Методология  исследования плотин включает в себя:

· Паспорт водоёма

· Измерение ширины плотины, профиля и прозрачности

· Гидрологические методы

· Полевую гидрологию

· Гидрохимические методы

Паспорт плотины предполагает:

1.Название.

2.Местоположение.

3.Размер плотины и характер береговой линии (возвышенные или низменные, пологие или крутые, каменистые или песчаные берега, наличие заливов и т.д.).

4.Характеристика грунта на отмелях, мощность иловых отложений.

5.Температура воды на поверхности и на разных глубинах в различные сезоны.

6.Цвет, прозрачность и другие характеристики воды.

7.Промеры глубин с лодки.

8.Данные о пересыхании, промерзании, заморах, наибольших и наименьших уровнях воды.

9.Характер водной и прибрежной растительности.

10.Животный мир.

11.Наличие притоков, истоков, прилегающих болот, ключей. Количество воды, поступающей из притоков за сутки, и расход ее в реках и ручьях, вытекающих из плотины.

12.Наличие насосных станций, рыборазводных и других хозяйственных сооружений.

13.Источники загрязнения и меры защиты плотины.

14.Карта-схема плотины.

Измерение ширины водоёма, профиля и прозрачности:

Для измерения ширины реки необходимо, встав на берегу реки напротив хорошо заметного предмета на другом берегу, отмерить под прямым углом вдоль берега 10 м, отметить точку вехой (О), еще раз отмерить такое же расстояние и от этой точки (В) двигаться перпендикулярно руслу до тех пор, пока точки О и Г не окажутся на одной линии. Ширина реки будет равна стороне треугольника ВГ=АБ.

Определение поперечного профиля реки для расчета расхода воды:

Обозначения: b1, b2, b3 ..., bn - отрезки реки, на которых измерялась глубина; h1, h2, h3,..., hn - глубина, w1, w2, w3, … wn - площадь сечения на отрезке.

Гидрологические методы:

Прозрачность воды. В речной воде находятся взвешенные вещества, которые уменьшают ее прозрачность.

По диску Секки. Чтобы измерить прозрачность речной воды, применяют диск Секки диаметром 30 см, который опускают на веревке в воду, прикрепив к нему груз, чтобы диск уходил вертикально вниз. Вместо диска Секки можно применять тарелку, крышку, миску, положенные в сетку. Диск опускается до тех пор, пока он не будет виден. Глубина, на которую вы опустили диск, и будет показателем прозрачности воды.

Мутность воды. Повышенную мутность вода имеет за счет содержания в ней грубодисперсных неорганических и органических примесей. Определяют мутность воды весовым методом, и фотоэлектрическим колориметром. Весовой метод заключается в том, что 500-1000 мл мутной воды профильтровывают через плотный фильтр диаметром 9-11 см. Фильтр предварительно высушивается и взвешивается на аналитических весах. После фильтрования фильтр с осадком высушивают при температуре 105- 110 градусов в течение 1,5 - 2 часов, охлаждают и вновь взвешивают. По разности масс фильтра до и после фильтрования рассчитывают количество взвешенных веществ в исследуемой воде.

Определение запаха воды. Запахи в воде могут быть связаны с жизнедеятельностью водных организмов или появляться при их отмирании - это естественные запахи. Запах воды в водоеме может обуславливаться также попадающими в него стоками канализации, промышленными стоками - это искусственные запахи.

Сначала дают качественную оценку запаха по соответствующим признакам: болотный, землистый, рыбный, гнилостный, ароматический, нефтяной и т.д. Силу запаха оценивают по 5 балльной шкале.

Колбу с притертой пробкой заполняют на 2/3 водой и тотчас закрывают, интенсивно встряхивают, открывают и тотчас отмечают интенсивность и характер запаха.

Определение цветности воды. Качественную оценку цветности производят, сравнивая образец с дистиллированной водой. Для этого в стаканы из бесцветного стекла наливают отдельно исследуемую и дистиллированную воду, на фоне белого листа при дневном освещении рассматривают сверху и сбоку, оценивают цветность как наблюдаемый цвет, при отсутствии окраски вода считается бесцветной.

Скорость течения реки. Для определения скорости течения реки нужно выбрать относительно ровный участок длиной не менее 30 м и отметить его вешками (створы). Поплавок бросают в воду выше верхнего створа. При прохождении им верхнего створа включают секундомер или засекают время по часам. Затем засекают время при прохождении поплавком нижнего створа, затем высчитывают скорость в м/сек. Для более точного определения поверхностного течения поплавки бросают на середину и ближе к берегам, вычисляя среднюю скорость течения реки.

Полевая гидрология

Водомерные наблюдения на посту. На установленном водомерном посту производится комплекс гидрометрических наблюдений: за уровнем воды, температурой воды и воздуха, визуальные наблюдения за ветром, осадками, волнением. Наблюдения проводятся ежедневно, сроки наблюдений 8 и 20 часов. Записи ведутся в полевой книжке водомерных наблюдений.

На свайном посту уровень измеряется при помощи переносной водомерной рейки, устанавливаемой вертикально на площадку ближайшей к берегу сваи, покрытой водой. Отсчет по рейке снимается с точностью до 1см.

Для измерения температуры воды применяется водный или родниковый термометр в оправе. Термометр опускается в воду на бечевке в отвесном положении так, чтобы стаканчик оправы находился на глубине 0,3-0,5 м от поверхности воды. Верхний конец бечевки подвязывается к борту лодки, подмосткам и т.п. Термометр выдерживают в воде не менее 5 мин. Затем быстро извлекают и производят отсчет, причем сначала замечают десятые доли, а потом целые градусы. Температура воздуха измеряется в тени при помощи этого же термометра с точностью до 0,1 °С.

Промерные работы. Целью промерных работ служит определение глубин и характера дна реки. В результате промерных работ могут быть получены поперечные профили реки и определены площади водных сечений. Обычно измерения глубин начинают производить в створе водопоста в точках, отстоящих одна от другой на определенном расстоянии. Эти расстояния могут определяться от постоянного начала по натянутому вдоль створа тросу (веревке), размеченному марками через 1 м. Желательно, чтобы местоположение марок на тросе совпадало с отметками целых метров от постоянного начала. Выше по течению от промерного троса примерно на 0,5 корпуса лодки натягивают ездовой трос для перемещения лодки вдоль створа и установки ее на вертикали. Оба троса должны быть натянуты достаточно туго.

Лодка перемещается по тросу на уключинах. Один из сидящих в лодке студентов производит промеры глубин штангой или рейкой против марок на тросе. Промеры производятся прямым и обратным ходом. По окончании промеров трос переносят на следующий профиль. Одновременно с промерами исследуются грунты дна на ощупь и, отчасти, на слух. Отмечаются следующие виды грунтов: ил, глина, песок, галька, камни, плита (скала), а также наличие водной растительности. Ребята записывают в журнале промеров глубин.

Гидрохимические методы

Большинство известных элементов, входящих в состав вод в сравнительно больших количествах, существуют в виде ионов. Их можно разделить на три группы.

1. группа - ионы, составляющие основную часть природных вод:

катионы: K, Na, Ca, Mg

анионы: Cl, SO4, CO3, HCO3

2. группа - ионы, находящиеся в малых количествах в водах специального состава:

катионы: Ba, Pb, Zn, Cu, Mn, Fe, Fe, Al 

анионы: Br, I, PO4

3. группа - ионы, находящиеся в загрязненных водах:

NO2, NO3, S, PO4 Химические методы анализа воды

Анализ воды на ее химический состав можно проводить как в лабораторных, так и в полевых условиях. В химической лаборатории необходим следующий минимальный набор материалов:

· Набор индикаторных бумажек

· Мерные цилиндры или мерные колбы на 100 мл

· Дистиллированная вода

· Штатив для пробирок

· Пробирки (не менее 10 штук)

· Ершики для мытья пробирок

· Набор необходимых химреактивов

· Бюретки на 10 мл

· Фильтровальная бумага

· Весы

Жесткость воды обуславливается присутствием в ней солей кальция и магния. Общая жесткость складывается из карбонатной и некарбонатной, или остаточной. Карбонатная жесткость в свою очередь делится на устранимую (временную), которая может быть удалена кипячением воды и неустранимую. Оставшиеся в растворе после кипячения соли обуславливают постоянную жесткость воды.

   Общая жесткость воды определяется следующим образом. В коническую колбу на 250 мл вносят 100 мл исследуемой воды, прибавляют 5 мл буферного раствора и 7-8 капель индикатора (эриохрома черного). Раствор перемешивают и медленно титруют 0,05 н раствором трилона "Б" до изменения окраски индикатора от вишневой до синей. Расчет общей жесткость производят по формуле:

X_{мг.экв/л} = (V_мл*N_г.экв/л*1000_{мг.экв/г.экв}) / V_1мл.

где: V - объем раствора трилона "Б", пошедшего на титрование, мл.

N - нормальность раствора трилона "Б" , г.экв\л.

V1 -  объем исследуемого раствора, взятого для титрования, мл. [http://edu.greensail.ru/monitoring/methods/index.shtml]