книги из ГПНТБ / Быков В.Д. Гидрометрия учебник

представляет собой практическое руководство по производству различного рода гидрометрических работ применительно к за­ просам горнозаводского хозяйства.

Большое значение для дальнейшего развития водных исследо­ ваний в России имела организация в 1767 г. главного управления водяных коммуникаций, преобразованного впоследствии в главное управление водными и сухопутными сообщениями, которое пред­ писало в 1811 г. вести на крупных пристанях, мостах и шлюзах ежедневные наблюдения за уровнем воды и отмечать даты вскры­ тия и замерзания рек и озер. Эти наблюдения вскоре прекратились и были вновь возобновлены в 1843 г.

Наблюдения за уровнями воды велись по рейкам, забиваемым в дно реки у берега, без увязки их с реперами. В 1858 г. главным

сала связывать нули водомерных реек при их перестановках с бе­ реговыми реперами.

Водные исследования и гидрометрические работы были тесно связаны со строительством искусственных водных соединений и освоением рек для судоходства. Строительство и эксплуатация водных путей показали всю важность и необходимость системати­ ческого изучения режима вод, в результате чего было осознано значение стационарных наблюдений и сделаны первые попытки их массовой организации. Наряду с этим были заложены основы раз­ вития научной гидрологии, сделан ряд крупных обобщений по результатам прошлых исследований и начаты работы в области развития и систематизации методики гидрометрических исследо­ ваний.

Впериод с 1874 по 1917 г. гидрологические исследования по­ лучают дальнейшее развитие.

В1874 г. при департаменте шоссейных и водных сообщений министерства путей сообщения была учреждена навнгационноописная комиссия (НОК) под председательством инж. П. А. Фа­ деева, действовавшая в течение 20 лет и положившая начало пла­ номерному изучению рек и озер. Навигацнонно-описная комиссия образовала специальные описные партии, которые вели работу по единой инструкции, составленной инж. Н. А. Богуславским. Была выработана новая инструкция для водомерных наблюдений, дей­ ствовавшая до 1925 г.

вовании методов гидрометрии. Описные партии НОК организовали около 500 водомерных постов и на ряде рек изучали скорости те­ чения и определяли расходы воды.

В 1881 г. было положено начало изданию «Сведений о колеба­ ниях уровня воды на реках и озерах Европейской России».

Руководство деятельностью описных партий после закрытия навигационно-описной комиссии осуществлялось (до 1917 г.) уп-

10

учета стока на реках, ручьях и балках горного Крыма. В 1916 г. общее количество гидрометрических станции и водомерных постов достигло 1500.

Рассматриваемый период характеризуется созданием постоянно действующей сети гидрометрических постов и станций и система­ тическим изданием материалов их наблюдений. Особо следует

Н.С. Лелявского, В. М. Лохтина, А. И. Воейкова, Д. Н. Анучина,

В.Г. Глушкова, Н. Д. Тяпкина, Д. И. Кочерина и др.

которые были уже значительно сокращены в зоне военных дейст­ вии в годы первой мировой войны. Наряду с этим в первые же годы существования Советское государство заботилось о возоб­

дачи Института входит методическое руководство работами по изучению режима вод суши и разработка научных основ для ра­ ционального использования водных ресурсов страны.

В 1920 г. по инициативе В. И. Ленина ВЦИК принял историче­ ское решение об образовании Государственной комиссии по элек­ трификации России — ГОЭЛРО . Составленный комиссией по

весьма сложных и важных задач не только в области восстанов­ ления и развития водных исследований, но и в отношении повы­ шения их качества. Чтобы изжить организационные и методиче­ ские недостатки в гидрометеорологических исследованиях, СНК

СССР в 1929 г. принял решение об объединении всех работ по гидрологии, метеорологии и геофизике, для чего при СНК СССР

был учрежден Гидрометеорологический комитет СССР, преобразо­

1946 г. показано в табл. 1.1, где приведены сведения о числе стан­ ций и постов по отдельным годам (по данным В. В. Уханова).

В период Великой Отечественной войны значительное количе­ ство станций и постов было разрушено фашистскими захватчиками,

12

Таблица 1.1

но уже в 1947 г. общее количество гидрологических станций со­ ставляло 4343, т. е. больше, чем в 1941 г. Развитие гидрологиче­ ской сети в СССР, находящейся в ведении Гидрометеорологиче­ ской службы, продолжается в настоящее время еще более интен­ сивно. В 1964 г. общее число станций и постов, на которых ведутся наблюдения за уровнем воды, достигло 6315, в том числе на реках 5684, на озерах и водохранилищах 631. В 1250 пунктах наблю­ дений установлены самописцы уровня воды. Сток воды измеряется в 4914 пунктах, а сток наносов — в 1280 пунктах.

Кроме указанного числа гидрологических станций и постов, находящихся в ведении Гидрометеорологической службы СССР,

имеется значительное количество ведомственных станций и постов. Одним из важнейших достижений советской гидрологии является развитие и организация постоянно действующей службы гидроло­ гических информации и прогнозов. До Великой Октябрьской со­ циалистической революции систематически действующей службы гидрологических прогнозов не было, хотя регулярные телеграфные гидрологические информации для обслуживания судоходства по Волге были впервые введены в Казанском водном округе мини­ стерства путей сообщения еще в 1893 г. Развитие народного хо­ зяйства СССР и строительство крупных гидротехнических соору­ жений вызвали неотложную потребность в организации службы гидрологических прогнозов и информации, в результате чего уже в 1922 г. в Центральном управлении морского транспорта, Госу­ дарственном гидрологическом институте, Управлении водного хо­ зяйства Средней Азии и в ряде других учреждений была начата работа по прогнозам уровней воды, стока, вскрытия и замерзания рек, озер и морей. В настоящее время работы по гидрологическим прогнозам ведутся в Гидрометцентре СССР (Москва) и в терри­ ториальных управлениях Гидрометеорологической службы.

Таким образом, Гидрометеорологическая служба СССР орга­ низовала и провела ряд крупных стационарных, экспедиционных, экспериментальных и теоретических исследований, которые, по­ мимо большого практического значения, способствовали развитию гидрологии как науки. Значительные работы в области гидроло­ гии были выполнены в различных гидротехнических и водохозяй­ ственных организациях и в Академии наук СССР. В результате этих исследований появился целый ряд крупных теоретических и региональных работ по вопросам водного баланса и стока,

13

температурного и ледового режима водоемов, химизма вод, гидро­

гидрометрических работ были выполнены при разработке учебни­ ков и учебных пособий по гидрометрии и водным исследованиям, что нашло отражение в трудах Б. А. Аполлова и М. А. Лукашина, Е. В. Близняка, В. Д. Быкова, В. И. Владычанского, Н. А. Гирил-

верхностных вод СССР после Великой Отечественной войны вы­ звало необходимость упорядочения и унификации методов гидро­ метрических измерений, обработки и публикации получаемых материалов. С этой целью Государственный гидрологический ин­ ститут ( Г Ш ) по заданию Главного управления гидрометслужбы при Совете Министров СССР подготовил ряд методических посо­ бий— наставлений, определяющих содержание и технику выпол­ нения гидрометрических работ па больших и малых реках, озерах, водохранилищах, болотах. В последующем основные положения наставлений получили дальнейшее развитие в серии методических указаний, пплготовленных ГГИ.

В развитии методики гидрометрических работ и в подготовке методических пособий принимали участие А. К. Проскуряков, В. В. Уханов, С. И. Коплан-Дикс, А. М. Гаврилов, Д. Е. Скороду­ мов, Г. И. Шамов, И. Ф. Карасев, П. Н. Бурцев, А. М. Димаксян и др. Большая работа в этом отношении проведена Центральной методической комиссией под руководством А. И. Чеботарева, осу­ ществившей техническую экспертизу всех методических пособий.

Следует отметить, что в 1929—1931 гг. были впервые открыты специальные высшие и средние учебные заведения (гидрометео­ рологические институты и техникумы) для подготовки инженеровгидрологов п техников-гидрологов; кроме того, осуществлялась подготовка гидрологов в ряде университетов СССР.

Советский период характеризуется широким развитием научных и производственных гидрологических исследований в целях комп­ лексного использования водных ресурсов и плановой организации водного хозяйства СССР. Организация Гидрометеорологической службы СССР, создание ряда научных и учебных гидрометеоро­

тельских станций и гидрологических лабораторий (стоковых, рус­ ловых, ледовых и др.), оборудованных первоклассными гидромет­ рическими установками и приборами, организация службы гидро­ логических информации и прогнозов, а также составление Водного кадастра СССР являются наиболее важными мероприятиями по развитию водных исследований в СССР.

В настоящее время ведутся подготовительные работы по осу­ ществлению комплексной автоматизации Гидрометеорологической

14

мальной автоматизации получения, сбора, хранения и использова­ ния гидрологической информации; внедрения объективных мето­ дов ее анализа; разработки методов гидрологических расчетов и прогнозов. Технической базой автоматизации наблюдений должно явиться широкое применение автоматической телеизмерительной аппаратуры, системы авианаблюдений и электронных вычислитель­ ных машин для обработки получаемой информации.

Вопросы комплексной автоматизации и механизированной об­ работки результатов наблюдений рассматриваются в разделе IX.

Советский период развития гидрологии и гидрометрии явля­ ется, в особенности со дня организации Гидрометеорологической службы СССР, наиболее плодотворным как по глубине и всесто­ ронности теоретических исследований, так и по размеру и слож­ ности произведенных в этот период стационарных, экспедиционных и специальных исследований вод СССР. С полным основанием можно утверждать, что гидрология как наука с определенным тео­ ретическим содержанием и практическим приложением ее научных выводов для нужд народного хозяйства сформировалась после Ве­

Глава 2

ОРГАНИЗАЦИЯ СЕТИ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И ПОСТОВ В СССР

2.1. Гидрометеорологическая служба СССР

Общее руководство всеми гидрометеорологическими работами на территории Советского Союза осуществляется Главным управ­ лением гидрометеорологической службы при Совете Министров

СССР.

Гидрометеорологическая служба СССР является общегосудар­ ственной службой и призвана удовлетворять запросы народного хозяйства и обороны страны в области метеорологии, климатоло­ гии, аэрологии, агрометеорологии, гидрологии и морской гидроме­ теорологии. Основными задачами Гидрометслужбы являются: 1) изучение гидрометеорологического режима территории СССР,

морей и океанов; 2) обслуживание народного хозяйства и обороны страны гидрометеорологической информацией, прогнозами погоды и гидрологических явлении, сведениями о климате, гидрологиче­ ском режиме и агроклиматических условиях; 3) проведение науч­ но-исследовательских работ в области метеорологии, аэрологии, гидрологии, морской гидрометеорологии; 4) обобщение и издание материалов наблюдений и научных исследовании — ежегодников, справочников, трудов и т. п.

15

В республиках, краях и областях имеются управления Гидрометслужбы (УГМС), которые руководят работой всех станций, постов и бюро, расположенных на обслуживаемой ими террито­ рии, обрабатывают и обобщают результаты наблюдений сети и удовлетворяют запросы всех местных организаций, нуждающихся

вгидрометеорологических сведениях и материалах.

Внастоящее время осуществляется комплексная автоматизация Гидрометслужбы СССР, в связи с чем будет производиться ее ор­ ганизационная перестройка. Структура Гидрометслужбы в усло­ виях комплексной автоматизации рассматривается в главе 34.

Научно-методическое руководство всеми гидрологическими ра­ ботами Гидрометеорологической службы осуществляется Гидро­ метцентром СССР и Государственным гидрологическим институ­ том (ГГИ).

2.2. Основные принципы организации и размещения

сети гидрометеорологических станций и постов

Для изучения гидрометеорологического режима организуются наблюдения на постоянной и временной государственной сети станций и постов, а также производятся экспедиционные работы.

Государственная гидрометеорологическая сеть состоит из ос­ новных и специальных станций и постов.

Основные, или опорные, станции и посты систематически и все­ сторонне изучают гидрометеорологические процессы и явления,

ческие условия. Основные станции и посты открываются на про­ должительные сроки, а в необходимых случаях — на неограничен­ ное время (вековые, или реперные, станции и посты).

Основные, или опорные, посты делятся на режимные и опера­ тивные (информационные). Режимные гидрологические посты со­ здаются с целью изучения местных особенностей гидрологического режима: уровней, стока воды, наносов, растворенных веществ, ук­ лонов водной поверхности и других гидравлических элементов рек и водоемов.

Оперативные гидрологические посты создаются для информа­ ции заинтересованных народнохозяйственных организаций о теку­ щих явлениях гидрологического режима: паводках, наводнениях,

Специальные станции и посты изучают местные особенности гидрометеорологических условий и режима для специальных це­ лей, например для изучения климата больших городов, агрометео­ рологических условий возделывания сельскохозяйственных куль­ тур и т. п. Специальные станции организуются в тех случаях, когда данные наблюдений ближайших основных станций и постов оказываются недостаточными для удовлетворения различных спе­ цифических требований. Сроки действия специальных станций и

16

и постов, имеются ведомственные станции и посты, организуемые различными ведомственными учреждениями (научными, проектны­ ми и пр.) для удовлетворения их специфических запросов. Так, Министерством сельского хозяйства создана гидрологическая сеть станций и постов на ирригационных каналах, Министерством реч­ ного флота — гидрологические посты на шлюзах и перекатах, Ми­ нистерством путей сообщения — гидрологические посты при мо­ стах. Ведомственные станции и посты организуются по согласова­ нию с местными управлениями Гидрометслужбы.

При размещении сети станций и постов учитываются:

1) географическое распределение станций и постов в зависи­ мости от степени изменчивости наблюдаемых гидрологических и метеорологических элементов и явлений в пространстве, а также от степени однородности природных условий географической среды

вцелом;

2)репрезентативность (представительность, характерность) наблюдений станций и постов, т. е. степень отражения их показа­ ниями характерных особенностей данного района, водного объекта пли части его;

3)степень точности определения гидрометеорологических эле­ ментов и явлений в соответствии с запросами науки, народного хозяйства и обороны страны;

4) план развития водохозяйственных мероприятий в СССР;

5) экономические соображения.

Государственного океанографического института, Главной геофи­

сложный характер. Эти колебания обусловлены влиянием и взаи­ модействием целого ряда изменяющихся природных и хозяйствен­ ных факторов. Для надежной оценки гидрологического режима водных объектов необходимо иметь возможно более продолжи­ тельные и непрерывные наблюдения.

Гидрологические станции и посты размещаются с таким рас­ четом, чтобы при возможно меньшем их количестве можно было бы получить достаточные и надежные данные о водном режиме главной реки и ее притоков.

Г о с . li". П л ' Ч Ч П Я

Гидрометрия

Для сравнимости материалов наблюдений станций и постов все

н постах ведутся с помощью стандартных приборов на основании единых для всей сети методических указаний, определяющих спо­ собы полевых наблюдений и камеральной обработки их результа­ тов.

2.3. Классификация гидрометеорологической сети

Все гидрометеорологические станции и посты Главного управ­ ления гидрометслужбы СССР подразделяются по видам и разря­ дам. Вид станции и поста определяет область их деятельности, а разряд — объем выполняемых наблюдений и работ.

По видам станции н посты подразделяются на метеорологиче­ ские, аэрологические, гидрологические, морские гидрометеорологи­ ческие (береговые), судовые гидрометеорологические, а также спе­

территории своей деятельности, руководят прикрепленными стан­ циями I I разряда и гидрологическими постами, сообщают необхо­ димые сведения о гидрологическом режиме заинтересованным ор­ ганизациям и учреждениям. Станции I I разряда производят по­ левые гидрологические наблюдения и работы, обработку и анализ

рудованное для проведения наблюдений. На гидрологическом по­ сту имеется наблюдатель.

Речные гидрологические посты бывают I , I I и I I I разрядов. По­ сты I разряда ведут наблюдения за уровнем и температурой воды, ледяными образованиями и ледовой обстановкой, измеряют рас­ ходы воды и производят метеорологические наблюдения по про­ грамме метеорологических постов I разряда. На отдельных постах измеряют расходы взвешенных и донных наносов и производят от­

исключением измерения расходов воды, взвешенных и донных на­ носов. Посты I I I разряда ведут наблюдения за уровнем и темпе­ ратурой воды, ледяными образованиями и ледовой обстановкой. Гидрологические посты всех разрядов могут привлекаться к пере­ даче информации о результатах наблюдений.

18