Этапы развития гидрометрии в России

Понятие гидрометрии

Гидрометрия является частью гидрологии, в которой рассматриваются методы измерений и наблюдений, ведущихся с целью изучения гидрологического режима вод.

Гидрометрия – наиболее древняя наука о воде. Измеренияуровня и расходов воды выполнялись еще задолго до того, какгидравлика и гидрология определили сферы своих исследований. Опережающее развитие гидрометрии было естественным для того периода становления науки, который обычно связывают с накоплением данных о процессах и явлениях природы.

Примат гидрометрии необходим и в современных условиях, когда гидравлика и гидрология составляют стройную систему знаний о водных потоках и закономерностях режима вод. Для определения гидрометрии как науки недостаточно перевести с греческого слова, составляющие ее название,

а именно «измерение воды». Наиболее точно речная гидрометрия определяется как раздел гидрологии, занимающийся разработкой методов наблюдений за режимом рек, в первую очередь за уровнями и стоком воды. Именно этот узкий круг задач наиболее характерен для современной речной гидрометрии. Другие виды наблюдений, в частности, за стоком наносов и ледотермическим режимом, составляя аспекты речной гидрометрии, все более превращаются в обособленные разделы гидрологии. В самостоятельные дисциплины выделились эксплуатационная гидрометрия в ирригации и морская гидрометрия.

Речная гидрометрия не сразу пришла к современной программе наблюдений. Первоначально она развивалась как измерительная часть гидравлики и ее предметом было определение гидравлических элементов потока. Измерения на отдельных реках выполнялись изолированно без взаимной увязки пунктовнаблюдений. С развитием гидрологических исследований коренным образом изменилось значение речной гидрометрии: в комплекс ее задач включается уже не только собственно измерение, но и методическое обоснование сети пунктов наблюдений, обеспечивающих более или менее целостное и систематическое изучение режима вод суши.

Основы массовой сети гидрометрических постов и станций в России были заложены в 1874–1884 гг. Первые общесетевые инструкции были изданы в 1879 г. Таким образом, исполнилось 100 лет с момента создания гидрологической сети в нашей стране.

Рост числа гидрологических постов, измеряющих сток водытак или иначе отражал развитие народногохозяйства, хотя и не всегда находился в соответствии с еготемпами. Несколько замедленный прирост постов, наблюдавшийся в 1965–1975 гг., сменился значительным увеличениемих в последние годы.

После Великой Октябрьской социалистической революциивсе гидрологические посты были объединены в единую опорную сеть наблюдений за режимом и состоянием водныхобъектов. Методическим центром этой сети явился Государственный гидрологический институт (ГГИ), основанный в 1919 г. Здесь разрабатывалисьобщесетевые методические руководства и планы развитиягидрологической сети, приборыи техническое оснащение ее

постов. Осуществление этихважных мероприятий в 20–30-е годы связано с деятельностью В. Г. Глушкова. В послевоенные годы большойвклад в развитие системы гидрологических наблюдений внесли В. А. Урываев, А. К. Проскуряков, В. В. Уханов, О. Н. Борсук и др.

В современных условиях чрезвычайно возросла роль водного фактора в экономике и социальном развитии общества. Если раньше гидрология ограничивалась изучением режимаводных объектов и ретроспективными расчетами гидрологических характеристик, то теперь становятся все более необходимыми текущие данные и прогноз состояния вод как динамических систем.

Новый этап развития гидрологии и водного хозяйства потребовал преобразования всей системы получения и сбора гидрологических данных. Речь идет именно о системе наблюдений– понятии, которое в прошлом было чуждо гидрологии. В связи с этим претерпевают радикальные изменения методический и приборно-аппаратурный комплекс речной гидрометрии. Еще до недавнего времени, когда гидрология оставаласьпреимущественно наукой описательной, любые результаты измерений рассматривались как «точные» данные. При организации наблюдений стремились «учредить» измерения как таковые, не всегда регламентируя их точность.

Существуют различные подходы к методическому обоснованию гидрометрических наблюдений на реках:

· сугубо технический, когда проведение и обработка результатов измерений. Осуществляются без увязки с уже известными данными об изучаемых элементах;

· гидравлический, при котором постановка наблюдений и получаемые результаты рассматриваются исключительно в системе сложившихся представлений речной гидравлики.

В последнем случае теория гидрометрии в значительноймере сводится к изложению гидравлических концепций. Противэтого еще в 1909 г. возражал известный гидротехник Н. Н. Жуковский: «... всякая попыткаподвести результаты наблюдений к выводам гидродинамики не может рассматриваться

иначе, как покушение к переходу на чисто спекулятивное отношение к явлениям природы». Иными словами, недопустимолюбое рассеяние данных наблюдений относительно гидравлических зависимостей отождествлять с погрешностью измерений.

На самом же деле, если наблюдения удовлетворяют метрологическим требованиям, то вариация их результатов отражает влияниефакторов, которые не учтены гидравлическими формулами.

Задачи гидрометрии

В задачигидрометрии входят измерения:

1) геометрических параметров потока (уровней, глубин и направлений течения);

2) кинематических параметров (скоростей течения);

3) расходов воды и наносов;

4) параметров ледового и термического режимов потоков.

Эти данные необходимы для рационального проектирования, строительства и эксплуатации мелиоративных систем, гидротехнических сооружений и ГЭС, мостов, автомобильных и железных дорог. Систематические наблюдения за водными объектами (реками, ручьями, озёрами, болотами, ледниками, водохранилищами) проводятся опорной сетью постоянно действующих метеорологических станций и гидрологических (водомерных) постов, находящихся в ведении Государственного комитета по гидрометеорологии. Кроме того, имеются станции и посты, организуемые разными ведомственными учреждениями (научными, проектными и др.), например, у мостов, на шлюзах и перекатах.

Предварительные характеристики водотоков для проектирования могут быть взяты в гидрометеостанциях, расположенных вблизи проектируемого сооружения. Расширенныйобъём данных получают только путём непосредственных натурных измерений в ходе проведения гидрометрических работ на месте проектируемого сооружения. Наиболее полно эта работа ведётся для строительства мостовых переходов.

Этапы развития гидрометрии в России

Начало планомерных водных исследований в России относится к 70-м годам XIX в. Организованная в 1874 г. навигационно-описная комиссия министерства путей сообщения за 20 лет своей деятельности провела большую работу по исследованию рек Евро­пейской России, Сибири и Дальнего Востока. Описные партии этой комиссии организовали около 500 водомерных постов и гидро­метрических станций для изучения водности больших рек.

Обширные гидрологические исследования продолжались и в начале XX в. на всей территории России. Теоретические ис­следования в это время были направлены на изучение компонентов водного баланса речных бассейнов, а также на изучение термиче­ских и ледовых условий на реках, разрабатывались методы расчета максимальных расходов талого и дождевого стока. Большой вклад в развитие этих направлений в гидрологии сделан Н. И. Макси­мовичем, Е. В. Оппоковым, Э. И. Ольдекопом, Н. Е. Долговым и др.

Большую роль в изучении водных ресурсов страны и становле­ния научной гидрологии сыграло создание в 1919 г. Российского гидрологического института (ныне Государственный гидрологический институт), на который была возложена задача научного руководства всеми водными ис­следованиями.

Для планомерного и комплексного изучения гидрометеорологи­ческого режима территории нашей страны и обеспечения водо­хозяйственных мероприятий в 1929 г. был создан Гидрометеоро­логический комитет СССР (ныне Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды).

Большим событием в изучении водных ресурсов нашей страны явилось издание в1940 г. «Водного кадастра», представляющего собой систематизи­рованные сведения о режиме морей, рек, озер, болот, ледников и подземных вод. В 1936 г. начато систематическое издание гидрологических ежегодников, в которых публико­вались сведения об уровнях, расходах воды и взвешенных наносов, температуре воды и других гидрологических характеристиках.

В период Великой Отечественной войны гидрологические иссле­дования проводились в направлении обеспечения действующей армии гидрологическими прогнозами и расчетами по режиму вод­ных объектов, по оценке проходимости местности и преодоления водных преград.

После Великой Отечественной войны гидрологические исследо­вания в нашей стране были связаны с восстановлением народного хозяйства, строительством гидроэлектростанций, оросительных систем, проведением осушительных работ и т. д.

За последние время российские гидрологи создали как общепризнанные теоретические основы гидрологии, так и методы расчета и прогноза, необходимые при решении многих народнохозяйственных проблем.

В последние годы все более широкое применение в гидрологи­ческих исследованиях начинают приобретать методы лаборатор­ного и математического моделирования с использованием ЭВМ и полевые экспериментальные исследования.

Основные этапы развития гидрологических наблюдений на территории России (СССР) представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Основныеэтапы развития гидрологических наблюдений на территории России (СССР)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: