Гидрометрия – это наука, занимающаяся изучением воды, находящейся в естественных природных резервуарах. Она изучает, в частности, процессы выпадения осадков, а также изменения уровня воды в озерах, реках, подземных водоносных слоях и т. д. Мониторинг уровня играет важнейшую роль в гидрометрии, так как фиксация даже минимального изменения уровня воды является первоочередной задачей гидрометрических исследований. Также в гидрометрии часто прибегают к использованию систем химического анализа для измерения качества воды и фиксации загрязнений любого рода.
Специалисты по гидрометрии ведут подсчеты количество выпадающей в виде дождя воды, чтобы определить объемы осадков, выпавших за каждый конкретный промежуток времени. Для этих целий используются специальные датчики осадков (к примеру, осадкомер Keller). Во время выпадения дождей или таяния снега данные гидрометрии помогают в прогнозировании наводнений, определении состава воды и наблюдении за состоянием потоков и уровнем воды в реках. Озера, подземные водоносные формации, искусственные водохранилища или даже океаны – все это является объектом изучения гидрометрии.
Анализируя процессы выпадения осадков, гидрометрия позволяет предугадать, когда уходящая под землю, сливающаяся с реками и ручьями вода вызовет паводки. Данные, получаемые преобразователями давления, установленными на станциях мониторинга уровня позволяют предупреждать людей о возможных наводнениях и контролировать работу плотин и шлюзов.
Осадкомер или дождемер
Прибор для измерения количества и интенсивности атмосферных осадков в жидкой (дождь) или твердой (снег, град) форме называется осадкомером или плювиографом. Разница между ними в том, что плювиограф фиксирует осадки непрерывно, а осадкомер — периодически. Осадкомеры как профессиональные измерительные устройства появились относительно недавно. В 1970-х годах в Государственном Гидрологическом институте под руководством В. С. Голубева была разработана методика корректировки данных, полученных с помощью осадкомеров. Были проведены исследования и испытания разных типов защиты от выдувания осадков на отечественных и зарубежных приборах и в результате был создан осадкомер с двойной заборной защитой, который стал эталоном для Всемирной Метеорологической Организации (ВМО). Эта методика была одобрена ВМО и рекомендована для широкого использования в 1998 году.
Первый датчик дождя и снега в бассейне Тяньчи был изобретен в 1247 году китайским математиком и изобретателем Сун Цинь Цзюшао для сбора метеорологических данных. В 1441 году в Корее появился первый стандартизированный дождемер, а в 1662 году Кристофер Рен совместно с Робертом Гуком сконструировал первый дождемер с опрокидывающимся ведром в Великобритании. Однако осадкомеры стали доступны для отечественных специалистов только в 70-е годы XX века.
Классический осадкомер
Осадкомер — это, по сути, ведро, которое располагается горизонтально на специальной подставке, окруженной защитой от ветра. Это необходимо для того, чтобы ветер не мешал равномерному попаданию осадков. Собранные осадки изливают в мерный стакан, что позволяет определить толщину водяного слоя в миллиметрах. Основные элементы классического осадкомера: дождемерное ведро, которое ставится на столбе внутри планочной спецзащиты от ветра, а также дождемерный стакан, предназначенный для измерения собранного количества осадков. Зимой в дождемерном ведре накапливается снег, а измерение осадков производят после того, как снег растает.
Дождемер
Дождемер — это осадкомер с простой или отсутствующей защитой от ветра. Он состоит из цилиндра, который принимает осадки на площади 500 см2, и Нифера - четырех железных листов в форме воронки. Кроме того, дождемер имеет еще один цилиндр с крышкой и стакан для измерения. Дождемер должен стоять на столбе выше двух метров над землей на метеостанции. При работе с дождемером нужно учитывать, что ветер может заносить или выносить осадки из цилиндра. Но если дождемер установлен правильно, то эти явления будут редкими. На обычных метеостанциях дождемеры должны находиться на открытых местах, защищенных от ветра деревьями или зданиями, которые должны быть не ближе, чем в два раза выше их высоты от дождемера. Количество осадков измеряют не реже двух раз в сутки - утром и вечером, а если днем был ливень, то и днем. Когда дождемер заполнен или когда делают плановые замеры, цилиндр снимают со столба, закрывают крышкой и меняют на запасной. Носик цилиндра тоже закрывают колпачком. В помещении аккуратно выливают всю воду из носика в стакан для измерения. Летом можно делать это рядом с дождемером, если нет дождя. Если нужно измерить твердые осадки, то цилиндр с крышкой несут в теплое помещение и ждут, пока они растают, а потом выливают в стакан.
Как меряют осадки
Количество осадков измеряется в миллиметрах, указывая на толщину водного слоя, который образуется от выпавших осадков, если они не испаряются и не протекают в почву. Численное значение количества осадков находится путём измерения количества выпавшей воды на площади в 1 квадратный метр, где 1 мм соответствует 1 кг на 1 м2. Дождь называется "сильным", если его количество осадков составляет от 15 до 49 мм в течение 12 часов. "Очень сильными" осадками считаются те, что составляют более 50 мм за 12 часов.
Количество осадков снега, называемое «сильным снегом», составляет от 7 до 19 мм за 12 часов. Если количество снега составляет более 20 мм за 12 часов, то это называется "очень сильным снегом".
Метеонаблюдения проводятся с оценкой интенсивности осадков по метеорологической дальности видимости. Дождь считается "сильным", если видимость составляет менее 1000 метров, а снегопад – "сильным", если видимость не превышает 500 метров.
Разновидности осадкомеров
Для измерения количества осадков (в метеорологии и гидрологии) существуют разные приборы - осадкомеры. Они работают по разным принципам, что влияет на их размеры, способ установки, диапазон измерения (максимальное количество осадков в миллиметрах) и затраты на обслуживание. Также важно учитывать, что некоторые осадкомеры могут измерять не только жидкие осадки (дождь), но и твердые (снег, град). Еще нужно различать метеоприборы и гидрологические приборы, потому что цели и результаты измерения атмосферных осадков могут быть разными. Поэтому если вы хотите купить осадкомер, то обратите внимание на результаты поиска. Cпециалисты "Измеркон" помогут вам выбрать дождемер, поскольку имеют большой опыт в подборе, поставке и установке осадкомеров в разных климатах. Мы рекомендуем вам модели измерителей осадков, которые подходят для ваших целей измерений и эксплуатационных ресурсов. В большинстве случаев заказчики пользуются метеорологическими осадкомерами с челночным или весовым механизмом. Но есть еще оптические осадкомеры, судовые осадкомеры для моря, которые учитывают качку, челночно-весовые. Кроме осадкомеров есть еще датчики дождя, которые определяют наличие дождя.
Специалисты по гидрометрии проводят продолжительный мониторинг уровня в руслах для обеспечения оптимального состояния потоков. К примеру, при заборе воды следует ориентироваться на показания уровня во избежание осушения русла. Объем забираемой воды будет определяться историческими данными гидрометрических измерений. Погружной преобразователь давления (например, 36XW) устанавливается в месте, где вода проходит через запруду. Данные мониторинга и информация о форме запруды или канала позволяют использовать значение уровня для расчета объемов проходящей по руслу воды.
При гидрометрических исследованиях грунтовых вод гидрологи составляют карты мест, в которых сконцентрированы запасы воды и из которых может быть произведен забор для анализа качества. Погружные преобразователи давления (к примеру, 26Y) устанавливаются в специальные колодцы для измерения уровня грунтовых вод, находящихся даже на большой глубине. В расположенных на поверхности озерах и искусственных резервуарах датчик погружается в воду на заданную глубину, после чего при учете формы резервуара можно рассчитать объем содержащейся в нем жидкости.
Датчики, устанавливаемые в реках, озерах и скважинах могут быть подключены к автономным регистраторам данных. Такие регистраторы обычно оснащены модулем GSM, который отправляет результаты измерений с помощью e-mail (интернет-соединение GPRS) или SMS. Подобным регистратором, к примеру, является прибор Keller GSM-2.
Инструменты определения уровня и химического анализа воды являются основными датчиками, используемыми в гидрометрии. Надежные и точные гидрометрические измерения предоставляют информацию, необходимую для защиты рек, безопасного использования водных ресурсов, речного судоходства и сельского хозяйства.
Если перед Вами стоит задача измерения уровня, и Вам требуется подобрать соответствующий датчик, Вы можете найти подходящий прибор в нашем каталоге или обратиться к нашим специалистам и они помогут Вам выбрать датчик.
