только одних поверхностных скоростей вертушку подвешивают к особому поплавку или же употребляют электрический лаг. Вертушки новейших систем устраивают таким образом, что они м. б. или прикреплены к штанге или подвешены к тросу.

Вертушка со всем необходимым оборудованием и штангой, длиной 3 м, весит 27 кг и стоит 1 240 германских марок. Ею можно измерять скорости от 0,03 до 6 м/ск. Все другие приборы, раньше употреблявшиеся для измерения скорости и основанные на измерении высоты подъема воды в коленчатом сосуде, направленном против течения

(Л=*), так наз. трубки Пито, Дорси и др., Б настоящее время совершенно вьггеснены вертушками. Из новейших попыток конструирования приборов для определения скоростей, основанных на совершенно новьгх принципах, заслуживает упоминания складной батометр-тахиметр Глуш-кова. Прибор состоит из гибкого резинового складывающегося баллона емкостью в 900 см с трубкой-носком для

Фиг. 8.

Фиг. 9.

втекания жидкостей, диаметром 6 мм и длиной 20 см, с небольшой перекладиной для привязывания к штанге. Количество воды, натекающей в прибор, прямо пропорционально времени; количество, натекающее в

1 секунду, зависит от скорости течения. Зная продолжительность наполнения прибора t и количество натекшей за это время воды Л, определяют секундный приток

VL из него, по тарировочному уравнению прибора,-скорость v. Прибор прикрепляют к штанге, которую опускают в воду так, чтобы носок прибора составлял с направлением течения угол в 30-60°, затем быстро поворачивают носок против течения и нажимают секундомер. Продернсав определенное время (при скорости 1 м/ск--около 50 ск.), поворачивают штангу на 120° и останавливают секундомер. Приборы для взятия проб воды см. Батометр, приборы для непосредственного измерения расходов воды-см. Гидрометрия.

Лит.: Владычанский В. и., Гидрометрия,

2 изд., Ташкент, 19 24; Коллупайло С. и., Гидрометрия, М., 1918 (литогр. лекции); Эссен а. М., Приборы и инструменты для гидрометрических работ.

Отчет гидрометрической части при водном управлении на Кавказе за 1910-12 гг., Тифлис, 1913-14; Коровин а. е.. Приборы для определения величины и направления скоростей водных струй на гидрометрических станциях р. Волги, Казань, 1915; Глушков в. Г., Складной батометр-тахиметр. П., 1916; Коллупайло с. И., Материалы для курса гидрометрии (указ. литер.), вып. 2, М., 1921 (литогр. лекции); Ott L. а., Moderne Instrumente der Hydrometrie, Berlin, 19 25. A. Эссен.

ГИДРОМЕТРИЯ, отдел гидрологии, занимающийся измерением и учетом вод земной поверхности как в условиях естественного стока (круговорот воды), так и искусственного (каналы, трубопроводы). Водные измерения, исполненные и обработанные по методам Г., служат материалом для гидрогра-фич. описания отдельных территорий и кладутся в основу водного хозяйства (см.), имеющего целью наиболее целесообразное использование водных запасов. Г. изучает гл. обр. явления поверхностного стока воды и имеет дело с текучими водами. Из элементов стока измеряются и изучаются колебания уровня воды, форма и изменения русла, скорости течения, уклоны, количества протекающей воды и проносимых во взвешенном и растворен, состояниях веществ, испаряемость, просачивание через грунт, температура воды и ее состав. При составлении гидротехнических и мелиоративных проектов, гидрометрические данные являются основными и определяют собой характер и размеры систем и сооружений.

Гидрометрические работы довольно сложны и требуют применения дорого стоящих инструментов и приспособлений. Поэтому в большинстве случаев непрерывно и длительно наблюдают лишь колебания уровня воды, все же остальные элементы стока измеряют периодически при разных, по возможности предельных, их значениях; затем между уровнем воды в реке и этими элементами выводится эмпирическая зависимость, дающая возможность более или менее по.лно охарактеризовать общие условия и величину изучаемого стока. При наличии же в пределах одного и того же бассейна одновременных метеорологических и гидрометрических наблюдений можно выяснить участие данной реки в общем круговороте воды в природе (т. н. коэфф. стока -см. Гидрология). При постоянном русле по водомерным наблюдениям его на водомерном посту (см. Водомерные наблюдения) судят о высоте стояния воды относительно одной и той же постоянной точки, нуля поста, и о колебаниях остальных элементов стока. При размыве или поднятии русла показания на посту при одном и том же количестве стекающей воды будут отличаться одно от другого. Отсюда вытекает необходимость периодическ. промеров русла у поста и приведение водомерных данных к так наз. среднему дну .

Промеры русла производятся лотом или особой штангой с лодки лли люльки, движущейся по размеченному канату, перекинутому через реку. Если канатом не пользуются, то точки промеров определяют засечкой лодки мензулой или угломерным инструментом. При промерах больших участков реки применяют самопишущие приборы, напр., профилограф Гаеша (см. Гидрометрические приборы). При больших скоростях,

когда нельзя удержаться на створе и трудно протянуть канат, промеры производятся по косым галсам (фиг. 1). Начиная промеры с точки 1, отмечаемой на берегу вешкой с флажком определенного цвета, направляют лодку перпендикулярно к течению, гребя все время с одинаковой силой и производя промеры через определенные промежутки времеьп!. Лодку будет относить вниз по течению, и она пристанет к берегу в точке 2, в которой и ставят вешку с флажком того же цвета. Продолжая работу тем же путем, достигают низового конца изщаемого участка, точки 4, находящейся на берегу, противоположном началу работ. Затем передвигают лодку против течения до точки 5, лежащей на одном створе с начальной точкой 1, ставят здесь вешку с флажком другого цвета и повторяют ту же работу, пока не достигнут в точке 8 конца участка. Сняв затем

Фиг. 1.

инструментально берега реки и отметив положение отдельных вешек, соединяют последовательно на плане линиями вешки с флажками одного цвета, находящиеся на разных берегах, и получают траекторию пройденного лодкой пути. Разделив каждый галс на равные промежутки по числу произведен, промеров, получают точки промеров.

Уклоны реки определяются обычно на участке, равном тройной ширине реки, при чем начало участка относят на двойную ширину реки выше створа. Вообще длина участка не д. б. меньше 30 м. Определяются уклоны по обоим берегам по урезу воды, и за уклон реки принимается средний из них. На участках, где производятся постоянные гидрометрические наблюдения, обычно устанавливают уклонные рейки и производят на них наблюдения одновременно. Нули уклонных реек связываются нивелировкой с одним и тем же репером. Если и -отметки нулей уклонных реек, li и h.,-одновременные отсчеты по ним, а L-расстояние между ними, то уклон

. (Н, + /1,)-(Н, + /1а)

Скорость течения зависит от уклона реки и разного рода сопротив-тепий движению воды и оказывается поэтому неодинаковой не только в различных пунктах реки, но и в одном и том же сечении ее: у дна и у берегов скорости течения меньше, чем по середине реки и у поверхности воды. При разных горизонтах скорости различны; при одном и том же горизонте они больше при нарастании волны и меньше при спаде; даже в одной и той же точке они подвержены колебаниям, вследствие вихреобразного движения струй (пульсация воды). Скорости измеряются или поплавками, т. е. телами, свободно пускаемыми по течению и приобретающими скорость последнего, при чем о величине скорости

судят по пути, пройденному поплавком в единицу времени, или же особыми приборами, удерживаемыми на месте и позволяющими судить о скорости течения по производимому последним действию на отдельные их части. Трубка (Пито, Франка) представляет собой коленчатый стекляьпый сосуд, направленный горизонтальным коленом против течения, под влиянием которого вода в вертикальном колене поднимается

на высоту /г = , где v - скорость течения, а т-постоянная прибора. В настоящее время вместо трубок употребляют вертушки с изогнутыми крыльями, легко вращающимися на горизонтальной оси под влиянием течения. Изобретенные еще в 1790 г. Вольтманом вертушки представлены в настоящее время множ:еством типов. В СССР чаще всего применяют вертушки Отта. Существует несколько способов работы вертушкой (см. Гидрометрические приборы). По одному из них, на дно реки устанавливают неподвюкно штангу и по ней спускают на кабеле вертушку на нужную глубину. Этот способ применяется главн. образом в Германии. В Швейцарии и Франции пользуются приемом Эппера, по к-рому вертушка прирсренляется неподвижно к концу штанги, а последняя опускается до требуемой глубины и удерживается на ней особьпи штан-годержателем. С увеличением глубины измерений и скоростей течения трудности работы штанговыми вертушками чрезвычайно возрастают. Вообще для штанговых вертушек можно считать предельной глубиной 8 м, а предельной скоростью 3 м/ск. При ббльших значениях этих величин целесообразнее опускать вертушку на кабеле.

Работы вертушкой производят с моста, лодки, понтона, подвесной люльки или же управляют вертушкой с берега. На небольших реках, шириной до 15 лг-, устраивают балочный мостик, перекидывая через реку два бревна и делая подпорки из досок, которые ставят узким заостренным ребром против течения, чтобы не создавать подпора и разбивания струй. При ширине рек до 50 м устраивают висячие мостики на тросах. На реках с большими колебаниями горизонтов, небольшими глубинами и быстрым течением работу производят с подвесной люльки, передвигающейся по перекинутому через реку тросу. На больших и глубоких реках для гидрометрических работ сооружают особые понтоны: две лодки соединяют настилом с выносом впереди, с которого и производится работа. Через реку натягивается размеченный трос, по к-рому движется блок с перекинутой через него цепью, прикрепленной к порому. При помощи руля пором ставят под углом к течению так, чтобы он передвигался поперек реки.

Для работы с берега через реку протягивают на двух блоках А, А (фиг. 2) бесконечный размеченный стальной трос. К верхней части каната прикрепляется наглухо блок а, перемещающийся вместе с канатом и соединенный со вторым блоком ttj, через который перекинут кабель с прикрепленной к нему вертушкой. Кабель намотан на лебедке, и концы его соединены с батареей и звонком.

стаиовка вертушки на вертикали достигается передвижением стального троса, а дви-:кение по вертикали-опусканием или поднятием кабеля. Для определения расстояний и глубин на канате и на кабеле нанесены деления через 1 ж, а части метра от-считываются по масштабу, прикрепленному

Фиг. 2.

к береговой опоре (фиг. 3). При широких реках, когда не представляется возмолсным перекинуть через реку канат, работы производят с лодки в точках, определяемых засечками по установленным на берегу вешкам. Створы определяются вехами А, А и Б, Б (фиг. 4 и 5). Перпендикулярно к створу устанавливается один или два базиса с вешками 1,2,...,9, в створе которьпс находится место для работ (вертикаль5,...,9). Работа производится двумя лицами (один иа лодке с вертушкой, другой на берегу с угломерным инструментом). Когда BTopoii засекает лодку на требуемом створе, он дает соответственный сигнал для остановки .годки и определения скоростей.

Секундный расход воды Q в данном сечении реки равен произведению площади этого сечения F на среднюю скорость течения V в данном сечении: Q=Fv. Гидравлика дает для средней скорости данного сечения формулу 1-=сУЯг,где R-подводный,

Фиг. 3.

и.,1и гидрав.г[ическ., радиус сечеги1я (частное от деления площади сечения F на смоченный периметр его), г-уклон стока, а с-эмпирич. коэфф. Для определения с предложен целый ряд формул (см. Гидравлипа), но все они имеют значение в довольно ограниченных пределах и гл. образом для искусственных водостоков, а не рек, особенно больших. Поэтому для получения надежных данных приходится измерять скорость течения непосредственно. Однако, поскольку скорости различны в разных точках лшвого сечения, определить непосредственно среднюю скорость живого сечения нельзя, а выводят ее из ряда скоростей в отдельных точках. Для этого определяют скорости на отдельных вертикалях, соответствующих точкам перелома живого сечения реки или же распо-;юженных через равные расстояния по ши-

рине реки. Обычно считают, что изменения скоростей по вертикали происходят по закону параболы с вертика-пьной или горизонтальной осью, или же по логарифмической кривой с вертика.льной осью. Так как ур-ия этих кривьгх неизвестны, то на практике определяют скорости в ряде точек по глубине и строят полигоны скоростей на вертикали. Для этого на вертикальной линии (фиг. 6), равной (в принятом масштабе) длине вертикали, в точках, соответствующих глубинам определения скоростей, откладьшают го-ризонта.льные отрезки, равные полученным скоростям, и соединяют их концы кривой

Фиг. 4.

Фиг. Ъ.

до пересечения с горизонтальными линиями, проведенными через концы вертикали (дно и поверхность реки). Измерив площадь полученной фигуры и разделив эту п.то-пщдь на глубину вертикали, получают среднюю скорость v , на вертикали.

Расход воды всего сечения Q считается равным сшме произведений средних скоростей на вертикалях на соответствующие им элементы живого сечения, принимая, что элемент ( 7-Ь1)-й вертикали равен площади, ограниченной горизонтом, руслом и двумя вертикалями, отстоящими от данной вертикали на половину расстояния до бли-

нсайшей вертикали, т. е. на и (фиг. 7).

Если на каждой вертикали через опреде-ленхшге расстояния провести горизонтальные отрезки, равные скоростям течения в этих точках, то концы всех этих отрезков лежат на кривой поверхности. Объем воды,

Фиг. G.

Фиг.

заключенный между этой поверхностью и живым сечением реки, и есть секундный расход воды сечения. Часто строят кривую скоростей и по ней определяют Q. С этой целью иа чертеже живого сечения откладывают по каяадой вертикали вверх от горн-