Измерения уровня воды

На станциях и постах современной гидрологической сети высоту уровня воды в реке отсчитывают по водомерной рейке, на которую нанесена шкала, разделенная на сантиметры, дециметры и метры.

В зарубежной гидрометрической практике водомерную рейку обычно наглухо прикрепляют в русле реки к прочной опоре - береговому устою или быку моста, каменной стенке набережной, кустусвай, специально забитых в русло, и т. п. Это так называемый реечки водомерный пост. В СССР, несмотря на простоту отсчетов, реечные посты устраивают сравнительно редко. Дело в том, что реечные посты удобны лишь при сравнительно небольших колебаниях уровня воды, а у нас, как мы видели, вода в реках во время половодья повышается иногда на десяток метров и больше. Кроме того, постоянную рейку легко может повредить ледоход (в большинстве зарубежных стран с более теплым климатом льда на реках не бывает).

В СССР пользуются преимущественно свайными водомерными постами, идея которых была предложена в 1861 г. инженером Соломко. Свайный водомерный пост состоит из ряда деревянных, металлических или железобетонных свай, забитых в русло реки по прямой линии перпендикулярно берегу. Чтобы сделать отсчет уровня воды на свайном посту, наблюдатель ставит переносную водомерную рейку, длиной около 1,2 м, вертикально на головку затопленной водой сваи, ближайшей к берегу, и отсчитывают высоту уровня воды над головкой сваи. Высота головок всех свай известна.

Высоту уровня воды измеряют обычно 2 раза в сутки, утром и вечером, но если она меняется быстро, например во время паводков, отсчеты делают через каждые 2-4 часа, а иногда ежечасно.

В настоящее время рейки и сваи заменяются автоматическими приборами - самописцами уровня воды, лимниграфами. Более всего распространены поплавковые лимниграфы, у которых за уровнем воды следит поплавок, помещенный в вертикальной защитной трубе или колодце. Перемещение поплавка вверх или вниз в зависимости от колебаний уровня воды передается на перо с чернилами и записывается на бумажной ленте, надетой на вращающийся валик (барабан). Запись показывает непрерывный ход изменений уровня в течение суток и более. В СССР свыше 2000 пунктов опорной гидрологической сети оборудованы самописцами уровня воды.

Первые водомерные посты, т. е. посты для регулярного измерения уровня воды на реках, появились в Европе в 18 в. на Рейне, Эльбе, Сене, Тибре и других реках. В России первый водомерный пост был устроен по приказу Петра I на Неве у Петропавловской крепости в 1715 г., а через несколько лет были открыты посты на Ладожском озере и на уральских заводских, прудах, позднее, во второй половине 18 в.,- на Северной Двине у Архангельска, на Волге у Астрахани и др. Однако задолго до создания этих первых "государственных" постов с регулярными наблюдениями в отдельных пунктах России уровни воды во время половодий и наводнений отмечались нерегулярно в монастырях, на водяных мельницах, у переправ; выдающиеся случаи разливов рек заносились даже в летописи. Известно, например, что за уровнем воды на Днепре выше порогов в 17 в. следили запорожские кормчие (лоцманы) на Каменоватом острове (ныне Лоцмано-Каменка), проводившие сплавлявшиеся ладьи через пороги.

Материалы наблюдений за уровнем воды широко используются в водном транспорте, в гидротехническом строительстве, например при постройке мостов, набережных, дамб. Но главное их значение в том, что они помогают получать регулярные данные о расходах воды в реках, изучать речной сток - основной, практически самый важный элемент режима рек.