Tatry

Dokładność pomiaru
Pomiary dokonuje się codziennie, a przy intensywnych opadach – kilka razy na dobę. Wiatr i parowanie. Kierunki i prędkość wiatru. Kierunki wiatru określa się według stron świata. Horyzont dzieli się na 8 rumbów; oznaczamy je odpowiednimi literami: północ – N, południe – S, wschód – E, zachód – W, północno-wschód – NE, północno-zachód – NW, południowo-wschód SE i południowy-zachód – SW. W Polsce układ wiatrów jest dość różnorodny. Na ogół w miesiącach letnich przeważają wiatry zachodnie i południowo-zachodnie. Prędkość wiatrów oznacza się w metrach na sekundę (m/sek.). Wiatry osiągają maksymalne prędkości na obszarach przybrzeżnych i w wysokich górach.

Rzeczny punkt obserwacyjny
Rzeczny punkt obserwacyjny składa się z jednej lub kilku umocowanych łat wodowskazowych, według których wykonuje się odczyty poziomów wód. Najbardziej celowe jest przymocowywanie łaty na istniejących już w rzece budowlach, jak np. na ściankach nabrzeży, na filarach mostowych, śluzach, izbicach itp. Łatę należy zabezpieczyć przed uszkodzeniem lodami i pływającymi przedmiotami; w tym celu dobiera się miejsca bardziej zaciszne, a nieraz wykonuje się urządzenia odgradzające – ochronne. Przy braku budowli hydrotechnicznych łaty przymocowuje się do wiązki pali wbitych w dno rzeki, a przy bardziej sprzyjających warunkach, spokojnej wodzie – nawet do pojedynczego pala. Pale wbijane są w dno rzeki aż do osiągnięcia twardego gruntu, jednak na głębokości nie mniejszej niż 2,4-2,5 m. Łaty najlepiej przymocowywać od strony dolnej wody w specjalnie wyżłobionym w palu zagłębieniu. Łaty wykonuje się zwykle z drewnianego krawędziaka szerokości 8-15 cm i grubości 3-5 cm. Długość łaty powinna być wystarczająca dla obserwacji najniższego i najwyższego spodziewanego poziomu wód.

Obserwacje opadów
Ze względu na to, że wszelkie wnioski dotyczące opadów wyciągane są na podstawie obserwacji, jest rzeczą niezmiernie ważną, aby materiał statystyczny był możliwie najpełniejszy, a więc obserwacje muszą być prowadzone stale i w sposób ciągły. Przy pomiarze opadu należy unikać wpływów przypadkowych, jak osłonięcie danego miejsca lub odwrotnie – “nawiewanie” przez wiatr, toteż najlepiej jest umieszczać przyrządy w miejscach osłoniętych od ciągu wiatrów, ale niezbyt blisko przedmiotu osłaniającego (przynajmniej w odległości równej wysokości osłaniającego przedmiotu). Dobrze nadająsię miejsca osłonięte wysokimi budynkami lub drzewami. Do mierzenia wysokości opadów używane są zwykłe deszczomierze (ombrometry, pluwiometry) lub deszczomierze samopiszące (ombrografy, pluwiografy). U nas najbardziej rozpowszechniony jest deszczomierz Hellmanna. Składa się on z trzech części wykonanych z blachy, a mianowicie: z osłony złożonej z dwóch części – górnej (A), mającej otwór poziomy o powierzchni 200 cm2 (średnicy 159,6 mm), zakończonej u dołu lejem, i dolnej (B), stanowiącej osłonę naczynia, do którego spływa woda z leja, oraz z naczynia (C) umieszczonego w dolnej części osłony w taki sposób, aby nie dotykało dna osłony.

Ochrona naczynia
Umieszczenie odrębnego naczynia wewnątrz osłony ma na celu ochronę naczynia przed bezpośrednim wpływem słońca i wiatru w celu zmniejszenia parowania zgromadzonej w nim wody. Całość zawieszona jest na słupku wkopanym ta w ziemię. Górny otwór deszczomierza wzniesiony jest na 1 m nad terenem. Słupek musi być o 10 cm niższy od poziomu otworu deszczomierza, aby nie stanowił przeszkody w dostawania się opadu do otworu. Przy $ pomiarach opadu śnieżnego do górnej części osłony wkłada się pokazaną na rysunku wkładkę blaszaną (D), która tworzy przegródki dla bardziej równomiernego rozdziału śniegu. Ma to na celu przeszkodzenie oklejaniu śniegiem jednej krawędzi, co zmniejszałoby otwór deszczomierza. Dla zmierzenia wysokości opadu wodę zebraną w naczyniu przelewa się do miarki (menzurki) szklanej z podziałkami, które pozwalają na odczytanie od razu wysokości opadu w milimetrach z dokładnością do 0,1 mm. Miarka u dołu jest zwężona; daje to możność dokładniejszego odczytu przy małej ilości zebranej wody. Jeżeli opad miał postać śniegu lub gradu, należy przed pomiarem roztopić zebrany śnieg lub lód przez pozostawienie całego przyrządu na pewien czas w ciepłym pokoju i następnie zmierzyć zebraną ilość wody.

Śnieg
Polskę należy zaliczyć do obszarów odznaczających się stosunkowo niedużą trwałością szaty śnieżnej. Czas zalegania śniegów zmienia się w poszczególnych latach; bywają zimy mroźne i łagodne. Jedynie w poszczególnych rejonach Polski można mówić o pewnej słabej zresztą trwałości pokrywy śnieżnej w okresie zimowym. Należeć tu będą przede wszystkim tereny wyniesione znacznie ponad poziom morza. Współczynnik zwięzłości śniegu oblicza się stosunkiem objętości wody, jaką można otrzymać podczas tajania śniegu, do początkowej objętości śniegu mierzonej w stanie naturalnego spulchnienia. Wyrazić go można wzorem. Współczynnik zwięzłości śniegu jest mniejszy od jedności, gdyż wysokość słupa wody, jaką otrzymuje się po stajaniu śniegu, będzie zawsze mniejsza od grubości odpowiadającej warstwy śniegu. Współczynnik z dla świeżo spadłego śniegu ma wartość około 0,1, dla śniegu dłużej leżącego 0,15-0,20, przy czym w okresie tuż przed początkiem tajania może osiągnąć wyjątkowo wartości 0,3-0,35. Na przykład śnieg pokrywający teren warstwą grubości 400 mm, o współczynniku zwięzłości 0,2,. przedstawia równoważnik warstwy wody o wysokości słupa wody = 80 mm. Nierównomierność zalegania pokrywy śnieżnej przy jednakowych opadach jest spowodowana głównie ukształtowaniem terenu, jego zalesieniem, a także wiatrami. Przy określaniu ‘grubości szaty śnieżnej dla większych obszarów można posługiwać się danymi Państwowego Instytutu Meteorologicznego.

Wywiad terenowy
Dla mniejszych obszarów konieczne jest przeprowadzenie bezpośredniego wywiadu w terenie w celu określenia grubości szaty śnieżnej na poszczególnych połaciach oraz współczynników zwięzłości śniegu. Chcąc otrzymać zapas wody, jaki znajduje się na badanym obszarze, należy odpowiednie grubości szaty śnieżnej zamienić na równoważne wysokości słupa wody określone w metrach, po czym przemnożyć przez powierzchnię terenu obliczoną w m2. Wynik otrzymuje się w m3. Zależnie od warunków atmosferycznych w okresie tajania śniegów oraz od grubości szaty śnieżnej całkowity okres tajania śniegów wynosi kilka do kilkunastu dni. Mierzenie wysokości opadów. Dla określenia ilości wody dostarczonej przez opady konieczne jest mierzenie wysokości opadów. Dla uzyskania porównywalności wszystkich pomiarów przyjęto mierzyć opady na wysokości 1 m ponad terenem. Jeżeli pomiar dokonywany jest na innej wysokości, należy to wyraźnie zaznaczyć. Systematyczne mierzenie wysokości opadów dokonywane jest przez stacje meteorologiczne, które oprócz tego prowadzą obserwacje dotyczące temperatury, ciśnienia, wilgotności, kierunku i natężenia wiatrów, stopnia nasłonecznienia itd.

Izohiety
Przy określaniu średniego opadu charakterystycznego dla większych obszarów, na których poszczególne połacie mają różne opady roczne, należy stosować metodę tzw. kwadratów lub też metodę izohiet. Stosując metodę kwadratów, cały badany obszar dzieli się na kwadraty. Dla każdego kwadratu określa się jego średni opad jako średnią arytmetyczną z wielkości podanych przez stacje meteorologiczne znajdujące się w danym kwadracie. Sumując średnie opady dla wszystkich kwadratów i dzieląc otrzymany rezultat przez liczbę kwadratów, otrzymuje się średni charakterystyczny opad dla całego obszaru. Bardziej dokładna metoda obliczania średnich opadów rocznych polegali na wykreśleniu na badanym obszarze izohiet, splanimetrowaniu po-M wierzchni, znajdujących się pomiędzy poszczególnymi izohietami, przemnożeniu poszczególnych powierzchni przez średni arytmetyczny opadów między dwiema sąsiadującymi izohietami, następnie zsumowaniu otrzymanych wyników i wreszcie podzieleniu sumy przez powierzchnię badanego obszaru.

Opad w postaci deszczu
Natężenie deszczu warunkuje ilość opadów, jaka spada w ciągu jednej minuty. Deszcze odznaczające się wielką intensywnością nazywamy deszczami nawalnymi. Jako dolną granicę tych deszczów można przyjąć opad o natężeniu równym 0,5 mm na minutę. Przeciwieństwem deszczów nawalnych będą deszcze długotrwałe, odznaczające się małym natężeniem. Im większe natężenie deszczu, tym krótszy jest czas trwania oraz mniejszy obszar objęty jednocześnie deszczem. Przy układaniu swej tabeli Różański oparł się na wzorze Hellmanna dla przeciętnego natężenia deszczów nawalnych w północnych Niemczech i Polsce środkowej, dla trwania deszczu w czasie t, natężenia i. Wprowadzając współczynniki dla różnych dzielnic Polski. Istnieje szereg wzorów empirycznych podających zależność natężenia deszczu i czasu jego trwania. Godny polecenia w wielu wypadkach będzie wzór P. Gorbaczewa, stosowany w Związku Radzieckim przy obliczaniu potrzebnych urządzeń kanalizacyjnych na przepływy powstające z deszczów nawalnych.

Obszar Polski prawie w całości (99,9%), należy do zlewiska Morza Bałtyckiego. Reszta, tj. 0,1%, do zlewiska Morza Czarnego i Północnego. Roczna normalna masa wód przepływających przez obszar Polski wynosi 58,6 km3, w tym 53,4 km3 wody pochodzącej z powierzchni kraju, a 5,2 km3 dopływającej spoza granicy. Z porównania cyfr charakteryzujących zasilanie kraju wodą i jej odpływ wynika, że w skali całego kraju odpływ wynosi 30,6% rocznych zasobów wodnych, reszta zaś, tj. 69,4% (132,8 km3), stanowi ubytek przez parowanie, transpirację roślin i zużycie gospodarcze. Jednym z ważniejszych zagadnień racjonalnego zaplanowania gospodarki wodnej w gospodarstwach stawowych jest trafne liczbowe określenie wodonośności cieku wodnego, z którego woda będzie pobierana do zalewania i zasilania stawów, oraz właściwe określenie zmienności przepływów wody w cieku w różnych okresach czasu. W dotychczasowej praktyce projektowania gospodarstw stawowych problem powyższy nie był dostatecznie brany pod uwagę, a ilość wody przy ujęciu określano najczęściej na podstawie obliczeń opartych na wzorach, w których dominującym czynnikiem są opady. Takie pośrednie metody obliczeń przepływu nie dają zwykle wystarczająco pewnych rezultatów. W miarę narastania bezpośrednich obserwacji stanów wód i ich przepływów w rzekach naszego kraju coraz bardziej będą wchodziły w grę obliczenia oparte na podstawach statystyczno-matematycznych, dając wyniki najbardziej zbliżone do prawdy. Tam gdzie zupełnie brak obserwacji albo istniejące krótkotrwałe obserwacje nie dadzą się uzupełnić drogą analogii przez porównanie spływów na rzekach bliźniaczych, z konieczności należy posługiwać się pośrednimi metodami obliczeń. W każdym razie przy obliczaniu charakterystycznych przepływów cieku wodnego należy sumiennie przeanalizować wszystkie czynniki mające wpływ na liczbowe określenie spodziewanych ilości wody. Każda rzeka ma swe charakterystyczne dopływy zależnie od opadów, warunków klimatycznych oraz charakterystyki i wielkości obszaru, z którego odprowadza wodę. Opady. Ilość i liczba opadów. Ilość opadów atmosferycznych mierzy się grubością warstwy wody (w milimetrach lub metrach), jaka powstałaby na powierzchni poziomej, gdyby wszystka woda z opadów deszczowych, śnieżnych i gradowych zatrzymała się na niej nie spływając, nie wsiąkając ani parując.

Klimat Polski
Klimat Polski ma charakter przejściowy, przez co się niestałością pogody oraz wahaniem temperatur, ciśnień atmosferycznych i wilgotnością powietrza. Wody zasilające obszar Polski pochodzą głównie z opadów atmosferycznych, część zaś przybywa korytami rzek z przyległych obszarów Czechosłowacji, Ukrainy i Białorusi. Ilość wody pochodzącej z opadów wynosi rocznie średnio 186,3 km3 (1 km3 równa się 1 miliardowi m3), co odpowiada wskaźnikowi opadu średnio 597 mm. Średni roczny dopływ wody spoza granicy wynosi 5,2 km3. Zmienność ilości opadów w poszczególnych latach jest dość znaczna; w lata suche suma rocznych opadów może być mniejsza nawet o 30-40% w porównaniu z przeciętnymi, w latach zaś mokrych – większa o 20-30 %. Jeszcze większe wahania sumy opadów charakteryzować będą małe zlewnie oraz poszczególne okresy lub miesiące w roku. Rozmieszczenie opadów na terenie Polski jest nierównomierne. Tak np. w Tatrach średnie opady roczne wynoszą 800-1500 mm, na Podhalu – 700-1000 mm, w Beskidach i Sudetach – 700-1300 mm, na Wyżynie Małopolskiej i Lubelskiej – 800-950 mm, na Pojezierzu Bałtyckim – 700-750 mm, natomiast na obszarze Wielkich Dolin, tj. na Nizinie Wielkopolsko-Kujawskiej i Mazowiecko-Podlaskiej – 450-600 mm.

Wysokość opadów
Grubość warstwy, jaka powstałaby na powierzchni poziomej, gdyby woda z opadów zatrzymała się na niej nazywa się wysokością opadu. Poza tym niekiedy sumaryczną ilość opadów w danym okresie czasu oblicza się w metrach sześciennych w odniesieniu do powierzchni terenu zasilanego wodą z opadów. Na przykład opad w wysokości 600 mm rocznie (0,6 m) oznacza, że sumaryczna ilość wody dostarczonej przez opady. Liczba opadów w określonej miejscowości zależna jest od jej położenia geograficznego. Rozkład opadów w Polsce jest dość równomierny. Na równinach średni opad roczny z wielolecia (co najmniej 20-30 lat) wynosi 550-650 mm, obfitszy jest w miejscowościach podgórskich, a największy w górach, gdzie dochodzi do 1000-1500 mm. Wahania w ilości opadów w poszczególnych latach w stosunku do średniego rocznego, obliczonego z wielolecia, mieszczą się zwykle w granicach maksymalnych do 150% i minimalnych do 60%. Linie wykreślone na mapie i łączące punkty o jednakowych ilościach opadów nazywają się izohietami. Na 1 podana jest mapa z wykreślonymi izohietami średnich opadów rocznych w Polsce, według opracowania Państwowego Instytutu Naukowego Gospodarstwa Wiejskiego w Bydgoszczy.