Снігомірні спостереження.

Ці спостереження включають до себе вимірювання висоти і густини снігового покрову, визначення запасів води, які в ньому містяться, наявність і товщина льодяної кірки, шару води на ґрунті, стан поверхні ґрунту (поталий чи мерзлий), визначення ступеня покриття ґрунту снігом і характер залягання снігового покрову.

Висоту снігового покрову вимірюють за допомогою снігомірних рейок, густину снігового покрову – за допомогою снігоміра, запас води в снігу обчислюють за густиною і висотою снігового покрову або вимірюють за допомогою спеціальних радіоактивних установок, товщину льодяної кірки – за допомогою лінійки. Інші спостереження над сніговим покровом проводять візуально.

Розрізняють такі основні види спостережень за сніговим покровом: 1) щоденні; 2) ландшафтно-марштрутні снігомірні зйомки; 3) спеціальні снігомірні зйомки.

Строки проведення цих спостережень та їх об’єм визначені Настановою.

Спостереження ступеня покриття поверхні ґрунту, характеру залягання і висоти снігового покрову на станції починають з моменту утворення до моменту повного зникнення снігового покрову.

Снігомірні зйомки в полі проводять тоді, коли снігом покрито не менше ½ видимої околиці, а на лісових ділянках – не менше половини площі ділянки снігозйомки. В балках і ярах снігозйомки припиняються з початком весняного сніготанення. Ступінь покриття визначається щоденно і оцінюється за 10-ти бальною системою (0,1 площі видимої околиці відповідає одному балу). Щоденно оцінюють також характер залягання: рівномірний (без заметів), з невеликими заметами, без оголень, з таловинами, лежить місцями.

Висота покрову вимірюється щоденно за трьома постійними снігомірними рейками, які установлені в середині площадки у вершинах трикутника (близького до рівностороннього) з сторонами приблизно 10 м. Одна з рейок установлюється біля ґрунтових глибинних термометрів (на постах поблизу опадоміра). Висота снігового покрову обчислюється як середнє арифметичне з відліків за трьома рейками.

Постійні снігомірні рейки установлюються восени до утворення снігового покрову.

Вибравши місце, вбивають в землю дерев’яний загострений брусок довжиною 40 – 60 см, на якому є запиляна сходинка. До бруска пригвинчують снігомірну рейку так, щоб вона стояла вертикально. Рейка – дерев’яний брусок довжиною приблизно 2 м, перерізом 6×2,5 см зі шкалою з ціною поділки 1 см і оцифруванням через 10 см. При установці нульова поділка рейки повинна поєднуватися з поверхнею ґрунту. Відліки по рейці роблять, знаходячись від неї на відстані 5 – 6 кроків, не порушуючи стану снігового покрову біля рейки. Відліки проводять завжди з однієї і тієї ж точки.

При вимірюванні потрібно враховувати, що під впливом вітру, біля самої рейки часто утворюється заглиблення в снігу, тому при відліку потрібно нахилитися можливо ближче до поверхні снігового покрову. Відлік роблять з точністю до сантиметра.

Переносна снігомірна рейка служить для вимірювання висоти снігового покрову при маршрутних зйомках. Вона являє собою прямокутний дерев’яний брусок довжиною 180 см, перерізом 4×2 см. На одній стороні рейки нанесена шкала з ціною поділки 1 см. На її нижньому кінці є залізний наконечник, нижній загострений край якого співпадає з нулем шкали. Переносні рейки виготовляють також з дюралюмінієвих трубок.

Для визначення висоти снігового покрову переносну рейку заглиблюють загостреним кінцем вертикально в сніг, при цьому вона повинна дійти до поверхні ґрунту, але не заглиблюватися в ньому.

Якщо при вимірюваннях виявляється, що під шаром снігу поверхня ґрунту покрита льодом, то потрібно, вимірявши товщину снігу, розгребти його і виміряти лінійкою товщину льоду.

Вимірювання густини снігу. Густину снігу обчислюють з точністю до 0,001 г/см ³ з подальшим округленням до 0,01 г/см ³ (вона чисельно дорівнює відношенню маси води (г), що знаходиться в снігу, до об’єму снігу (см ³)). Для вимірювання густини служать снігоміри.

Похідний ваговий снігомір (рис.6.4). Він складається з снігового забірника, вагів і лопатки.

Сніговий забірник складається з металевого циліндру 10, який з одного кінця може закриватися кришкою 11, а з іншого закін-чуватися кільцевим стовщенням 8 з пилкоподібною ріжучою кромкою. Вздовж утворюючої циліндра нанесена шкала з поділками від нуля, співпадаючого з ріжучою кромкою кільця 8, до 50 см.     Рис.6.4 Снігомір ваговий: 1 – рейка коромисла; 2 - пересувний вантаж; 3 – стрілка; 4 – кільце; 5 - підвіс; 6 – ґак; 7 – дужка; 8 – стовщення з ріжучою кромкою; 9 – пересувне кільце; 10 – циліндр; 11 – кришка; 12 – лопаточка.

Висота циліндра 60 см, площа його внутрішнього поперечного перерізу 50 см ². На циліндрі знаходиться вільно пересувне кільце 9 з дужкою 7, за яку забірник підвішується до вагів.

Ваги складаються з рейки коромисла 1 зі шкалою з ціною поділки 5 г (5 г снігу при перерізі забірника 50 см ² відповідає шару води товщиною в 1 мм). Кожна десята відмітка оцифрована. До рейки прикріплені дві призми. Одна призма ребром спирається на підвіс 5, що має кільце 4, за який утримують ваги під час зважування. Друга призма (на рис. не видна) служить опорою для гака 6, до якого підвішується сніговий забірник. Для урівноваження вагів служить вільно пересувний по рейці пересувний вантаж 2, через круглий отвір якого видна шкала. На нижній скошеній кромці отвору є риска, що служить вказівником для відліку за шкалою вагів при їх урівноваженні. Рівновага вагів визначається по співпаданню стрілки 3, закріпленій на рейці 1, з рискою під прямокутним вікном підвісу 5.

Контроль нуля вагів здійснюють при урівноваженні їх снігозабірником з пустим циліндром. При цьому вказівник (риска) на вантажі повинна співпадати з нулем шкали, в противному випадку в показання вагів вводять поправку на зміщення нуля.

Вимірювання за допомогою снігоміра проводять в такому порядку. Перевіряють показання вагів при зважуванні пустого снігозабірника (ці показання із зворотнім знаком приймають за поправку при подальшому зважуванні). Знімають снігозабірник і, відкривши кришку, прямовисно заглиблюють його ріжучою кромкою в сніг.

Якщо сніговий покрив менше 60 см, то, заглибивши циліндр в сніг до притиснення його нижнього краю з поверхнею ґрунту, відраховують висоту снігового покрову за шкалою циліндра (для контролю перед узяттям проби товщину снігового покрову визначають також за допомогою переносної рейки). Потім закривають кришку і лопаткою, що входить до комплекту снігоміру, зчищають сніг з однієї сторони забірника, акуратно підсовують її під його ріжучий край так, щоб весь сніг, що міститься в циліндрі, там і залишився. Не віднімаючи лопатки, виймають забірник з снігу і перевертають його кришкою до низу.

Очищають забірник від снігу, який пристав зовні, підвішують його за дужку до гачка вагів (ставши спиною до вітру) і, тримаючи в руці ваги за кільце, зважують забірник зі снігом. Потім результат записують (кількість поділок шкали вагів).

Розрахунок густини снігу визначається за масою і об’ємом його проби. Маса взятої проби дорівнює , де - кількість поділок, відрахованих по шкалі вагів, а об’єм складає см ³, де - відлік за шкалою забірника глибини його заглиблення при взятті проби. Звідси густина снігу дорівнює

.

В тих випадках, коли сніговий покров більше 60 см, весь стовп снігу вирізують послідовно в декілька прийомів. Для визначення густини в цьому випадку: дорівнює сумі всіх відліків висот при взятті проб; - сума всіх відліків по вагах. При снігомірних зйомках густину снігу вимірюють один раз в кожній точці. Густина снігу вимірюється тільки при висоті снігового покрову не менше 5 см.

На основі даних про густину снігу і висоту його шару можна визначити запас води в сніговому покрові, тобто висоту шару води, який утвориться при таненні всього снігового покрову. Об’єм води взятої проби дорівнює . Цьому ж чисельно дорівнює і її маса. Розділивши цей об’єм на площу перерізу снігоміра і помноживши на 10, отримаємо висоту шару води в міліметрах.

Визначення висоти і густини снігового покрову проводиться на спеціально вибраних площадках і по маршрутам. Характер площадок маршрутів, а також строки проведення вимірювань визначаються Настановою. Запис вимірювань висоти і густини снігового покрову і в всі необхідні при цьому обчислення проводяться в спеціальній книжці.

Вимірювання запасів води в сніговому покрові за допомогою радіоактивних ізотопів. Цей метод оснований на принципі вимірювання ослаблення сніговим покровом потоку гама-променів від джерела, розташованого під сніговим покровом.

Як джерело береться яка-небудь радіоактивна речовина з великим на півперіодом розпаду (не менше декількох років), звичайно , так, що інтенсивність його випромінення протягом декількох зимових місяців можна вважати постійним. Вимірювання інтенсивності випромінення проводиться за допомогою спеціальних лічильників і перелічильних пристроїв, які керують електромеханічними лічильниками.

Перелічувальний пристрій застосовується для того, щоб електромеханічний лічильник відмічав не кожну частинку, що проходить через - лічильник, а деяку певну кількість їх.

Таким чином, для отримання дійної кількості частинок, які попали до лічильника за деякий проміжок часу, потрібно показання електромеханічного лічильника помножити на перелічувальне число (кількість спрацювання - лічильника, викликає одне спрацювання електромеханічного лічильника).

Крім пере лічильних пристроїв, застосовуються й деякі інші, що дають безпосередньо показання пропорційні інтенсивності - випромінення. Чим інтенсивніше радіоактивне джерело, тим більше частинок пройде через лічильник, що знаходиться на деякій фіксованій відстані від нього. Якщо між радіоактивним джерелом і лічильником знаходиться шар води, інтенсивність потоку, що попадає на лічильник, слабшає в залежності від товщини шару води. Ця залежність виражається рівнянням

,

де - інтенсивність потоку при відсутності шару води;

- інтенсивність потоку за наявності шару води;

- основа натуральних логарифмів;

- лінійний коефіцієнт ослаблення випромінення;

- товщина шару води або запас води в снігу, виражений в сантиметрах.

Обчислення запасу води в снігу роблять за формулою

,

яка отримана з попереднього рівняння.

Значення і можуть бути замінені числами і , які відповідають кількості частинок ( -квантів), що пройшли через -лічильник за деякий інтервал часу (наприклад, за 1 хв) при відсутності води і за наявності шару води товщиною .

В цьому випадку остання формула набуває вигляду

.

Коефіцієнт визначають, вимірявши за хв , а потім при відомому шарі води . Якщо визначають при снігу, необхідно провести контрольне визначення запасу води в снігу, наприклад, ваговим снігоміром, для деяких випадків з різними запасами води в сніговому покрові. В кожному окремому випадку доцільно провести 2 – 3 визначення , взявши середнє арифметичне з отриманих результатів.

Вимірювання запасів води в снігу таким способом можуть бути проведені як за допомогою станційних установок, де радіоактивний випромінювач закріплюється заздалегідь восени і не знімається протягом всієї зими, так і за допомогою похідної установки.

Цей же метод застосовується для визначення вологовмісту ґрунту на різних глибинах за допомогою спеціальних так званих радіоактивних снігомірів.

Дата добавления: 2015-10-13