Рис. 6. Карта гидроизогипс
Арифметический метод интерполяции заключается в том, что интерполируемый отрезок между скважинами разбивают на элементарные отрезки, в пределах которых превышение уровня грунтовых вод соответствует 0,5 м или 1м. Соединив точки с одинаковыми отметками уровня грунтовых вод плавными линиями, получим гидроизогипсы, указывая цифрами их значения.
Интерполяцию удобно производить с помощью палетки (рис. 7а), представляющий собой систему параллельных линий (масштабную сетку), проведенных в плане на равном расстоянии друг от друга (обычно 2...5 мм).
Выполняется интерполяция в такой последовательности. Точки, отметки уровней которых подлежат интерполяции, соединяют вспомогательной прямой линией. Палетка накладывается на одну из точек таким образом, чтобы отметка на палетке и отметка точки поворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадали. Эта точка фиксируется путем прокола булавкой. Далее палетка поворачивается вокруг булавки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадет с отметкой по палетке. На пересечении отрезка, соединяющего точки с масштабной сеткой палетки, находят искомые точки (рис.76). Целесообразно производить интерполяцию, соединяя ближайшие точки отрезками. Так, чтобы последние образовывали в плане треугольники или четырехугольники (в данной задаче квадраты).
Точки с одинаковыми отметками уровня грунтовых вод соединяют плавными линиями (гидроизогипсами), указывая цифрами в разрывах гидроизогипс их отметки.
Направление потока в плане перпендикулярно гидроизогипсам (или их касательным в отдельных точках, если поток криволинейный) и направлено в сторону понижения уровня грунтовых вод (показать стрелкой).
Гидравлический уклон определяем между двумя точками (двумя скважинами) как частное от деления разности абсолютных отметок уровня грунтовых вод в этих точках на расстояние между ними Расстояние между точками определяют по карте, с учетом выбранного масштаба карты.
15
13
11
9
7
5
J1 2 |
|
H2 H1 |
|
l |
|||
|
|
14
12
10
8
6
5 |
|
|
скв 13 |
7 |
|
5,4 |
9 |
|
6 |
11 |
13 |
7 |
|
|
|
15 |
|
|
|
8
9
10
скв. 71 10,6
6
8 |
|
10 |
|
12 |
14 |
|
Рис. 7. Палетка для интерполяции а и схема интерполяции б
2. КЛИМАТОЛОГИЯ И МЕТЕОРОЛОГИЯ
Практическое занятие №4
ОБРАБОТКА СНЕГОМЕРНЫХ СЪЕМОК И ВЫЧИСЛЕНИЕ ЗАПАСОВ ВОДЫ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ
Различают следующие основные виды наблюдений над снежным покровом:
ежедневные наблюдения;
ландшафтно-маршрутные снегомерные съемки. Проводятся также специальные снегосъемки.
Ежедневные наблюдения над снежным покровом проводятся по постоянным рейкам, установленным в пределах метеорологической площадки станции (поста) или вблизи нее.
Ландшафтно-маршрутные снегосъемки проводятся по линейным маршрутам. Основными видами ландшафта являются: поле (открытые безлесные участки местности шириной не менее 500 м, занятые различными сельскохозяйственными угодьями, – луга, клеверища, озими, зяблевая пахота, стерня, целина и пр.; ложбины и небольшие заболоченные участки – тундра, степь, пустыня; лес различной породы и густоты; массивы кустарника, облесенные болота; в степных районах – фруктовые сады, лесные колки и овраги – балки, лога.
Объем снегомерных работ на маршрутах приводится в табл. 15.
Вбалках и оврагах снегомерные съемки проводятся по двум – пяти поперечникам общей протяженностью 200 – 500 м. При ширине оврага до 100 м расстояние между поперечниками должно составлять 100 м, а в более широких оврагах (балках) расстояние между поперечниками должно быть не менее ширины оврага.
На полевом маршруте высота снежного покрова в пересекаемых маршрутом балках (оврагах) не измеряется и переходы через балки (овраги) не включаются в общую длину полевого маршрута.
Плотность снежного покрова в каждой точке определяется один раз. При высоте снежного покрова менее 5 см пробы на плотность не берутся.
На основании данных снегосъемок, полученных по маршрутам на различных элементах ландшафта (поле, лес, балки, овраги), вычисляется общий средневзвешенный запас воды на почве на территории района станции.
Для определения снегозапасов в районе станции необходимо знать процентное соотношение площадей основных элементов ландшафта. Это соотношение находится по картам, схемам или планам с помощью палетки, имеющей размеры квадрата 10х10 см для карт и планов наиболее крупных масштабов и 5х5 см для мелкомасштабных карт.
Таблица 12
Объем снегомерных работ
Вид угодий |
Длина |
Место измерений |
Количество |
|||
|
маршрута |
|
|
измерений |
||
|
, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
высоты |
плотности снега |
высоты |
плотн |
|
|
|
снега |
|
|
ости |
|
Поле(большие |
2000 |
Через 20 м |
Через 200 м (в каждой |
100 |
10 |
|
открытые |
|
|
десятой точке |
|
|
|
участки) |
|
|
измерения высоты) |
|
|
|
Лесные |
1000 |
Через 20 м |
Через 100 м (в каждой |
50 |
10 |
|
районы (на |
|
|
пятой точке |
|
|
|
небольших |
|
|
измерения высоты) |
|
|
|
полях среди |
|
|
|
|
|
|
лесов) |
500 |
Через 10 м |
Через 100 м |
50 |
5 |
|
Лес |
||||||
До 200 м1 |
|
Не определяется |
До 40 |
– |
||
Балки и овраги |
|
|||||
Более 200 |
|
Не определяется |
20 и |
– |
||
|
|
|||||
То же |
м1 |
|
|
более |
|
|
Примечание. 1 Общая протяженность маршрута по двум поперечникам.
На основании данных снегосъемок, полученных по маршрутам на различных элементах ландшафта (поле, лес, балки, овраги), вычисляется общий средневзвешенный запас воды на почве на территории района станции.
Для определения снегозапасов в районе станции необходимо знать процентное соотношение площадей основных элементов ландшафта. Это соотношение определяется по картам, схемам или планам с помощью палетки, имеющей размеры квадрата 10х10 см для карт и планов наиболее крупных масштабов и 5х5 см для мелкомасштабных карт.
Соотношение площадей, занимаемых полем и лесом, вычисляется палеткой визуально с точностью до 5 %. Площади балок, оврагов и логов определяются в пределах квадрата палетки планиметром с точностью до 1 %; площади населенных пунктов, водоемов и рек, дорог, а также лесов и оврагов, занимающих в отдельности 1 % и менее, относятся к полю. Соотношение площадей элементов ландшафта выражается в сотых долях.
Цель снегомерных съемок – определить запасы воды в снежном покро-
ве.
Во время снегомерных съемок измеряются высота hс и плотность d снежного покрова, толщина ледяной корки hл, слой воды на почве hв,
определяется состояние поверхности почвы (талая, мерзлая), степень покрытия почвы снегом.
Высота снежного покрова hс, см, измеряется по постоянным и переменным рейкам.
Плотность снега в точке d, г/см ,3 определяется с помощью стандартного походного весового снегомера, состоящего из цилиндра высотой 50 см с крышкой, весов и лопаточки, и вычисляется по формуле
d m/V ,
где m – масса воды в снеге, г.; V– объем взятой пробы снега, см3.
Так как площадь поперечного сечения цилиндра снегомера равна 50 см, а каждое деление линейки весов соответствует 5 г, формула может быть представлена в следующем виде:
d 5m m ,
50h 10h
где m – отсчет по линейке весов; h – отсчет по шкале цилиндра.
Таким образом, для вычисления величины плотности снега надо число делений, отсчитанное по линейке весов, разделить на увеличенный в 10 раз отсчет по шкале цилиндра снегомера. Деление производится до третьего десятичного знака, а результат округляется до сотых долей.
Средняя высота снежного покрова hср, см, определяется как среднее арифметическое из суммы всех измеренных высот, включая и те случаи, когда высота оказалась малой (запись 0) или снег в точке измерений отсутствовал:
hср=∑hс/n,
где n – число измерений.
Средняя плотность снега dср вычисляется делением суммы плотностей на число фактических измерений с округлением до сотых долей:
dср=∑d/n.
В тех случаях, когда в точках определения плотности снега наблюдалась ледяная корка на почве, запас воды вычислялся отдельно для снега и ледяной корки.
Запас воды в снеге ус, г/см2, определяется по данным о средней величине плотности снега dср и средней высоте снежного покрова hср, т. е. высота слоя воды, которая содержится в снежном покрове и при его таянии, пойдет на увлажнение почвы и сформирует сток:
yс=10dср hср.
Запас воды в ледяной корке yл, г/см2, находится путем умножения ее средней толщины hср. л на плотность ледяной корки dл, которая принимается равной 0,8 г/см3:
yл= hср. л· dл,
где hср. л – средняя толщина ледяной корки вычисляется делением суммы значений толщины корки, измеренной во всех точках определения