Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Выпуск 6. Часть I. Гидрологические наблюдения и работы на больших и средних реках (3-е издание, переработанное и дополненное)

4.2. ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

4.2.1. Точность измерения уровня воды зависит от технических данных приборов, условий измерения и предъявляемых требований.

По техническим данным приборов, применяемых на гидрологических постах, точность измерения уровня воды находится в пределах 0,1-6 см.

Крючковая рейка позволяет измерять высоту уровня воды с точностью до ±0,1 см при амплитуде колебаний уровня до 1-1,5 м.

Рейка переносная с успокоителем ГР-23 применяется для измерения уровня воды при высоте волны до 0,4 м и обеспечивает точность отсчета до ±0,5 см.

Рейки переносные (металлическая ГР-104, деревянная) дают точность измерения ±0,5 см при цене деления 1 см.

Постовые рейки металлические, эмалированные, чугунные в зависимости от цены деления позволяют измерять уровень воды с точностью ±0,5-1 см.

Наклонные рейки размечаются на деления (в сантиметрах), равные , где - угол наклона рейки к горизонту. В этом случае одно деление наклонной рейки будет соответствовать 2 см вертикальной рейки и, следовательно, обеспечивается точность отсчета ±1 см. Применяются там, где имеется искусственное крепление береговых откосов.

Уровенный пост передаточного типа с тросовым (канатным) передаточным устройством позволяет отсчитывать уровень воды с точностью ±2-3 см, а при применении электроконтакта точность повышается до ±1 см.

Самописец уровня воды "Валдай" (модель 1952 г.) имеет четыре масштаба записи уровня: 1:1, 1:2, 1:5, 1:10 и регистрирует амплитуду колебания уровня до 6 м. Предельная погрешность регистрации уровня воды по техническим данным прибора не превышает при указанных масштабах записи соответственно ±0,3, ±0,5, ±0,7, ±1 см.

Самописец уровня воды ГР-38 имеет три масштаба записи уровня воды: 1:5, 1:10, 1:20 и, соответственно, регистрирует амплитуду колебания уровня 1,5; 3,0; 5,0 м.

Предельная погрешность регистрации уровня при масштабе записи 1:5 составляет ±0,5 см, при 1:10 - ±1 см, при 1:20 - ±2 см.

Самописец уровня типа 501 имеет четыре масштаба записи уровня: 1:5, 1:10, 1:20, 1:40 и, соответственно, регистрирует амплитуду колебания уровня 1,25; 2,5; 5,0; 10 м. Предельная погрешность регистрации уровня при масштабе записи 1:5 составляет ±0,5 см; при 1:10 - ±1 см, при 1:20 - ±2 см, при 1:40 - ±4 см.

Стрелочный указатель уровня* У-52 позволяет измерять уровень с точностью ±1 см и автоматически отмечает наивысший и наинизший уровни между сроками.

________________

* В настоящее время серийно не изготавливается.

Рейка максимальная ГР-45 рассчитана на амплитуду колебания уровня 1,5 м и обеспечивает точность измерения ±1 см.

4.2.2. Условия измерения уровня не всегда позволяют обеспечивать точность измерения в соответствии с техническими данными приборов.

Для определения реальной точности измерения уровня в условиях волнения, больших скоростей и крупномасштабной пульсации необходимо провести несколько сравнительных опытных измерений с применением эталона (на свайных и реечных постах может быть использована рейка с успокоителем ГР-23), а также среднеарифметическое значение уровня из большого числа отсчетов в течение 5-10 мин (не менее 10 гребней и ложбин). По результатам сравнительных измерений вычисляется абсолютная средняя квадратическая погрешность в сантиметрах по формуле

,

где - среднее арифметическое значение уровня; - единичное измерение уровня (полусумма отсчетов каждого гребня и ложбины); - число измерений (не менее 10).

Погрешность, вычисленная по приведенной формуле, будет характеризовать возможную точность измерения уровня воды при заданных условиях. Эта погрешность должна быть вычислена для различных уровней.

4.2.3. Для каждого гидрологического поста должна быть установлена требуемая точность измерения уровня (для большинства постов на больших и средних реках она составляет 1 см), определены возможности ее достижения с использованием установленных приборов или необходимость замены приборов на другие, обеспечивающие более высокую точность измерения уровня. Точность измерения уровня на одном и том же гидрологическом посту может быть различной в зависимости от поставленных задач. Например, на одном и том же посту могут быть поставлены требования точности ежедневных измерений уровня в 1 см и более высокие (до 0,5 см) при измерении уровня для определения уклона водной поверхности.