Гидравлика, гидрология и метеорология (стр. 30 )

Первичная обработка результатов наблюдений. Она включает приведение отсчетов высоты уровня воды к нулю графика поста, составление годовой таблицы ежедневных уровней и построение графика колебаний уровня.

Высоту уровня над нулем графика реечного поста определяют суммированием отсчета по рейке и приводки поста. Для приведения высоты уровня к нулю графика свайного поста нужно к отсчету по переносной рейке прибавить приводку той сваи, на которую устанавливалась рейка при измерении уровня.

По данным полевых книжек составляют годовую таблицу ежедневных уровней воды, в которую заносят среднесуточные и среднемесячные уровни, наивысшие и наинизшие уровни за каждый месяц, а также средний, наивысший и наинизший уровни за целый год.

В таблице выделяют условными знаками фазы ледостава, ледохода и другие явления.

Графики колебаний уровней воды строят на миллиметровой бумаге в масштабах: горизонтальный – в 1 мм – 1 сутки; вертикальный – в  1 мм – 2 или 5 см. Для наглядного сопоставления графиков колебаний уровней за ряд лет по одному и тому же посту или за один и тот же год по разным постам их часто совмещают на одном листе.

Повторяемость и обеспеченность уровней. Важными характеристиками для оценки колебаний уровней воды в реках являются их повторяемость и обеспеченность. Повторяемость (частота) уровней характеризуется числом дней в году, в которые наблюдались уровни в определенных интервалах, например от 600 до 550 см, от 550 до 500 см и т. д. Обеспеченность показывает, в течение скольких дней в году наблюдались уровни данной или большей высоты.

Для изучения повторяемости всю амплитуду колебаний уровней разбивают на равные интервалы по 10–50 см и, пользуясь годовой таблицей уровней, подсчитывают, в течение скольких дней в году уровни находились в каждом из рассматриваемых интервалов. В табл.10.2 приведен пример результата такого подсчета. Обеспеченность уровней устанавливают путем последовательного суммирования их повторяемости.

Т а б л и ц а  10.2. Ведомость повторяемости и обеспеченности уровней

Интервалы уровней, см над нулем графика	Повторяемость	Обеспеченность	Интервалы уровней, см над нулем графика	Повторяемость	Обеспеченность
Дни	%	Дни	%	Дни	%	Дни	%
Высший 426	1	0,3	1	0,3	199–150	6	1,6	30	8,2
425–400	4	1,1	5	1,4	149–100	12	3,3	42	11,5
399–350	6	1,6	11	3,0	99–50	44	12,1	86	23,6
349–300	5	1,4	16	4,4	49–21	277	75,8	363	99,4
299–250	4	1,1	20	5,5	Низший 20	2	0,6	365	100
249–200	4	1,1	24	6,6

По данным табл.10.2 строят график повторяемости и обеспеченности уровней (рис. 10.6). Значения повторяемости откладываются на графике посредине каждого интервала (1), а обеспеченности (2) – на их нижних границах.

Рис. 10.6. График повторяемости и обеспеченности

уровней

Графики повторяемости и обеспеченности строят как для целого года, так и для отдельных периодов (половодья, сплавной навигации и др.).

Линии связи уровней воды. Для сравнения показаний двух водомерных постов, расположенных на одной и той же реке или на разных реках, близких по своим физико-географическим характеристикам, строят линии связи уровней воды (рис. 10.7).

Эти линии позволяют находить уровни воды на временных водомерных постах по показаниям постоянных постов для периодов, когда  временных наблюдений не ведут.

На практике пользуются линиями связи мгновенных и соответственных уровней. Первые из них строятся по данным одновременных наблюдений на двух связываемых постах, т. е. по наблюдениям, выполненным в одни и те же календарные дни. Для построения линии связи соответственных уровней используют данные не одновременных наблюдений, а показания постов, соответствующие характерным уровням, например пикам весеннего половодья и осеннего паводка, летней межени и др.

Для построения линии связи на осях графика размечают шкалы высот уровней и по измеренным значениям одновременных или соответственных уровней наносят на график опытные точки. Посредине полосы этих точек проводят плавную линию, которая является линией связи уровней.

Рис. 10.7. Линия связи уровней воды

по водомерным постам №1 и №2

Линии связи уровней нельзя строить для постов, между которыми имеются плотины или крупные притоки, а также, если они находятся в зоне естественного или искусственного подпора.

11. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ПРОМЕРУ РУСЕЛ РЕК

11.1. Инструмент для промерных работ

Глубина потока – это расстояние по вертикали от свободной поверхности до дна. Промеры глубин на водных объектах проводятся либо в общем комплексе русловой съемки, либо в отдельных створах при измерении расходов воды.

Промеры глубин можно вести или в отдельных точках водной акватории через определенные расстояния, или непрерывно, регистрируя их при помощи самозаписывающих приборов. Точечные измерения глубин производят при помощи реек, наметок и лотов различных типов, а непрерывные – при помощи эхолотов.

Для непосредственного измерения глубин применяются гидрометрические штанги (наметки), лоты и профилографы.

Н а м е т к а  представляет собой деревянный шест диаметром  4–5 см и длиной до 7 м, который окрашен белой масляной краской и размечен на дециметровые деления красной краской. На нижний конец шеста надевается железный башмак весом около 1 кг. Наметками можно измерять глубины до 6 м при скоростях течения не выше  1,5 м/c. Отсчеты ведут с точностью до 5 см.

Р у ч н о й  л о т  состоит из чугунной или свинцовой отливки массой 3–6 кг и размеченного тонкого троса или шнура, называемого  л о т л и н е м. Последний крепят одним концом к специальному ушку на грузе. Ручным лотом измеряют глубины до 20 м с точностью до  10–20 см.

При промере глубин на реках с большими скоростями течения необходимо учитывать провес лотлиня от давления потока и вводить поправочный коэффициент, так как отсчеты по лотлиню оказываются большими, чем действительные глубины русла.

Г и д р о м е т р и ч е с к и е  п р о ф и л о г р а ф ы – это приборы для автоматической регистрации профиля водного сечения. Они бывают механические, гидростатические и акустические (см. измерение уровней).

Э х о л о т  предназначен для непрерывного измерения и автоматической записи глубин. Действие эхолота основано на отражении от дна водоемов ультразвуковых сигналов. Глубина воды определяется по времени прохождения звукового импульса от эхолота до дна водоема и обратно.

11.2. Производство промерных работ

Русловая съемка водного объекта включает построение планово-высотного обоснования, маршрутную съемку береговой полосы, промер глубин, нивелирование уровней воды и наблюдения на водомерных постах.

В практике изысканий наиболее распространенным видом планового обоснования русловых съемок является теодолитный ход с измерением расстояний дальномером или лентой. В качестве высотного обоснования русловой съемки чаще всего используют двойной нивелирный ход по точкам планового обоснования. Оба хода увязывают на реперах, образуя вытянутый полигон.

В зависимости от местных условий маршрутную съемку береговой полосы можно производить мензулой, тахеометром или путем разбивки поперечников. Построение планово-высотного обоснования и съемку береговой полосы выполняют по способам, изучаемым в геодезии.

Промеры глубин. Глубины водных объектов измеряют по определенным направлениям (створам). Расположение промерных створов в плане зависит от ширины акватории и скоростей течения. Различают промеры глубин по нормальным, косым, перекрещивающимся и продольным створам (галсам).

Нормальные створы (рис. 11.1, а), расположенные примерно под углом 90° к оси русла, применяют при скоростях течения до 1,5 м/с и ширине реки до 300 м.

а	б
в	г

Рис. 11.1. Промерные створы:

а – нормальные;  б – косые; в – перекрещивающиеся; г – продольные

Косые створы (рис. 11.1, б), разбиваемые под углом 30–45° к оси русла, применяют на реках со скоростями течения свыше 1,5 м/с и ширине реки более 300 м.

Перекрещивающиеся створы (рис. 11.1, в) применяют для промера глубин на таких участках рек, где необходимо наиболее детально выяснить рельеф дна (перекаты, пороги и др.).

Промер глубин по продольным створам (рис. 11.1, г) применяют на крупных реках с большими глубинами и скоростями течения.

Концевые точки промерных створов обозначают на берегах реки кольями, которые нумеруют и геодезически привязывают к точкам планового обоснования русловой съемки.