ksztat paraboli pozwala na okrelenie kadego zdarzenia opadowego i jego klasyfikacj. Mona w ten sposób porównywa ze sob róne deszcze zarówno pod wzgldem wydajnoci jak i natenia. Chomicz przez wydajno rozumie cakowit sum opadu. Ogólne równanie, które stao si podstaw opracowywanych nomogramów i tabel pozwalajcych na klasyfikacj deszczów o duym nateniu ma nastpujc posta: u t u - wydajno deszczu w mm k - wspóczynnik wydajnoci opadu równy 2 2 k - numer skali Chomicza t - czas trwania opadu w minutach Skala Chomicza Stopie Wspóczynnik wydajnoci Kategoria deszczu skali opadu Okrelenie Znak literowy 0 0.0-1.0 zwyky deszcz 1 1.01-1.40 silny deszcz A o 2 1.41-2.00 deszcz ulewny I st A 1 3 2.01-2,82 deszcz ulewny II st A 2 4 2.83-4.00 deszcz ulewny - III st A 3 5 4.01-5.65 deszcz ulewny - IV st A 4 6 5.66-8.00 deszcz nawalny - V st B 1 7 8.01-11.30 deszcz nawalny VI st B 2 8 11.31-16.00 deszcz nawalny VII st B 3 9 16.01-22.61 deszcz nawalny VIII st B 4 10 22.62-32.00 deszcz nawalny IX st B 5 11 32.01-45.23 deszcz nawalny X st B 6 12 45.24-64.00 deszcz nawalny XI st B 7 Polska jest krajem, w którym deszcze nie osigaj najwyszych nate. Najczciej notowane kategorie deszczu to deszcze ulewne III i IV stopnia. Pomiar pokrywy nienej Zasoby wody w niegu okrela si na podstawie pomiarów punktowych gruboci szaty nienej wykonywanych za pomoc przyrzdów staych (ata niegowa) lub przenonych (laska niegowa). Pomiary musz by wykonywane na wikszym obszarze w wielu punktach, poniewa rónice gruboci szaty nienej s bardzo due. Metoda trójktów polega na wytyczeniu trójkta o bokach dugoci ok. 1 km. Grubo pokrywy nienej okrela si na bokach trójkta w odlegociach co 100 m (osobno w terenie otwartym i zalesionym). Metoda poligonów polega na wytyczeniu w terenie cigu poligonowego oraz na pomiarze gruboci szaty nienej w punktach wierzchokowych zaoonego poligonu. Najbardziej praktyczna jest metoda patrolowa, polegajca na obraniu na mapie kierunków patrolu, natomiast punkty pomiarowe wyznacza si w trakcie pomiaru. Pomiary wykonuje si nie rzadziej, ni co 20 dni w okresie przyrastania pokrywy nienej i nie rzadziej ni co 5 dni w okresie jej zanikania. Na podstawie wyników pomiarów punktowych wykrela si linie jednakowych gruboci pokrywy nienej izohiony. redni grubo warstwy niegu w zlewni oblicza si metod izohiet. Zapas wody w pokrywie nienej na obszarze caej zlewni oblicza si jako iloczyn punktowego zapasu wody i powierzchni obszaru. Przyrzd do pomiaru pokrywy Skrajnym przypadkiem retencji zimowej s lodowce tworzce nienej si na obszarach, na których nieg wystpuje cay rok. Ilo wody zawartej w niegu, zwan zapasem wody w pokrywie nienej h okrela si ze wzoru: n h 10 hs 10 nhs [ mm] w ciar objtociowy wody, w = 1 [g/cm 3 ], w h s grubo pokrywy nienej [cm], n gsto niegu [g/cm 3 ].
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 14 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 15 - POMIAR STANU WODY I GEBOKOCI WODY Stan wody - wysoko zwierciada wody ponad poziom (zerowy) porównawczy. Gboko - wysoko zwierciada wody ponad dno cieku. Napenienie - wysoko zwierciada wody ponad dno teoretyczne (dotyczy profilu cieku). Dno teoretyczne jest to dno wyznaczone przez zwierciado wody przy przepywie równym zero. poziom (zerowy) porównawczy stan wody gboko POMIAR STANU WODY Stany wody s podstawow charakterystyk hydrologiczn rzeki. Mierzy si je za pomoc wodowskazów. Miejsce prowadzenia pomiarów stanów wody nazywa si posterunkiem wodowskazowym, natomiast punkt na rzece, w którym zainstalowany jest wodowskaz, nosi nazw profilu wodowskazowego. Profile wodowskazowe: Profil wodowskazowy powinien by tak zlokalizowany, aby moliwe byo waciwe funkcjonowanie posterunku. Lokalizacja profilu winna spenia nastpujce warunki: koryto rzeki w profilu wodowskazowym powinno by zwarte, jednolite i mieci (w miar moliwoci) cay przepyw rzeki, zwierciado wody w profilu wodowskazowym powinno by swobodne (nie powinno znajdowa si pod wpywem spitrze i depresji wywoanych przez czynniki naturalne i sztuczne), dno rzeki nie powinno ulega zmianom (erozji lub akumulacji), jak równie nie powinno zarasta rolinnoci rzeczn, profil musi by tak dobrany, aby istniay w nim dogodne warunki techniczne do zaoenia wodowskazu oraz by mona byo zapewni dobr ochron wodowskazu przed uszkodzeniami, wodowskaz musi by atwo dostpny dla obserwatora przy kadym stanie wody, odczytanie za podziaki wodowskazowej moliwe o kadej porze (równie w nocy). Wodowskazy: Wodowskazy atowe Najczciej spotykany typ wodowskazu, stosowany przez suby hydrologiczne. Najwaniejsz czci skadow tego wodowskazu jest ata wodowskazowa oraz podziaka. napenienie dno teoretyczne (Q=0 m 3 /s)
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 16 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 17 - Istotnym elementem wodowskazu jest poziom zera podziaki wodowskazowej. Poziom ten, ustalany niwelacyjnie i jest w zasadzie dowolny. W praktyce poziom zera wodowskazu przyjmuje si poniej najniszego stanu wody lub z uwagi na erozj denn powodujc pogbianie dna rzeki (w ten sposób unika si odczytów ujemnych). aty wykonywane s z rónych materiaów: drewno, metal, tworzywo sztuczne. Wyposaone s w podziaki. Skala podziaki oraz cyfry mog by namalowane lub wypalone, lub stanowi jednolit cao z at (odlew z eliwa lub aluminium). Najczciej podziaka skada si z segmentów o dugoci od 60 100 cm, które s przymocowane do aty. Lokalizacja at wodowskazowych: Wodowskaz przy izbicy. Typy wodowskazów atowych: ata prosta podziaka na acie jest okrelona co 2 cm (dokadno odczytu co 1 cm) opisana poprzez 3 cyfry. at tak mona stosowa w przypadku niezbyt duych waha stanów wody najczciej pónocna cz Polski. Wodowskaz wolno stojcy na palu ata prosta Wodowskaz przy filarze mostu Wodowskaz grupowy w przypadku, gdy zakres pomiarów na acie jest do duy stosuje si aty dzielone. Wchodz one w skad jednego wodowskazu i maj wspólny poziom (zera) odniesienia. Powinny by tak usytuowane, aby podziaki zachodziy na siebie (w przypadku stanów granicznych mona dokonywa jednoczenie odczytu na dwóch ssiadujcych atach). Pozwala to na zmniejszenie si wysokoci poszczególnych at i lepsz ochron przed uszkodzeniem.
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 18 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 19 - Wodowskaz grupowy Wodowskaz schodkowy stosowany w korytach uregulowanych. Fragmenty at s przymocowane do schodów usytuowanych na skarpach cieku. Przy tego typu pooeniu at odczyt jest bardzo dokadny, poniewa ata usytuowana jest bokiem do nurtu (nie nastpuje podpitrzanie wody na wodowskazie). Wodowskaz palowy aty cyfrowe stosowane na wodach niezamarzajcych. Zasada dziaania at cyfrowych oparta jest o magnes, który umieszczony jest w pywaku poruszajcym si w rurze. Na zewntrz rury umieszcza si kontaktory (urzdzenie, które zamyka obwód pod wpywem pola magnetycznego). Pod wpywem zmian poziomu wody - pywak przesuwa si i powoduje zamknicie obwodu w kontaktorze umieszczonym na odpowiedniej wysokoci. Po zamkniciu obwodu impuls elektryczny przekazywany jest do rejestratora. rejestrator Wodowskaz schodkowy aty skone montowane na skarpach cieków po regulacji (w obach). W tego typu atach podziaka jest skaona (wielko skaenia zaley od kta nachylenia skarp cieku). Przy takim pooeniu at odczyt jest bardzo dokadny, poniewa ata usytuowana jest bokiem do nurtu (nie nastpuje podpitrzanie wody na wodowskazie). kontaktory pywak z magnesem ata skona Wodowskaz palowy skada si z szeregu pali wbitych w przekroju poprzecznym rzeki w dno i skarpy. Gówki pali maj okrelone rzdne ponad poziom porównawczy. Pomiar polega na okreleniu wzniesienia zwierciada wody ponad gówk pala zanurzonego w wodzie. Stosowany na nieuregulowanych ciekach. ata cyfrowa
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 20 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 21 - Wodowskazy pywakowe Wodowskazy skadaj si z pywaka, utrzymujcego si na powierzchni wody oraz podnoszcego si i opadajcego wraz ze zmianami stanów wody. Pywak zawieszony jest na lince sprzonej z mechanizmem wskazujcym. Na rzekach szybko pyncych pywaki umieszcza si zazwyczaj w rurach lub studniach stojcych na brzegu i poczonych z rzek. Zgodnie z zasad naczy poczonych zwierciado wody w rurze znajduje si na tej samej wysokoci co w rzece. Wodowskazy maksymalne Wodowskaz pywakowy, ze skal tarczow Na rzekach górskich oraz maych ciekach, na których wezbrania s gwatowne i krótkotrwae, gdy nie ma moliwoci zaoenia limnimetru, stosuje si wodowskazy maksymalne. Urzdzenia te pozawalaj na zarejestrowanie kulminacji wezbrania wystpujcego pomidzy terminami obserwacji wodowskazowych. Limnimetry Limnimetr przyrzd do rejestracji zmiany stanu wody w czasie. Przyrzd skada si z urzdzenia pomiarowego i urzdzenia rejestrujcego. Limnigraf przyrzd rejestrujcy w sposób graficzny zmiany stanu wody w czasie. Limnigrafy przystosowane do rejestracji zmian stanów wody na brzegach mórz nosz nazw mareografów. W przekrojach wodowskazowych, w których zainstalowane s limnigrafy, w celu kontroli ich dziaania zakada si przewanie wodowskazy atowe. Urzdzenie pomiarowe przenosi wszelkie zmiany zwierciada wody w profilu wodowskazowym na urzdzenie rejestrujce. Stosowane s limnimetry: pywakowe cinieniowe elektroniczne Urzdzenia rejestrujce mog by: mechaniczne analogowe cyfrowe Limnigrafy pywakowe urzdzeniem pomiarowym jest wodowskaz pywakowy. W zalenoci od sposobu zainstalowania pywaka rozrónia si limnigrafy: Limnigraf KB-2 rurowe stosowane na mniejszych rzekach, o niewielkiej amplitudzie stanów wody. Ze wzgldu na ustawienie rury rozrónia si limnigrafy wolno stojce i brzegowe. Dopyw wody moe odbywa si poprzez otwór w korku lub w paszczu rury. Zapobiega to przenoszeniu falowania wody w rzece na zwierciado wody w rurze. Aby zapobiec zamarzaniu wody w rurze, wlewa si do rury rop naftow, której warstwa pokrywa powierzchni wody. Ponad rur umieszczona jest budka lub skrzynka, w której znajduje si urzdzenie rejestrujce, z ujciem poziomym s najczciej stosowane. Wylot rury powinien znajdowa si poniej najniszego znanego stanu wody. Rura zakoczona jest ksztatk skierowan zgodnie z biegiem rzeki. Na rzekach o zmiennym dnie czsto zakada si rury na rónych poziomach. Rejestrator znajduje si w budce nad studni i jest umieszczany powyej najwyszego stanu wody, lewarowe wykonanie takich limnigrafów jest bardziej ekonomiczne, poniewa nie ma potrzeby wykonywania robót ziemnych przy zakadaniu rury poziomej, jednak eksploatacja jest bardziej kopotliwa.
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 22 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 23 - Limnigrafy cinieniowe - Zasada dziaania limnigrafów cinieniowych, zwanych równie pneumatycznymi lub manometrycznymi, polega na pomiarze cinienia wody, jakie panuje w okrelonym punkcie przekroju wodowskazowego. Schemat limnigrafu cinieniowego a) b) Limnigrafy pywakowe: a) w rurze na palu wolnostojcym; b) w rurze na murze oporowym Limnigrafy nadne - Oparte na ukadach elektronicznych. W limnigrafach tego typu urzdzenie pomiarowe stanowi czujnik sonda, zawieszona na lince przewodzcej. Czujnik skada si z dwóch elektrod. Pooenie czujnika w stosunku do zwierciada wody wywouje odpowiedni sygna w elektronicznym ukadzie sterujcym, zwanym ukadem nadnym. Ukad pozostaje w spoczynku, gdy zwierciado wody znajduje si midzy elektrodami. Przy zmianie poziomu wody obydwie elektrody mog znale si pod lub ponad zwierciadem wody. Wówczas w ukadzie nadnym wzbudzone zostaj sygnay sterujce, uruchamiajce silnik elektryczny, który powoduje obrót sprzonego z nim bbna linowego, a tym samym podnoszenie lub obnienie czujnika. Ruch bbna ustaje, gdy zwierciado znajdzie si ponownie midzy elektrodami. Opisane urzdzenie nie zapewnia jednak zadowalajcej dokadnoci pomiaru przy szybkich zmianach poziomu zwierciada wody. c) d) Limnigrafy pywakowe: c) w studni z ujciem poziomym; d) w studni poczonej z wod lewarem Limnigraf nadny
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 24 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 25 - Limnigraf strunowy opracowany przez W.Gdka z Politechniki Krakowskiej. Wykorzystano w nim zaleno czstotliwoci drga struny metalowej od siy napinajcej strun. Metalowa struna pobudzana jest do drga impulsem elektrycznym poprzez elektromagnesy. Drgania struny zgodnie z prawem Maxwella wytwarzaj zmienne pole elektryczne. Zmiana siy naprajcej strun powoduje zmian czstotliwoci jej drga, co jest rejestrowane prze czujnik. W przypadku pomiaru waha stanów wody, si zmieniajc naprenie struny jest parcie hydrostatyczne wywoane przez sup wody na czujniku. Czujnik wypornociowy przyrzd ten skada si z drka podpartego w jednym punkcie. Na jednym kocu drka znajduje si pywak (element wypornociowy), na drugim przeciwwaga. Pod wpywem zmian zwierciada wody pywak zmienia swoj pozycje, co powoduje przechylanie si drka. Wychylenie drka okrela stan wody. czujnik fale ultradwikowe Sonda ultradwikowa przeciwwaga drek pywak Limnigraf strunowy Sonda poziomowskazowa - skada si z acucha rezystorów. Zmiany zwierciada wody powoduj zatopienie pewnej liczby rezystorów, co zmienia rezystancj sondy proporcjonalnie do liczby zatopionych rezystorów. Sonda ultradwikowa pomiar zmian stanu wody przy pomocy fal ultradwikowych. Czujnik jest montowany nad ciekiem i wysya wizk fali ultradwikowej, która po odbiciu wraca do czujnika. Na podstawie czasu przebiegu fali ultradwikowej okrela si odlego zwierciada wody od czujnika i zarazem stan wody. Czstotliwo wizki powinna tak by dobrana, aby ignorowane byy zjawiska atmosferyczne (deszcz, nieg, mga). Na pomiar nie powinno mie wpywu falowanie wody. Urzdzenie do kosztowne w zakupie i eksploatacji z uwagi na duy pobór energii elektrycznej. Czujnik wypornociowy
POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 26 - POMIAR STANU I GBOKOCI WODY - 27 - POMIAR GBOKOCI Do pomiaru gbokoci su przyrzdy zwane sondami. Sondy drkowe Sondy drkowe s to sztywne drki drewniane lub metalowe (wykonane ze stali, aluminium lub mosidzu), o przekroju owalnym lub kolistym. Z reguy na drkach znajduje si podziaka 1-, 5- lub 10-centymetrowa. Do pomiarów hydrotechnicznych stosuje si sondy z podziaem 1- centymetrowym. Dolny koniec sondy zakoczony jest talerzem lub szpikulcem. W sondzie zakoczonej talerzykiem istnieje moliwo oparcia o dno zbudowane z lunego materiau (piasek, mu). W przypadku sondy z drkiem okutym mona punktowo oprze sond na dnie kamienistym. Echosondy Echosonda (sonda akustyczna) dziaa na zasadzie odbicia fali ultradwikowej od dna rzeki lub zbiornika wodnego. Podczas pomiaru na zwierciadle wody (lub w jego pobliu) umieszcza si ródo i odbiornik dwiku. Nadajnik echosondy wysya fale akustyczne w postaci krótkich impulsów, które dochodz do dna, odbijaj si od niego i powracaj do odbiornika. Na postawie czasu przebiegu fal okrela si gboko wody. Podstawowym elementem echosondy jest indykator sterujcy ca aparatur oraz wskazujcy mierzon gboko. Produkowana w Polsce echosonda SP-405/2 suy do pomiaru gbokoci w zakresie od 0 do 45 m. Minimalny zasig pomiaru waha si w granicach od 0.5 do 0.8 m. Bd pomiaru okoo 1.5% Sondy ciarkowe Przy gbokociach wikszych ni 4 m i prdkociach wikszych ni 1 m/s stosowane s sondy ciarkowe. Sondy te wykonywane s zazwyczaj z elaza lub oowiu w ksztacie kul, soczewek lub torped i zawieszone na lince stalowej. Sondy o masie do 3 kg opuszcza si rcznie. Cisze sondy opuszcza si do wody ze specjalnych wycigów linowych zaopatrzonych w liczniki. Przy wikszych gbokociach stosuje si czujnik, który sygnalizuje oparcie sondy na dnie. W ciekach o duych prdkociach przepywu napór hydrodynamiczny wody oddziauje na sond i lin, powodujc odchylenia. W tych wypadkach naley pomiar zweryfikowa o poprawk zalen od prdkoci przepywu, gbokoci wody oraz masy liny i ciarka. a) b) Echosonda: a) schemat, b)sp-405/2 Literatura A.Byczkowski - Hydrologia ; tom.1; Wydawnictwo SGGW - Warszawa 1996
Pomiar objtoci przepywu -28 Pomiar objtoci przepywu -29 METODY POMIARU OBJTOCI PRZEPYWU Pomiary objtoci przepywu maj na celu okrelenie iloci wody Q przepywajcej w cieku naturalnym lub sztucznym w jednostce czasu t. V objto przepywajcej wody [m 3, dcm 3 ], V Q t czas [s, min]. t Mog one by wykonywane w róny sposób, przy czym wybór odpowiedniej metody pomiaru zaley zarówno od rodzaju i wielkoci cieku wodnego, jak i od rodzaju posiadanych przyrzdów. Rozrónia si dwie grupy metod pomiarowych: A. Metody jednoparametrowe nazywane równie bezporednimi, polegaj na pomiarze jednej zmiennej funkcji opisujcej przepyw, np. wysoko strumienia wody przelewajcej si przez przelew. B. Metody wieloparametrowe nazywane porednimi polegaj na pomiarze kilku zmiennych majcych wpyw na wielko przepywu, takich jak prdko rednia, powierzchnia przekroju hydrometrycznego i inne. W zalenoci od sposobu okrelania prdkoci rozrónia si trzy rodzaje metod: a) metody polegajce na pomiarze powierzchni przekroju i prdkoci punktowej w tym przekroju, b) metody polegajce na pomiarze prdkoci wody na pewnym odcinku (pomiary odcinkowe) i powierzchni przekroju przecitnego na tym odcinku cieku, c) metody polegajce na pomiarze przekroju poprzecznego i spadku zwierciada wody w tym przekroju. Przykady metod pomiaru i obliczania przepywu A. Metody jednoparametrowe 1. Pomiar za pomoc podstawionego naczynia Jest to najprostsza metoda polegajca na pomiarze iloci wody dopywajcej do podstawionego wycechowanego naczynia. Znajc objto naczynia V i czas jego napenienia t, okrela si natenie przepywu. Jest to metoda najdokadniejsza, lecz moliwo jej stosowania ogranicza si do cieków o bardzo maym przepywie. Najczciej stosowanymi przelewami s: Sposoby instalacji przelewu w korycie cieku a) przelew Ponceleta - jest to przelew prostoktny ze zweniem bocznym i dolnym. 2 2 / 3 Q h 2gh 3 Q przepyw [m 3 /s], b szeroko przelewajcej si wody [m], h wysoko warstwy wody [m], - wspóczynnik wydatku przelewu 2 b 2 3.615 3 4 b B b h 0.578 0.037 1 0.5 B h 1.6 B h p b) przelew Thomsona - jest to przelew trójktny ze zweniem bocznym. 2.5 Q k h k = -0.000191 h + 0.014325 o Dla 90 2.5 Q 0.014 h 40 < h < 250 cm Przelew Ponceleta Przelew Thomsona 2. Pomiar za pomoc przelewów Metoda wymaga zainstalowania w przekroju pomiarowym przelewu, którego ksztat jest zaleny od amplitudy zmian przepywu. Przepyw obliczamy ze wzorów, mierzc wysoko warstwy przelewajcej si wody h w odlegoci co najmniej 3h od przelewu z uwagi na krzywizn zwierciada wody nad przelewem. Pomiar napenienia na przelewie Pomiar metod podstawionego naczynia Aby uatwi obliczenie przepywu za pomoc przelewów, opracowano tabele, z których odczytuje si wartoci przepywu dla pomierzonych wysokoci napenienia. Zainstalowane w przekroju koryta przelew i ata wodowskazowa umoliwiaj w sposób atwy i dokadny okrelenie wielkoci przepywu. Napenienie h [cm] Przepyw Q [m 3 /s] 40 0.448 60 1.235 80 2.534 100 4.427 120 6.984 140 10.267 150 12.200 160 14.336 180 19.244 200 25.044 220 31.782 240 39.505 Wartoci napenienia i przepywu dla przelewu Thomsona 250 43.750 3. Metoda kolorymetryczna Znajduje ona zastosowanie dla maych potoków górskich charakteryzujcych si du burzliwoci ruchu, co zapewnia dobre wymieszanie dawki wskanika z pync wod. Metod t stosuje si w zakresie przepywów od 0.02 do 4.00 m 3 /s.
Pomiar objtoci przepywu -30 Pomiar objtoci przepywu -31 Polega ona na wprowadzeniu do wody pyncej korytem potoku roztworu znacznika (barwnika) o znanym steniu, przy czym wprowadzenie to moe odbywa si poprzez dozowanie cige z wydatkiem q lub zrzut jednorazowy. Najczciej stenie barwnika oraz liczb próbek pobieranych w przekroju pomiarowym okrela si stosownie do istniejcych warunków przepywu. Jeeli szeroko cieku jest mniejsza ni 5 m, wtedy próbki naley pobiera ze rodka rzeki, jeli jest wiksza od 5 m, wówczas dodatkowo pobiera si próbki w odlegoci 0.25 m od obydwu brzegów. Metoda kolorymetryczna w pratyce Metoda kolorymetryczna W przekroju kontrolnym pobiera si próbki wody zabarwione znacznikiem, których stenie mierzy si przyrzdem zwanym kolorymetrem zaopatrzonym w fotokomórk. Przez badane próbki zabarwionej wody przepuszcza si wizk wiata, która wpada do fotokomórki poczonej z galwanometrem o duej czuoci. Midzy stopniem rozcieczenia barwnika a wskazaniami galwanometru istnieje zwizek, który przedstawia krzywa tarowania. Metoda jednorazowego zrzutu znacznika polega na punktowym wprowadzeniu caej objtoci roztworu znacznika w krótkim czasie. Wskutek zjawiska dyspersji wytworzy si fala znacznika, której przejcie przez przekrój kontrolny zarejestrowane jest jako krzywa ste w funkcji czasu. Wielko przepywu Q obliczamy ze wzoru: Q T M C p dt Wprowadzanie barwnika Pobieranie próbek Okrelanie stenia B. Metody wieloparametrowe Metody wieloparametrowe dzielimy na punktowe i odcinkowe. Metody punktowe polegaj na mierzeniu prdkoci w wybranych punktach przekroju poprzecznego. Metody punktowe Przekrój wybrany do pomiaru nazywamy przekrojem hydrometrycznym. Powinien on by regularny, pooony na prostym odcinku rzeki i wytyczony prostopadle do kierunku ruchu wody. Przed przystpieniem do waciwego pomiaru naley odczyta stan wody na wodowskazie i zanotowa dat i czas jego wykonania. Podczas wykonywania pomiaru naley kontrolowa stan wody na wodowskazie lub tymczasowo wbitym paliku w dno rzeki przy brzegu. Pomiar przepywu skada si z dwóch czci: sondowa gbokoci i pomiaru prdkoci. Aby dokona sondowania przekroju naley nad zwierciadem wody rozcign wyskalowan lin pomiarow lub tam. Q - aktualna wielko przepywu w cieku (l/s), M - masa wprowadzonego znacznika (mg), C p - stenie roztworu w próbkach pobranych w przekroju kontrolnym (mg/l), t czas (s). Przepyw fali znacznika przez przekrój kontrolny Poprawne wyniki pomiaru mona uzyska, gdy: - przepyw Q jest stay podczas trwania pomiaru, - nie ma strat znacznika przy przejciu od przekroju dozowania do przekroju kontrolnego, - caka C p dt ma warto sta w poszczególnych punktach przekroju, T - odcinek pomiarowy pozbawiony bocznych dopywów jest zwarty bez szerokich rozlewisk i martwych zastoisk wodnych. Jego dugo oraz warunki przepywu powinny gwarantowa zupene wymieszanie wprowadzonego roztworu wskanika z wod w rzece. Dugo odcinka L ustala si, wlewajc roztwór fluoresceiny w przekroju 0 i obserwujc miejsce, w którym fluoresceina zabarwi wod na caej szerokoci rzeki. L wynosi zazwyczaj L 3l 6 l Przekrój poprzeczny koryta rzecznego
Pomiar objtoci przepywu -32 Pomiar objtoci przepywu -33 Koniec liny (zero podziaki) powinien by umocowany na brzegu lewym, tak aby odczyty podziaki wzrastay od brzegu lewego do prawego. Gboko naley mierzy tym gciej, im mniej regularny jest ksztat dna koryta. Do pomiaru gbokoci su sondy. S to rurki mosine lub aluminiowe zaopatrzone w dolnym kocu w talerz i krótki kolec, co pozwala na ich dobre oparcie o dno. Sondy zwykle maj rednic 20 mm i nacit podziak co 1 cm. Wykorzystywane s do maych i rednich gbokoci. Gbsze przekroje mierzone s za pomoc sond sztywnych z podziaem co 5 lub 10 cm. Do sondowania duych zbiorników wodnych jezior i mórz wykorzystuje si echosondy. Z powierzchni wody wysyane s impulsy dwikowe w kierunku dna zbiornika i za pomoc odpowiednich aparatów odbiorczych przyjmowane odbite fale dwikowe. Znajc prdko rozchodzenia si fal w wodzie (1500 m/s) oraz mierzc czas potrzebny na przejcie fali na drodze nadajnik no odbiornik, mona okreli gboko zbiornika. Zasady rozmieszczenia sondowa i pionów hydrometrycznych w przekroju poprzecznym (wg IMGW) Lp. Rozmieszczenie sondowa Rozmieszczenie pionów hydrometrycznych przy szerokoci rzeki do nie rzadziej jak co przy szerokoci rzeki do liczba pionów 1 2 m 0.2 m 2 m minimum 3 2 10 m 0.5 m 10 m 4 6 3 30 m 1.0 m 30 m do 8 4 80 m 2.0 m 80 m do 10 5 200 m 5.0 m 200 m do 12 6 ponad 200 m 10.0 m ponad 200 m ponad 15 Rozmieszczenie punktów pomiarowych w pionie hydrometrycznym (wg IMGW) Gboko Przy przepywie swobodnym Przy pokrywie lodowej lub zarastaniu koryta h [cm] Rozmieszczenie punktów pomiarowych Liczba punktów pomiarowych Rozmieszczenie punktów pomiarowych Liczba punktów pomiarowych < 0.2 m 0.4 h 1 0.5 h 1 0.2 0.6 m 0.2 h 0.4 h 0.8 h 3 0.15 h 0.5 h 0.85 h 3 > 0.6 m przy dnie 0.2 h 0.4 h 0.8 h przy powierzchni 5 przy dnie 0.2 h 0.4 h 0.8 h przy powierzchni Po przesondowaniu przekroju poprzecznego koryta wyznacza si w nim piony hydrometryczne, w których dokonuje si pomiaru prdkoci wody na rónych gbokociach.. Do punktowych pomiarów prdkoci przepywów su mynki hydrometryczne. 1 - skrzydeka, 2 - o mynka, 3 - sprynka stykowa izolowana, 4 - trzpie stykowy na kóku zbatym, 5 dzwonek 6 (dzwonek). Zetknicie to nastpuje za kadym penym obrotem kóka zbatego, któremu odpowiada dokadnie okrelona liczba obrotów skrzydeek. Czas upywajcy midzy kolejnymi sygnaami mierzy si stoperem. Mynek hydrometryczny moe by mocowany na rurze bd zawieszony na linie. Sposób pierwszy jest stosowany w przypadku, gdy gboko w pionie pomiarowym nie przekracza 3 metrów. W praktyce jednak pomiar mynkiem zamocowanym na rurze jest kopotliwy ju przy gbokoci 2 m i prdkoci wody powyej 1.5 m/s. W przypadku koniecznoci zawieszenia mynka na linie naley Wielko obcienia i rednica linki Prdko wody [m/s] Wielko obcienia [KG] rednica linki [mm] 1 10 15 1.0 1-2 25 50 1.5 1.8 2 3 50 75 2.0 3.0 dobrze dobra odpowiednie jego obcienie i rednic linki zawieszenia 3 75-100 3.0 4.0 Obcienie mynka powinno mie ksztat opywowy, tak aby stawiao jak najmniejszy opór pyncej wodzie; unika si przez to zbytniego odchylenia linki od pionu. Poniewa jednak zawsze wystpuje pewne jej odchylenie, to przy okrelaniu gbokoci zanurzenia mynka naley dugo linki pomnoy przez cosinus kta odchylenia. Po opuszczeniu mynka do wody na dan gboko mona rozpocz pomiar prdkoci. Równoczenie z wystpieniem sygnau dwikowego, który przyjmuje si za zerowy, uruchamia si stoper. W chwili wystpienia nastpnego sygnau odczytuje si (nie wyczajc stopera) czas z dokadnoci do 0.2 s i otrzyman warto wpisuje si do dzienniczka pomiarowego. Metoda punktowa w praktyce Sondowanie Zestaw: mynek + rejestrator Pomiar prdkoci wody mynkiem hydrometrycznym Pomidzy prdkoci wody a liczb obrotów skrzydeek mynka zachodzi zwizek liniowy, który jest wyraony równaniem: v - prdko wody (m/s), v n n - liczba obrotów skrzydeek mynka na sekund,, - wielkoci stae, okrelone na podstawie tarowania i podane Pomiary prdkoci wykonane w poszczególnych pionach hydrometrycznych su do okrelenia tachoid, krzywych rozkadu prdkoci w pionach. Dzielc pole tachoidy przez wysoko otrzymujemy redni prdko w pionie. w metryce mynka. Schemat mynka hydrometrycznego Zasada dziaania mynka hydrometrycznego jest nastpujca: Skrzydeka umieszczone na osi poziomej ustawia si pod prd wody. Obracaj si one wraz z osi, na której nacita jest limacznica. Porusza ona kóko zbate, na którym mieci si trzpie. W miar obrotu kóka zbatego zblia si on do sprynki stykowej 3. Zetknicie trzpienia ze sprynk zamyka obwód elektryczny, co sygnalizowane jest sygnaem dwikowym, Zaleno prdkoci przepywu od gbokoci (tachoida)
Pomiar objtoci przepywu -34 Pomiar objtoci przepywu -35 Obliczenie objtoci przepywu na podstawie wyników punktowych pomiarów prdkoci, a) metoda rachunkowa Po wykreleniu przekroju poprzecznego z zaznaczeniem pionów hydrometrycznych, w których dokonano punktowego pomiaru prdkoci przepywu, naley obliczy pola przekroju wydzielone tymi pionami F 0, F 1, F 2,... F n oraz prdkoci rednie w pionach w o oparciu o tachoidy. Przecitne wartoci prdkoci rednich dla pól zawartych midzy pionami mona obliczy jako redni arytmetyczn prdkoci rednich w pionach ograniczajcych dane pole, Przekrój poprzeczny koryta, wykres rozkadu prdkoci rednich w przekroju, krzywa iloczynów (v r h) Przekrój poprzeczny koryta z pionami hydrometrycznymi Wielko prdkoci redniej dla dwóch ssiadujcych ze sob pól vsr v I sr II vsr I II 2 Dla pól skrajnych rednia prdkoci jest równa 2/3 prdkoci w najbliszym pionie 2 v0i vi 3 Obliczenie objtoci przepywu polega na zsumowaniu iloczynów pól czstkowych F i i prdkoci rednich v i b) metoda Harlachera Q n i 1 F i v sri Q - natenie przepywu (m /s), F i - powierzchnie przekroju midzy pionami hydrometrycznymi (m ), v i - przecitna warto prdkoci rednich w ssiadujcych pionach (m/s) obliczona ze wzoru. Po obliczeniu prdkoci rednich w poszczególnych pionach sporzdza si wykres rozkadu prdkoci w przekroju poprzecznym. Nastpnie oblicza si iloczyny prdkoci rednich i gbokoci wody w poszczególnych pionach hydrometrycznych, odkadajc te wartoci (v r h) w dó od zwierciada wody. Wykres krzywej iloczynów powinien by wykonany w takiej skali, by w caoci mieci si wewntrz przekroju poprzecznego. Pole zawarte pomidzy t krzyw a lini poziom okrelajc pooenie zwierciada wody przedstawia w przyjtej podziace objto przepywu Q. Q B hv sr db B szeroko koryta [m]. Warto caki okrela si poprzez planimetrowanie pola zawartego midzy zwierciadem wody a krzyw iloczynów prdkoci v r i gbokoci h. c) metoda Culmanna Linie jednakowych prdkoci (izotachy) W oparciu o wykrelone wczeniej tachoidy naley skonstruowa krzywe jednakowych prdkoci, tzw. izotachy. Obliczenie przepywu polega na planimetrowaniu pól ograniczonych liniami jednakowych prdkoci. rednia prdko v r C midzy dwoma izotachami jest równa redniej arytmetycznej z prdkoci granicznych w kadym polu F C. Przepyw obliczamy nastpujco: n i liczba pól, Q F C v i sr Ci F - powierzchnia zawarta midzy izotachami (m 2 ), Ci i1 v sr - rednia prdko przepywu wody przez pole i, (m/s). Ci Metoda odcinkowa Odcinkowe pomiary przepywu polegaj na pomiarze prdkoci na wybranym odcinku cieku za pomoc pywaków. Do pyncej wody wrzuca si przedmioty nietonce, które poruszaj si z prdkoci powierzchniow. Pywakiem moe by krek drewniany, butelka czciowo napeniona wod itp.
Pomiar objtoci przepywu -36 Pomiar objtoci przepywu -37 Metoda pywakowa w praktyce Schemat pomiaru pywakowego Odcinek cieku, na którym ma by przeprowadzony pomiar pywakowy, powinno si tak dobra, aby strugi wody przebiegay równolegle do linii nurtu. Dugo odcinka powinna by wiksza od szerokoci B. Przy szerokoci od 3 do 20 m dugo odcinka przyjmuje si w granicach od 10 do 40 m, zalenie od prdkoci wody. Przed przystpieniem do pomiaru naley przesondowa przekroje poprzeczne na pocztku, w rodku i na kocu badanego odcinka. Prdko na drodze pywaka okrela si z równania: L v - prdko pywaka (m/s), v L - dugo odcinka pomiarowego (m), t t - czas przebiegu pywaka na dugoci odcinka L (s). Pomiar prdkoci wykonuje si kilkakrotnie, a wyniki urednia si. Jeli pomiar prowadzony jest na potoku o niewielkiej szerokoci, to prdko mierzy si w nurcie i mona j uzna za maksymaln prdko powierzchniow. Do obliczenia przepywu przyjmuje si przekrój rodkowy. Prdkoci pomierzone na poszczególnych torach pywaków odnosimy do punktów przekroju rodkowego, w których tory te przecinaj przekrój w punktach (A 1, B 1, C 1 ). Przepyw Q o obliczamy np. metod Harlachera, wykrelajc krzyw iloczynów prdkoci powierzchniowej i gbokoci. Planimetrujc pole pod krzyw (v h) otrzymujemy warto przepywu. Przepyw redni w wybranym przekroju koryta obliczamy ze wzoru: Q Q o - wspóczynnik redukcyjny. Warto wspóczynnika powinna by obliczona na podstawie jednoczesnych pomiarów mynkiem i pywakami. W przypadku, gdy pomiar prdkoci przepywu zosta wykonany tylko w nurcie, czyli gdy zostaa okrelona prdko maksymalna v max, do obliczenia prdkoci redniej w przekroju mona wykorzysta wzór Matakiewicza: v m sr max 0.59 0.02h sr 0.006 I v r - prdko rednia w przekroju poprzecznym (m/s), v max - najwiksza prdko na powierzchni, równa prdkoci mierzonej w nurcie (m/s), h r - rednia gboko w przekroju (m), I - spadek zwierciada wody ( ). Mnoc obliczon prdko v r przez pole rodkowego przekroju poprzecznego koryta F (m 2 ) otrzymujemy warto przepywu redniego Q. Q - natenie przepywu (m/s), Q F c R I F - przekrój poprzeczny koryta (m 2 ), c - wspóczynnik prdkoci okrelony ze wzorów empirycznych, R - promie hydrauliczny (m), I - spadek zwierciada wody (-). W praktyce zamiast promienia hydraulicznego przyjmuje si gboko redni, jeli speniony jest warunek, e szeroko koryta jest równa co najmniej 30 -krotnej gbokoci redniej. Warto wspóczynnika prdkoci c obliczana jest najczciej ze wzoru Manninga: 1 1 / 6 c R n wspóczynnik szorstkoci Manninga n Wielko wspóczynnika szorstkoci n jest stablicowana. Przepyw mona równie obliczy ze wzoru na prdko redni, uzalenion przez Matakiewicza od gbokoci redniej w przekroju h r i spadku zwierciada wody I 0.7 0.439 10 I vsr hsr I Metoda obliczania przepywu na podstawie pomiaru spadku podunego zwierciada wody Ten sposób obliczania przepywu stosowany jest w tych przypadkach, gdy zachodzi konieczno oceny przepywu szczególnie w strefie stanów wysokich, a warunki terenowe uniemoliwiaj bezporednie wykonanie pomiaru przepywu za pomoc mynka hydrometrycznego. Do obliczenia przepywu naley wyznaczy na wybranym odcinku powierzchni przekroju oraz redni gboko w trzech przekrojach poprzecznych. Za miarodajne do okrelenia przepywu przyjmuje si redni arytmetyczn powierzchni przekroju i gbokoci redniej, obliczone dla kadego z trzech przekrojów. Jeli istnieje moliwo dokadnej oceny wspóczynnika szorstkoci koryta, przepyw mona obliczy ze wzoru Chezy:
Lieratura: 1. HYDROLOGIA - A.Byczkowski - tom I, Wyd. SGGW, W-wa 1996 2. WICZENIA TERENOWE Z HYDROLOGII B.Wizik, A.Bardzik Wyd.PK, Kraków 1993 3. Woda w atmosferze ziemskiej - http://www.republika.pl/kabak/2.htm 4. Elementy meteorologiczne, przyrzdy, standardy pomiarów - Katedra Meteorologii i Oceanografii Nautycznej Wydziau Nawigacyjnego Akademii Morskiej w Gdyni - http://ocean.wsm.gdynia.pl/student/meteo1/ele_xx.htm 5. Meteo Serwis - http://www.stacjameteo.com 6. Zakad Elektroniki i Automatyki Przemysowej - http://www.aster.com.pl/index.htm 7. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej - http://www.imgw.pl/wl/internet/index.jsp