Гидрометрия

Гидроме́трия

(от Гидро... и ...метрия (См. …метрия))

совокупность методов определения величин, характеризующих движение и состояние жидкости и режим водных объектов. К задачам Г. относятся измерения: уровней, глубин, рельефа дна и свободной поверхности потока; напоров и давлений; скоростей и направлений течения жидкости; пульсаций скоростей и давлений; элементов волн; гидравлических уклонов; мутности потока (концентрации наносов); расходов воды, наносов и гидросмеси; элементов, характеризующих термический и ледовый режим потоков и др. Г. широко пользуются при изучении физических явлений, в особенности в экспериментальной гидроаэромеханике (См. Гидроаэромеханика); в промышленности (авиационной, нефтяной, газовой, химической, пищевой и др.); в геофизике (гидрологии суши, гидрогеологии, океанологии); при проектировании, строительстве и эксплуатации речных и морских гидротехнических сооружений, ГЭС, оросительных и осушительных систем, водопроводов и пр. В исследованиях по геофизике, кроме указанных величин, измеряют испарение и осадки.

Уровни воды в природных условиях измеряются на водомерных постах (См. Водомерный пост), для непрерывной их записи применяются лимниграфы и Мареографы; передача данных об уровнях воды на значительные расстояния производится дистанционными Уровнемерами. В лабораторных и промышленных условиях применяются самописцы уровня или мерная игла, остриё которой совмещается с поверхностью жидкости. Напор и давление жидкости измеряется Пьезометрами и Манометрами. В природных условиях глубины вод измеряются гидрометрической штангой, футштоком и Лотом. Автоматически глубины записываются гидрометрическими профилографами: механическими, гидростатическими и акустическими (Эхолотами). Рельеф дна и форма свободной поверхности потока в один и тот же момент фиксируются стереофотограмметрической съёмкой.

Скорости течения воды измеряются: местные (в определенных точках потока) — гидрометрическими Вертушками, трубками гидрометрическими (См. Трубки гидрометрические), термогидрометром флюгером, поплавками, электронно-механическими приборами и др.; при исследовании турбулентности потока показания многих приборов записываются на осциллографе; средние скорости на вертикалях безнапорного потока измеряются поплавком-интегратором, гидрометрическим шестом, гидрометрической вертушкой, если последнюю перемещать в потоке вертикально. В лабораторных условиях применяется кинематографической способ измерения поля скоростей с визуализацией потока гидрокинематическими индикаторами.

Расходы жидкости определяются различными способами, в основном зависящими от вида движения жидкости (напорное или безнапорное) и величины расхода. Самые точные способы — весовой и объёмный, однако они применимы только для определения малых расходов жидкости. Для измерения расходов напорных потоков применяются диафрагмы, Вентури труба, Расходомеры. В условиях речных потоков чаще всего применяется способ, основанный на измерении местных скоростей и глубин, по которым подсчитывается расход. На водотоках с повышенной турбулентностью целесообразно применять метод смешения, заключающийся во введении в поток раствора-индикатора и измерении его концентрации в створе полного перемешивания. На небольших водотоках устраиваются гидрометрические сооружения, представляющие собой водосливы, гидрометрические лотки, искусственные контрольные сечения, водомерные насадки и др. В ирригации применяются водомеры-автоматы. Для определения расходов используются и сами гидротехнические сооружения (например, расходы на ГЭС могут быть установлены по рабочим характеристикам турбин).

Количество наносов, транспортируемых потоком, измеряется Батометрами. Концентрация пульпы (гидросмеси) может быть измерена гамма-лучевым плотномером. Сток воды (т. е. объём воды, протекающий за сутки, месяц, год и пр.) регистрируется с помощью водомеров — в водоснабжении и счётчиков стока — в ирригации и речной гидрологии (при устойчивой связи между расходами и уровнями). Для определения стока реки ежедневно измеряются уровни и по установленной зависимости расхода от уровня вычисляют сток за любой промежуток времени.

Лит.: Железняков Г. В., Гидрометрия, М., 1964; его же, Теоретические основы гидрометрии, Л., 1968 (библ. с. 265—69); Лучшева А. А., Практическая гидрометрия, 2 изд., Л., 1.954.

Г. В. Железняков.