гідрологія
Відділ гідрології та Державного водного кадастру.
Відділ гідрології займається вивченням гідрологічного режиму річок, озер і водосховищ басейну р. Ками.
Гідрологічний режим - це закономірні зміни стану водного об'єкта в часі, обумовлені фізико-географічними властивостями басейну і, в першу чергу, його кліматичними умовами.
Відділ гідрології здійснює редакцію Щорічника: том I, випуск 25, частина 1. Річки і канали. Це басейн Каспійського моря (без Кавказу і Середньої Азії), басейн р.Кама.
У цьому випуску щорічника опубліковані результати гідрологічних спостережень, виконаних на водних об'єктах станціями і постами Башкирського, Верхньо-Волзького, Татарського, Удмуртского і Північного УГМС і постом Башкіренерго.
Крім редакції Щорічника, у відділі проводиться велика робота по складанню довідника "Багаторічні дані про режим і ресурсах поверхневих вод суші", який є продовженням публікації довідника "Основні гідрологічні характеристики", що представляє собою одну з серій матеріалів, що видаються Державним комітетом по гідрометеорології, під загальним назвою "Державний водний кадастр".
Дані Щорічників або Державних водних кадастрів призначені:
- для інформаційного забезпечення гідротехнічного, водогосподарського та промислового проектування,
- для обслуговування річкового флоту, залізниць,
- для прогнозування зміни водності річок і якості вод.
Джерелами гідрологічної інформації служать гідрологічні пости. Гідрологічні пости - це пункти на річках, озерах і водосховищах, де виробляються спостереження за рівнями і витратами води, льодовими явищами і температурою водних мас, наносами і заростанням русла. Пости знаходяться у введенні гідрологічних станцій.
Найперші пости в Башкирії з'явилися в Уфі в 1877году і в Бірськ в 1880году.
Після Жовтневої революції вся сукупність гідрологічних постів перетворена в єдину опорну мережу спостережень за режимом і станом водних об'єктів. Методичним центром цієї мережі є Державний гідрологічний інститут, заснований в 1919 р
Зростання чисельності гідрологічних постів відображає розвиток народного господарства, хоча і не завжди знаходився в загальній відповідності його темпам. Так деякий застій в збільшенні кількості постів в 1965-1975 рр. змінився тенденцією прискореного збільшення їх чисельності до 1987 року. В цей же час надзвичайно зростає роль водного фактору в економіці і соціальному розвитку суспільства. У зв'язку з цим в нашій країні в той час здійснювалося перетворення всієї системи отримання гідрологічної інформації. Широко впроваджувалися нові засоби вимірювань, передачі і обробки даних (автоматичні прилади, швидкодіючі канали зв'язку, ЕОМ і т.п.).
На жаль, в даний час через відсутність матеріальних засобів і ряду інших причин знову спостерігається застій. Наше завдання зберегти ту мережу, яка залишилася після всіх скорочень.
Гідрологічний пост на р. Дьома - д. Дюсяново
Гідрологічний пост на р. Біла - ж / д ст. Шушпа
Яким же чином виробляються спостереження?
На кожному посту є спостерігачі, які щодня в 2 терміни (8 і 20 год) виробляють спостереження за рівнем води по палях - водомірним пристроїв і записують відліки, отримані шляхом виміру водомірної рейкою, в книжку.
Три рази в місяць спостерігач вимірює витрати води вертушкою: взимку - з льоду, навесні - з човна або моста, влітку - часто вбрід. Вертушка опускається в воду при великій глибині з допомогою лебідки, при невеликій глибині - на металевій штанзі.
Робота спостерігачів, особливо навесні в паводок, коли швидкості і глибини в річках великі, та ще пливуть крижини або колоди, пов'язана з ризиком для життя. Але незважаючи ні на що наші спостерігачі виконують свою роботу добре.
В кінці кожного місяця спостерігачі надсилають звіти у вигляді книжок на гідрологічні станції, де інженери і техніки перевіряють правильність спостережень, наносячи їх на графіки і ладу криві витрат. Кінцевим видом обробки результатів спостережень є Гідрологічний Щорічник, що включає результати спостережень за 1 рік (з 1 січня по 31 грудня), складений за встановленою формою.
Гідрологічний щорічник містить відомості: про рівень води, стоці води, стоці і крупності наносів, температурі води і товщині льоду, хімічний склад води, а також відомості про тих постах і станціях, результати спостережень яких опубліковані в Щорічнику.
Гідрологічний щорічник видається окремими книгами, з яких кожна містить кілька об'єднаних випусків і являє собою частину томи. Повна назва ежегодніка- "Державний водний кадастр. Щорічні дані про режим і ресурсах поверхневих вод суші ". Поділ щорічника на томи і випуски засноване на прийнятої в гідрометеорологічну службу схемою гідрографічного поділу СРСР, тепер Росії. Відповідно до цієї схеми територія Росії розділена на 10 великих водозборів, з яких кожен, в свою чергу, розділений на 5-10 річкових басейнів. Великі водозбори відповідають томів, а малі басейни - випускам Щорічника.
Для того щоб зручно було користуватися Ежегодником, в тому випадку, коли цікавлять відомості по будь-якого об'єкта не за один рік, а за ряд років, встановлено, що в кожної окремо видається книзі при наступних виданнях зберігаються номенклатура і число поєднуваних в ній випусків Щорічника .
До складу відділу ОГ і ГВК входить група гідропрогнозов, яка за оперативною інформацією, щодня надходить з постів, прогнозує різні види водного режиму, в тому числі максимальні рівні води в період паводку.
Головними чинниками, що визначають потребу в гідрологічних прогнозах, є велика мінливість елементів водного режиму річок від року до року. Потреба в різного роду гідрологічних прогнозах зростає з кожним роком в міру розвитку гідроенергетики, водного господарства та транспорту, водопостачання. Велике значення має завчасне попередження про небезпечні та несприятливих гідрологічних явищ, які необхідні для прийняття заходів по захисту життя людей, матеріальних цінностей та зменшення шкоди.
Характер гідрологічного режиму і мінливість його елементів безпосередньо пов'язана з кліматом і мінливістю погодних умов на території басейну р.Белой. На реальні можливості довгострокових прогнозів стоку і інших елементів водного режиму великий вплив мають метеорологічні умови (температура повітря, опади, тиск).
Для обслуговування споживачів народного господарства на території Республіки Башкортостан існує 45 інформаційних постів, передають відомості до відділу гідропрогнозов про стан водних об'єктів відразу після виробництва вимірів. Дані по водпосту також надходять з сусідніх областей (Свердловської, Челябінської, Татарстану). На основі цих даних прогнозистами відділу гідрології Башкирського УГМС складаються гідрологічні прогнози.
Найбільш важливими видами довгострокових гідрологічних прогнозів є:
- прогнози сезонного, квартального і місячного припливу води до водосховищ і до гідроелектростанціям;
- прогнози максимальних витрат і рівнів водопілля;
- прогнози мінімальних місячних рівнів води по судноплавним ділянкам р.Белой складаються з завчасністю до 35 днів.
Щорічно групою прогнозистів складається від 320 до 600 короткострокових прогнозів мінімальних рівнів води і 97 довгострокових прогнозів.
Довгострокові прогнози меженних рівнів представляють складну наукову проблему, яка в даний час ще далеко не вирішена, хоча проведені в останні роки методики довгострокових прогнозів постійно удосконалюються.
Короткострокові гідрологічні прогнози складаються оперативниками Управління, а довгострокові прогнози всіх видів ¬- спільно з Гідрометцентром Росії.
Прогнозистами відділу гідрології БашУГМС випускаються консультації щодо розкриття, замерзання річок.
Гідрологічні прогнози, широко використовувані в роботі річкового транспорту, дають суттєвий економічний ефект. Останнім часом відбувається підвищення ефективності служби гідрологічних прогнозів за рахунок вдосконалення методів прогнозів.
Основними і найбільш затребуваними є прогнози весняного водопілля. Високі повені були головною причиною раннього виникнення інтересу до вивчення їх причин і можливостей передбачення повеней. Стали необхідні прогнози максимуму і обсягу стоку за повіддя по багатьом великим і дрібним річках, на яких споруджені гідрологічні споруди.
Велика частина річного стоку припадає на весняний сезон, що пов'язано з переважним сніговим живленням річок. У басейні р.Уфа (лісова зона) на частку весняного стоку припадає 51% від річного, що пов'язано з сильним розвитком карстових утворень і рясним просочуванням талих вод в підземні горизонти. На території лісостепового Предуралья (басейни рр.Ашкадар, Уршак, Дьома, Чермасан, Швидкий Танип, Ік) частка весняного стоку в річному значно вище - 64-83%. У басейні р.Урал частка весняного стоку в річному досягає 72-96%.
Максимальна водність навесні доводиться головним чином на квітень, травень. Повінь зазвичай починається в кінці березня - початку квітня, триває в залежності від розмірів басейнів річок до кінця травня - початку червня.
Щорічно на поверхні басейнів накопичується до весни різну кількість снігу, грунт має різною водопроникністю і, що найбільш важливо, по-різному протікає танення снігового покриву.
Весняний підйом рівня залежить не тільки від величини максимальної витрати води за час повені, а й від гідравлічних умов переміщення водних мас на ділянці річки і перш за все від форми поперечного перерізу; зокрема, наявність широкої заплави помітно знижує підйом води. Значний вплив на висоту весняного підйому рівня води нерідко надають затори льоду.
Таким чином, рельєф, рослинність, грунту в сукупності з погодними умовами впливають на формування запасів вологи в сніговому покриві і грунті, на їх розподіл в просторі, а також на процес сніготанення і стікання води по схилу в річкову мережу. При прогнозі весняної повені враховуються також осіннє зволоження грунту і глибина промерзання.
В окремі роки танення снігу протікає дуже бурхливо. Якщо при цьому сніговий покрив буває потужним, а стан грунту таке, що вона майже не вбирає талих вод, то під час повені спостерігаються досить значні підйоми рівня води і розливи річок.
Вкрай високим повінню відрізнявся 1990 рік. Максимальні снігозапаси у г.Белорецк склали 245 мм, що в 1.9 рази перевищило норму. Крім того, в березні, квітні і травні місяцях випало 34 мм, 119 мм і 78 мм рідких опадів. Відповідно до цього сумарна Водовіддача на водозборі склала 440 мм, що перевищило норму опадів в 1.5 рази (по г.Белорецк). Формування цього видатного повені відбувалося в результаті впливу рідких весняних опадів, які перевищили норму більш ніж в 3 рази.
Екстремально найбільші рівні (вище 10 м) на р.Белой у Уфа спостерігалися в 1882, 1899, 1914, 1916, 1926, 1927, 1947 рр. У більш пізні роки найбільші рівні дещо знизилися, але, тим не менш, вони досягають досить високих значень (до 9.5 м) і вимагають пильної уваги і точних прогнозів.
Основним завданням прогнозистів відділу гідрології на найближчі роки є використання більш вдосконалених методів гідрометзабезпечення, пошук найбільш ефективних форм. Важливим моментом є також взаємодія з розробниками використовуваних в роботі автоматизованих технологій з метою їх вдосконалення. Щорічно проводяться курси підвищення кваліфікації.
За оперативними даними складаються різні види прогнозів:
1) приплив води до водосховищ;
2) розтин річок (поява плавучого льоду);
3) замерзання річок (освіта льодоставу);
4) максимальні рівні води на річках;
5) проходження максимальних рівнів води на річках;
6) мінімальні річні рівні;
7) короткострокові прогнози рівнів води.
При складанні прогнозів максимальних весняних рівнів води використовуються дані про осінній зволоженні, глибину промерзання грунту, максимальному запасі води в сніговому покриві, водності річок.
Осіннє зволоження - це обчислюється величина. Характеризує ступінь зволоженості грунту за літньо - осінній період.
Глибина промерзання грунту вимірюється приладом мерзлотомером.
Запас води в сніговому покриві визначається по снігозйомки.
Снегомерная зйомка - вимір висоти і щільності сніжного покриву через певні відстань, уздовж заздалегідь намічених ліній з метою визначення середнього запасу води в сніговому покриві на певній площі.
У Баш УГМС надходить інформація з 51 снегомерной поста кожні 10 днів, з березня - кожні 5 днів.
Велике значення надає водність річок.
Водність річок - кількість води, що переноситься річками за будь - якої період часу (декаду, сезон, рік) у порівнянні із середнім значенням для цього періоду. Одне з основних понять в гідрології - рівень води.
Рівень води - висота поверхні води, яка відлічується щодо деякої постійної площині порівняння (нуля графіка поста).
Нуль графіка водомірного поста - горизонтальна площина, до якої, як до нульової поверхні, наводяться відліки висоти рівня води. При установці водомірного поста нуль графіка призначається так низько, щоб все висоти рівня були числами позитивними. Висоту нуля графіка водомірного поста прагнуть зберегти незмінною протягом усього часу дії водомірного поста.
Пост обладнаний палями, кожна має свою приводку.
Якщо спостерігається перевищення нуля спостереження над нулем графіка водомірного поста, то проводиться приводка до нуля графіка водомірного поста.
Рівень води дорівнює відліку по водомірний рейці плюс приводка палі, на якій проводилися вимірювання.
Негативні значення рівня можуть бути:
1) якщо неправильно обраний нуль поста;
2) якщо проводилися днопоглиблювальні роботи (р.Белой у г Уфа).
Для забезпечення нормальних умов судноплавства з 1963 року на річці Білій проводяться днопоглиблювальні роботи. В результаті виїмки великої кількості грунту рівні води у Уфи з 1963 по 2003 роки штучно знизилися на 80-100 см при одному і тому ж обсязі води.
Спостерігач вимірює рівні два рази на добу о 8:00 і 20: 00ч. В оперативному режимі використовуються дані на 8 годину ранку.
На гідропії проводяться спостереження за льодовими явищами, вимірюється товщина льоду кожні 10 днів. Вимірюються витрати води.
Витрата води - обсяг води, що протікає через живий переріз потоку в одиницю часу; зазвичай виражається в м3 / сек, для малих водотоків - в л / сек. При витраті вимірюється швидкість течії, ширина і глибина річки.
Основні льодові явища.
Сало - поверхнево первинне льодоутворення. Нагадує плями застиглого жиру.
Снежура - плаваючі у воді грудкуваті скупчення снігу у вигляді пухкої, в'язкої маси.
Зберігає -полоси нерухомого льоду, окамляющіе берега озер і річок при некрижаної основної частини річки.
Бувають: а) первинні;
б) наносні - під час льодоходу (примерзанню до берега льоду або шуги);
в) залишкові - при руйнуванні льодового покриву.
Льодохід - рух крижин, крижаних полів під дією стокового течії.
Спостерігається перед людством (восени) і навесні. Характеризується густотою покриття водної поверхні. Оцінюється в балах 0- чисто 10 - суцільний льодохід.
Шуга - скупчення різних кристалів льоду різноманітних форм і розмірів, у вигляді грудок, вінків килимів.
Шугоход - рух шуги під дією стоку.
Зажори - скупчення шуги у вузькій частині річки. Вище зажорами - підйом, нижче - спад рівня води.
Затор льоду - нагромадження битого льоду (плаваючі крижини неправильної форми) в руслі річки, що викликає підвищення рівня вище затору.
Ополонка - ділянка водної поверхні серед крижаного покриву, стійко зберігається з льодоставу (швидка течія, приплив теплих вод).
Вимоїна - невелику ділянку водної поверхні, що утворився після встановлення льодоставу (протягом, теплі води).
Закраїни - смуги відкритої води уздовж берегів. Утворюються перед розкриттям водойми в результаті танення льоду, відходу його від берега і підвищення рівня води.
Переміщення льоду - переміщення крижаного покриву на окремих ділянках водойми. Відбувається навесні перед розкриттям під впливом течії, вітру, підйому рівнів.
Розводдя - простір відкритої води в крижаному покриві, що утворюються в результаті зрушення льоду.
