Барометрическое нивелирование
|
Скачать 358.49 Kb.
|
|
16. Гипсотермометр. Температура кипения дистиллированной воды t° и величина атмосферного давления B связаны следующей зависимостью t° = 100° + 0,0375(B - 760), (4) где B выражено в мм, t — в градусах Цельсия. Прибор, служащий для определения давления воздуха B по температуре кипения воды t°, называется гипсотермометром. Зная t°, находят В по приведенной выше формуле или с помощью табл. V. Гипсотермометр используют, главным образом, для определения добавочных поправок анероидов (если отсутствует ртутный барометр), кроме того, им пользуются непосредственно для определения высот местности. Гипсотермометр типа Бодэна (рис. 380) состоит из футляра, в гнездах которого укреплены два термометра, сосуд для воды, спиртовая лампочка и раздвижная трубка, и которую вставляются поочередно термометры. а) Перед началом кипячения приближенно определяют ожидаемую температуру кипения воды (например, отсчет по анероиду с введением поправок — 746,0 мм; по табл. V находим температуру 99,5° при ближайшем давлении 746,48 мм) б) Надевают на термометры резиновые кольца так, чтобы не закрыть шкалы в нужных местах (в нашем примере - около 99,5°). Резиновое кольцо препятствует термометру провалиться внутрь раздвижной трубки и поддерживает его на нужной высоте. в) Наливают в лампочку спирт и очищают фитиль. При всех наблюдениях фитиль должен выступать примерно одинаково. г) Вытирают сосуд для воды чистой тряпочкой и наливают и него (на ¾ высоты сосуда) дистиллированную воду или дождевую — фильтрованную или кипяченую. Вода, содержащая минеральные примеси совершенно непригодна. д) Вставляют в футляр лампочку, надевают на сосуд с водой раздвижную трубку так, чтобы отверстие в трубке для выхода пара приходилось к задней стенки футляра. е) Вытирают первый термометр чистой тряпочкой; смотрят, не разъединилась ли ртуть (в таком случае термометр слегка встряхивают) и вставляют термометр в трубку. Трубку раздвигают настолько, чтобы конец термометра располагался на 2 — 3 см выше поверхности ж) Зажигают лампочку (пламя не должно быть большим) и прикрывают дверцу футляра для защиты от ветра. Во время кипячения слегка постукивают по термометру, не вынимая его, для преодоления волосности ртути. з) Спустя 2 — 3 минуты после того, как ртуть перестанет подниматься, с помощью лупы берут отсчет до 0,01° или 0,1 мм, в зависимости от градуировки шкалы (0,01° соответствует 0,25 мм давления или примерно 2,8 м по высоте). Отсчет записывают в журнал наблюдений и исправляют его поправкой шкалы, указанной и аттестате прибора. и) Вынимают термометр к опускают его в гнездо футляра. Согревают в руке второй термометр и повторяют с ним манипуляции, указанные в пунктах е — з. к) Во время кипячения воды в сосуде не должно оставаться меньше 3 — 5 мм, иначе термометр может лопнуть. Если в трубке термометра появятся пары ртути, термометр несколько раз встряхивают, чтобы собрать капли ртути, или очень осторожно подогревают над пламенем лампочки. л) Сделав отсчеты по второму термометру и записав их в журнал, убирают термометр и гнездо футляра, гасят лампочку и дают прибору остынуть. После этого кипятят поду в гипсотермометре еще два-три раза, затем выливают воду и спирт в соответствующие сосуды для хранения, разбирают и укладывают прибор. Из всех значений температуры кипения берут среднее. По этому среднему значению t° определяют величину атмосферного давления В.
Таблица 57 Ошибки и определении превышений (в метрах) (по М.Н.Карбасникову)
18. Перевозка и упаковка приборов. а) Анероиды неподвижно укрепляют и футлярах с помощью прокладок из мягкой бумаги и помещают в ящик с крышкой: футляры прокладывают тампонами из тонких стружек, обернутых и бумагу, или мягкими вещами. Ящик с анероидами всегда перевозят крышкой вверх, подкладывая под него что-либо мягкое, упругие. Во время маршрута следует всячески предохранять анероиды от сильных толчков. Анероиды всегда держат в плотных футлярах, чтобы предохранять их от засорения пылью и от проникновения влаги. б) Гипсотермометр. Все детали прибора перекладывают тампонами из ваты и укладывают в ящик среди не тяжелых и мягких вещей. Спирт и дестиллированную воду перевозят в флаконах с притертыми навинчивающимися пробкам. в) Термометры обертывают мягкой бумагой и укладывают в металлические или деревянные футляры; в оба конца футляра закладывается вата. Футляры следует обернуть во что-либо мягкое и плотно уложить в ящик. Бережное обращение с приборами обеспечивает их сохранность и постоянство инструментальных поправок. МЕТОДЫ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ 19. Общие указания. а) Точность барометрического нивелирования. Различают две группы ошибок в определении высот при барометрическом нивелировании.
б) С помощью барометрического нивелирования определяют как относительные высоты (превышения), так и абсолютные высоты точек местности. Определение относительных высот (превышений) (§§ 20 — 22) проще и дает более надежные результаты. Однако всегда возможны ошибки в превышениях порядка ±2 — 5 м, хотя бы потому, что только ошибка отсчитывания по шкале прибора в ±0,2 мм влечет ошибку в превышении, равную ±2 м. Значительные превышения (больше 200 — 300 м) лучше определять по частям. Для повышения точности результатов смежные точки не следует удалять друг от друга более чем на 5 — 10 км. Определение абсолютных высот (§§ 23 — 24) требует более сложной организации работ. Ошибки барометрических определений абсолютных высот оцениваются в лучшем случае в ±5 - 10 м. в) Время для наблюдении. Нe ведут наблюдения при сильных изменениях атмосферного давления во время бури, грозы и непосредственно перед грозой. По возможности не следует производить ответственные наблюдения в жаркое время дня (от 12 до 15 часов). г) Порядок наблюдений на станции и форма записи. По приходе на станцию записывают название места наблюдений (заполняют графу 1 журнала наблюдений, табл. 53), время наблюдений (графа 2), температуру воздуха, измеренную термометром-пращом (графа 3). Затем отсчитывают температуру анероидов по шкалам внутренних термометров (графа 5) и производят отсчеты давления по шкалам анероидов (графа 6). Тут же заполняют графу 4, записывая номера анероидов. После этого вводят поправки в отсчеты давлений (графы 7 — 10) и вычисляют среднее значение давления из показаний всех анероидов (графа 11). Перед уходом со станции для контроля повторяют отсчет анероидов. Давление по шкалам анероидов отсчитывают до 0,1 мм. Температуру воздуха отсчитывают по шкале термометра-праща до 0,1° (в ряде случаев отсчет можно округлять до 1°, см §17). Температуру анероидов по шкалам внутренних термометров отсчитывают до 0,1-0,2° (в ряде случаев отсчет можно округлять до 1°) Время определяют по часам с округлением до 1 мин. Вычисленные превышения и абсолютные высоты округляют до 1м. Определение относительных высот При барометрическом нивелировании важно учесть или уменьшить влияние общих изменении атмосферного давления. С целью уменьшения влияния ошибок, вызываемых неравновесием атмосферы, ограничивают длины маршрутов 15 — 20 км. Ниже описаны способы учета общих изменений давления за время наблюдений в таких коротких маршрутах. 20. Непосредственный учет изменения давления. а) Способ замкнутых ходов. Сущность этого способа учета изменения давления заключается в том, что наблюдатель возвращается в исходную точку маршрута и, сравнивая давление в этой точке в момент ухода и в момент возвращения, определяет величину общего изменения давления за время работы (в примере к настоящему § — табл. 58 — давление изменилось на +0,5 мм за 1 час — графа 11). Полагая, что изменение давления происходило равномерно (во времени), вводят поправки в наблюденные величины давления пропорционально времени. В указанном примере табл. 58, в отсчет на точке, сделанный через 1/2 часа после ухода в маршрут, введена поправка — 0,2 мм (графы 12, 13). б) Способ станционных наблюдений. Для учета изменения давления по этому способу необходимо участие двух наблюдателей и двух комплектов анероидов. Один наблюдатель остается в начальной точке маршрута (на «станции») и регулярно через 1/2 часа отсчитывает свои анероиды. Таким образом определяются общие изменения давления в данной местности. Другой наблюдатель уходит в маршрут и производит отсчеты анероидов в нужных местах, не забывая записывать время наблюдений. Зная общее изменение давления в отсчеты второго наблюдателя легко ввести поправки. Поправки равны изменению давления на станции со времени начала наблюдений, а знак поправок обратен знаку этих изменении. Часы обоих наблюдателей должны быть сверены. Не следует удаляться от станции больше, чем на 15 — 20 км. В тех случаях, когда барометрическое нивелирование производится «звездными» маршрутами, на базе экспедиции следует установить барограф или организовать регулярные наблюдения давления по анероидам (через 30 мин — 1 час) и гипсотермометру (ежедневно или один раз в два дня). 20. Барометрические ходы между пунктами с известными высотами. Предположим, что абсолютная отметка начального пункта маршрута (в дер. Ливенки), указанная в формуляре (см. §18) гл. XV) или взятая с карты, равна H1= 163 м. Урез веды в конечном пункте маршрута (оз. Боровое) также известен и ранен 112 м. Но данным барометрического нивелирования последовательно вычисляют превышения: h1 — между точкой 1 (дер. Ливенки) и точкой 2; h2— между точкой 2 и точкой 3 и т. д. К известному значению абсолютной высоты первой точки H1, прибавляют (со своим знаком) превышение h1, и получают приближенное значение абсолютной высоты второй точки (H2) , к (H2) прибавляют h2. и получают (Н3) и т.д. Дойдя таким образом до конечного пункта маршрута, обычно обнаруживают, что полученная абсолютная высота ею не равна высоте, взятой с карты. Так, в примере (табл. 59) полученная высота озера Борового (H8)=90,8 м отличается от его истинной высоты H8=112 м на — 21,2 м. Эта невязка получилась потому, что за время работ (3 часа 20 мин.) давление, очевидно, повысилось на 1,9 мм. Невязку — 21,2 (с обратным знаком) пишут как поправку последней точки, а во все промежуточные точки вводят поправки пропорционально времени. Для расчета этих поправок, ocoбенно если точек много, можно построить график. 21. Составление барограмм-профилей (способ М.Н. Карбасникова) применяется в тex случаях, когда требуется получить подробный профиль, рельефа вдоль линии маршрута. Все записи производятся на миллиметровой бумаге в записных книжках. Способ заключается в том, что на каждом перегибе рельефа отсчитывается анероид и по отсчетам постепенно строится график-барограмма от точки к точке. Вертикальный масштаб удобно брать: в 1 см 1 мм давления. Расстояния между точками берут с подробной карты (аэроснимка) или рассчитывают по времени движения. Горизонтальный масштаб берут: в 1 см 100 или 200 м или в 1 см — 5 или 10 мин. движения. Температуру воздуха и инструмента определяют изредка, через 20 — 30 мин. Эти данные записывают и соответствующих местах профиля. Тут же записывают сведения, относящиеся к специальному исследованию. Пример барограммы дает рис. 381. Обработка барограмм-профилей. Даже не обработанная барограмма дает представление о характере рельефа. Чтобы получить точные значения превышений рельефа, необходимо исправить отсчеты поправками за температуру анероида, учесть общие изменения давления и температуры воздуха. Для этого одним из описанных выше (см. §§ 20 — 21) способов вычисляют высоты опорных точек маршрута, т.е. тех, в которых производились наблюдения температуры воздуха и прибора. Затем, полагая ход изменения давления и температуры равномерным, вводят поправки ко все промежуточным точки. Удобно построить график изменения поправки. Р  ис. 381. Барограмма-профиль. Полевые записи и обработка наблюдений (по М. Н. Карбасникову). Полевая запись показана сплошной линией, обработка наблюдений — пунктиромПри многодневных маршрутах для повышения точности определений нужно ежедневно или один раз в два дня производить сравнение показаний анероидов и гипсотермометра с целью определения добавочных поправок анероидов. При работе в местности для которой отсутствуют надежные топографические карты, такие наблюдения производят в часы «срочных отсчетов» на метеорологических станциях с целью определения абсолютных высот пунктов наблюдений (обычно ночных стоянок) (см. §§23, 24). По данным барометрических наблюдений, сделанных во время переходов, вычисляют впоследствии (приближенно) абсолютные отметки. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
