СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОЕМА Российский патент 1994 года по МПК G01P5/00 

Изобретение относится к гидрометеорологии и может быть использовано для измерения и регистрации скоростей и направлений течений при проведении натурных исследовательских работ.

Целью изобретения является повышение точности измерений, особенно на глубоководных водоемах с малыми скоростями течений, а также расширение функциональных возможностей за счет обеспечения получения данных с высокой точностью по детальной стратификации скоростей по всей глубине водоема при любой заданной частоте интервалов глубин.

На фиг. 1 представлена схема реализации способа; на фиг. 2 - плановое расположение точек всплывания поплавков на поверхность водоема с расположением векторов скоростей течения для разных слоев водоема; на фиг. 3 - вариант реализации способа с размещением измерительного инструмента на стационарной точке над водоемом; на фиг. 4 - вариант реализации способа с размещением измерительных инструментов на судне; на фиг. 5 - кассета для заглубления и высвобождения поплавков, общий вид; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг, 5; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 5.

Способ измерения скоростных параметров водоема реализуется с помощью судна 1, которое зафиксировано в водоеме посредством якорей 2. На координированной точке над водоемом установлен угломерный инструмент 3 для фиксации планового положения вертикали пуска и точки всплытия калиброванного поплавка 4 шаровидной формы. Погружение поплавков на заданную глубину осуществляется в специальной кассете с помощью лебедки 5. Определение длины пути движения поплавка от исходной вертикали до точки всплытия осуществляется расчетным путем по фиксированным горизонтальным и вертикальным углам. Время прохождения пути поплавком 4 с момента его пуска на заданной глубине до момента всплытия поплавка фиксируется на судне наблюдателем с помощью секундомера.

Второй вариант измерения скоростных параметров водоема реализуется с помощью судна 1 и вспомогательной лодки 6. Судно крепится якорями или швартовкой к заякоренному бую; погружение поплавка на глубину и его пуск осуществляются аналогично предшествующему варианту измерений. Определение местоположения вертикали выполняется с помощью секстанта 7, длина пути движения поплавка по линии проекции его пути на поверхности водоема измеряется рулеткой 8 от вертикали до точки всплытия поплавка со вспомогательной лодки 6. Азимут направления движения поплавка определяется бусолью 9.

Кассета для заглубления и высвобождения поплавков включает корпус 10, опускаемый на глубину на росе 11 лебедкой 5 под действием груза 12. В корпусе 10 размещена поворотная крыльчатка 13, между лопастями которой размещены шаровидные поплавки 4, выполненные с положительной плавучестью. Крыльчатка 13, установленная в корпусе 10, вращается и фиксируется в нужном положении посредством утапливаемых с опорных элементов 14. Крыльчатка поворачивается наблюдателем на судне с помощью тросика 15, намотанного на катушку 16. При этом очередной поплавок 4 высвобождается через окно 17, выполненное в корпусе 10.

Способ реализуется следующим образом. С судна 1 посредством лебедки 5 на тросе 11 опускают кассету с комплектом поплавков 4, которая под действием груза 12 опускается строго по исходной вертикали. На заданных глубинах наблюдатель посредством тросика 15 поворачивает катушку 16 и очередной поплавок 4 через окно 17 в корпусе 10 кассеты высвобождается и за счет своей положительной плавучести начинает всплывать. Место всплытия каждого калиброванного поплавка фиксируется во временной последовательности либо штатным угломерным инструментом 3, либо с помощью секстанта 7, рулетки 8 и бусоли 9.

Определение скоростей течения осуществляется по известным формулам с использованием значений расстояния от исходной вертикали до точки всплытия поплавка времени прохождения поплавком пути от точки пуска до точки всплытия и фиксированных интервалов глубин водоема.

Использование изобретения обеспечивает получение с высокой точностью полной стратификации скоростей течения и направления струй по всей глубине водоема при любом заданном интервале глубин в любой плановой точке акватории водоема.

Измерение скоростей течений по предложенному способу практически не имеет предела в области минимальных измеряемых скоростей, так как при нулевой скорости поплавок всплывает вертикально от исходной точки на глубине водоема, а малейшие скорости вызывают смещение поплавка от вертикали. Данный способ позволяет также измерять скорость и направление течения придонных слоев водоема по заданным слоям воды любой детальности. Таким образом реализуется полный диапазон скоростных параметров водоема.

Использование изобретения особенно эффективно на глубоководных водоемах, например водохранилищах гидроэлектростанций с высоконапорными плотинами, с весьма малыми скоростями течений, в которых применение всех известных способов значительно затруднено и не обеспечивает требуемой точности. (56) Наставления гидрометеорологическим станциям и постам. Вып. 7, ч. I "Гидрометеорологические наблюдения на озерах и водохранилищах". Л. : Гидрометеоиздат, 1973, с. 266, 298.

Авторское свидетельство СССР N 1606943, кл. G 01 P 5/00, 1988.

Использование: гидрометеорология, измерение скорости и направления течений при проведении натурных работ. Сущность изобретения: с судна опускают кассету с комплектом калиброванных поплавков, которая под действием груза опускается строго по исходной вертикали. На заданных глубинах поплавки высвобождаются из кассеты и за счет положительной плавучести начинают всплывать. Место всплытия каждого из поплавков фиксируется во временной последовательности и по азимуту. 7 ил.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОДОЕМА , заключающийся в заглублении интегpиpующих поплавков и высвобождении их на pазличных глубинах с последующим измеpением pасстояний от исходной веpтикали от места всплытия поплавков и вpемен их всплытия, отличающийся тем, что, с целью повышения инфоpмативности путем опpеделения полей скоpостей и напpавлений течения по глубине водоема, интегpиpующие поплавки заглубляют на pазличной глубине в нескольких фиксиpованных точках и дополнительно измеpяют азимутальные напpавления точек всплытия поплавков от исходной веpтикали, пpи этом в качестве интегpиpующих поплавок используют калибpованные поплавки.