Розподіл швидкостей в потоці. Швидкості в річці збільшуються від берега до середини річки. На глибоких місцях донна швидкість різко відрізняється від поверхневої, а на дрібних місцях (перекатах) донна швидкість близька до поверхневої.
Якщо потік покритий льодом, то, зважаючи на великий тертя об лід поверхневі швидкості зменшуються, а максимальні переміщаються від поверхні до середини глибини потоку.
При відсутності льоду стандартні вимірювання швидкостей виробляються на наступних глибинах: у поверхні води - на 0,2 Н від поверхні води, на 0,6 Н, на 0,8 Н від поверхні і у дна.
При вимірюванні швидкостей на ряді вертикалей в поперечному перерізі річки можуть бути нанесені лінії рівних швидкостей - ізотахіі. При наявності льоду ізотахіі матимуть в центрі потоку замкнутий вид.
Вимірювання швидкостей і витрат поплавками. Поплавці можуть бути поверхневі і поплавці-інтегратори.
Поверхневі поплавці роблять зазвичай з колод у вигляді гуртків діаметром 20 -30 см і заввишки 2 -5 см з прапорцями різного забарвлення. Застосовують їх при льодоходу, малих швидкостях води, великому вмісті в воді наносів і при відсутності вітру.
Для вимірювання поверхневих швидкостей вибирають пряму ділянку річки довжиною не менше 50 і на ньому розбивають чотири створу: пусковий, верхній, середній і нижній. Запуск поплавців числом 5 - 10 виробляють з пускового створу. На верхньому створі при підході поплавка пускають секундомір. а на низовому створі відзначають час. Далі на середньому створі через рівні відстані проміряють глибини і між ними визначають площі живих перерізів. Напівсуми швидкостей суміжних вертикалей множать на площі живого перетину між ними і отримують часткові витрати.
Точність витрати води поплавками в порівнянні з вимірами вертушкою близько 10 - 20%.
Поплавком-інтегратором визначають середню швидкість по вертикалі. Він являє собою кульку діаметром 2-4 см, зроблений з воску, стеарину, дерева або інших матеріалів. Поплавок-інтегратор опускають на дно за допомогою жердини, а потім він спливає на відстані L. Цей поплавок застосовується при малих швидкостях і дає більш точні дані швидкостей, ніж поверхневі поплавці. Середню швидкість множать на площу живого перетину і отримують витрата води.
Вимірювання швидкостей і витрат батометром-тахіметром. Батометр-тахіметр - це прилад, службовець одночасно для взяття проб води та для вимірювання швидкостей течії. Він складається з гнучкого гумового балона об'ємом до 1200 см і вставленої в нього трубочки діаметром 6 мм.
Прилад опускається на штанзі діаметром 6 см на необхідну глибину. Перед опусканням батометра штангу повертають так, щоб трубочка була повернена за течією річки, щоб уникнути попадання води в балон при опусканні батометра. Потім, повертаючи штангу на 180. встановлюють трубку батометра проти течії, і в цей момент пускають в хід секундомір. Зачекавши деякий час, штангу знову швидко повертають на 180, відзначають час за секундоміром і витягають прилад з води. Воду з балона зливають в мірну склянку і визначають обсяг води, що надійшов в балон за час спостереження.
Для визначення швидкості води тарують прилад, отримують тарувального криву і її рівняння:
Батометр-тахіметр можна застосовувати в теплу пору для наближеного визначення витрат води при малих глибинах ріки. Вимірювання швидкості цим приладом менш точно, ніж вертушками.
Вимірювання швидкості вертушками. Вертушки - це прилади, що мають лопаті (крила), що обертаються під дією швидкості течії. За час (зазвичай 2-3 хв) вимірюється число оборотів, потім питомий число оборотів в секунду. Є тарировочная залежність, за якою визначається швидкість в м / с. Вимірювання швидкостей звичайними вертушками проводиться від 5 до 10 см / сек до 5 - 6 м / с. Вертушки опускаються на штангах або на тросах.
Вертушка Жестовская придатна для роботи на глибинах до 3 - 5 м для вимірювання швидкостей від 0,05 до 5 м / сек в будь-якому шарі водної товщі, розташованої вище дна на 0,2 - 0,3 м. Складається вертушка з лопатевого гвинта з крилами , що обертаються на шарикопідшипниках, корпуси з зубчаткой і хвоста. Усередині корпусу є левередж з коліщатком, який замикає струм і дає дзвінок через 20 обертів лопаті вертушки. Сумарне число оборотів вертушки одно:
Порожнина всередині втулки лопатевого гвинта заповнена маслом, тому вода не може проникнути до контактного механізму. Вертушку Жестовская можна застосовувати для вимірювання швидкостей води, насиченою наносами.
Вертушка Лагу може бути застосовна тільки для вимірювання швидкостей в чистій воді, так як має відкриту контактну камеру. Дзвінок подається через 25 обертів лопаті вертушки.
Вимірювання швидкостей вертушками виконується на гідростворе, перпендикулярному до течії річки. Швидкісні вертикалі розташовують по можливості на рівних відстанях один від одного, але в основному руслі більш згущене в порівнянні з їх розташуванням в заплаві.
Таріровка вертушки проводиться в каналах зі стоячою водою. Вертушка рухається з певною швидкістю і дат певне число обертів.
Промери глибин. При вимірюванні швидкостей проміри глибин в створі річки виконують такими приладами:
1) рейкою з сантиметровим діленням (при глибині до 2 м);
2) дерев'яним шестомдіаметр 3 - 4 см завдовжки 5 - 6 м (для такої ж глибини);
3) ручним лотом (на великих глибинах), який складається з троса товщиною 2 - 3 см і вантажу на
Наприкінці троса вагою 4 - 6 кг.
При ширині річки не більше 200 - 300 м і відсутності судноплавства місця виміру глибин відзначають по тросу, натягує лебідкою. Товщина троса 4 - 8 мм. На тросі роблять позначки через кожні 2 м при ширині річки 20 - 50 м, через 2 - 3 м при ширині 50 - 100 м і через 3 - 5 м при ширині 100 - 200 м. При ширині річки понад 200 м проміри глибин робляться через кожні 5 м.
При великій глибині зарубки місць промірів глибин роблять по косим профілів. Для виконання цього на березі розбивають базис і на кінцях його встановлюють Мензула або інший кутомірний інструмент. Взимку проміри глибин виробляють з льоду через пробиті в льоду лунки. Профіль річки наносять на міліметрівку і планіметрірованія визначають площу поперечного перерізу.