Методические рекомендации «Устройство временных водомерных постов на реках Воронежской области, для контроля уровней воды в период прохождения половодий (паводков)» (стр. 3 )

Рисунок 7 – Схема свайного водомерного поста

Свайные посты оборудуют стандартными металлическими винтовыми сваями; длина их 220 см, диаметр 8 см. Нижняя часть сваи на протяжении 35 см имеет винтовую на­резку, а верхняя длиной 15 см представляет собой головку диа­метром 10 см. На головке сваи с двух противоположных сторон сделаны плоские срезы, служащие опорой для ключа, с помощью которого свая завинчивается в грунт. Головка сваи окрашивается белой масляной краской, и на ней черной краской с двух сторон надписывается номер сваи. Сваи поста нумеруют по порядку свер­ху вниз от ближайшей к реперу сваи, которая получает первый но­мер.

Временные сваи при отсутствии металлических можно изготов­лять из дерева прочных, не поддающихся гниению пород. Для свай берут отрезки бревен диаметром 20-25 см. Длина назна­чается в зависимости от характера грунта и глубины его промерзания, но не менее 1,5 м. Нижний конец деревянной сваи (комлевый) затесывается на три или четыре грани.

При забивке свай в плотные грунты на заостренный ко­нец сваи надевают стальной башмак. Вся свая обструги­вается и для предохранения от гниения осмаливается или слегка обугливается. Во избежание раскалывания и раз­мочаливания при забивке ее в грунт на верхний конец сваи надевают стальное кольцо - бугель.

Глубина забивки свай должна быть такой, чтобы нижний конец сваи углубился не менее чем на 0,5 м в непромерзающий слой грунта.

Головки свай после забивки спиливают горизонтально ниже бугеля, оставляя над поверхностью земли 10-15 см, а где есть основания опасаться повреждения свай ледохо­дом 5-10 см. В центре торца сваи забивают гвоздь с по­лусферической шляпкой.

Если берег реки скалистый, то вместо установки сваи целесообразнее сделать в скале высечки в виде ступеней. Горизонтальные площадки ступеней должны быть доста­точного размера для прохода по ним наблюдателя, т. е. не менее 20х30 см. В центре площадок устанавливают метал­лические штыри, зацементированные в скалу.

Все сваи поста нивелируются, получают отметку и при­водку к нулю графика поста.

Высота уровня воды в реке на свайном посту отсчитывается при помощи переносной водомерной рейки, устанавливаемой в центре торца (на шляпку гвоздя) ближайшей к берегу затопленной сваи. Зная величину приводки сваи, нетрудно вычислить высоту уровня воды над нулем графика поста.

Стандартная водомерная переносная рейка изготов­ляется из легкой металлической трубы; рейка имеет длину 100 см; деления нанесены через 1 см.

2.2.3 Смешанные посты Тип смешанного поста возник из сочетания элементов реечного и свайного постов. Реечно-свайные посты уст­раиваются на участках рек, имеющих резкие переломы склонов бе­рега: на крутой части устанавливается рейка, на пологой - сваи. Устройство смешанных постов целесообразно при наличии соору­жений, например мостов (рисунок 8). На этом посту уровни межен­ных вод наблюдают по сваям, а уровни высоких вод - по верти­кальной рейке, укрепленной на устое моста.

Рисунок 8 – Смешанный водомерный пост

3 Состав и сроки наблюдений

3.1. Наблюдения за уровнем воды чаще всего подчинены общей за­даче учета стока воды, но могут иметь и самостоятельное значе­ние. В первом случае наблюдения за уровнем воды должны быть организованы таким образом, чтобы в результате можно было до­статочно точно определить  величину среднего  суточного уровня.

Частота регистрации высоты уровня в течение суток зависит от характера уровенного режима реки. Основными сроками наблю­дений являются 8 и 20 часов. В периоды половодья и дождевых паводков, кроме указанных сроков, необходимо назначать допол­нительные сроки наблюдений через равные промежутки времени: 2, 4, 6 часов, в зависимости от характера и быстроты подъема и спада волны половодья или паводка.

В период летней межени с незначительными колебаниями уровня достаточно вести наблюдения в 8 и 20 часов. Но если в этот период проходят одиночные дождевые паводки, производятся допол­нительные наблюдения через равные промежутки времени.

В зимний период основные сроки наблюдений сохраняются, но во время замерзания и вскрытия реки, когда наблюдаются шугоходы, ледоходы и сопровождающие их явления зажоров и зато­ров, в дополнение к основным срокам ведутся учащенные наблю­дения через равные интервалы. Таким же образом следует орга­низовать наблюдения и при неустойчивой ледовой обстановке в течение всей зимы. На реках с устойчивым длительным ледоста­вом при плавном изменении уровня воды наблюдения достаточно вести один раз в сутки - в 8 часов.

Сроки и период наблюдения устанавливаются самостоятельно исходя из необходимости и целесообразности проведения наблюдений и обстановки складывающейся на территории.

3.2. Наблюдения за ледовыми явлениями проводят с целью осве­тить ледовую обстановку на участке поста, получить данные о тол­щине льда и шуги. Наблюдения ведут в течение всего зимнего периода.

Измерения толщины льда, снега на льду и подледной шуги про­изводят 10, 20-го числа и в последний день месяца. Особое внима­ние обращают на явления, которые могут значительно изменить естественный ход уровня. К числу их в первую очередь относят за­жоры и заторы; необходимо установить место и время их возник­новения и причины образования.

Наблюдения за ледовой обстановкой осенью и весной проводят на участке поста в течение суток. В осенний период отмечают по­явление сала, шуги, заберегов, осеннего ледохода, зажоров. В пе­риод ледостава дополнительно к измерениям толщины льда отме­чают появление полыней, трещин, наледей, в весенний период - появление закраин, подвижки льда, ледоход, образование заторов.

Сроки и период наблюдения устанавливаются самостоятельно исходя из необходимости и целесообразности проведения наблюдений и обстановки складывающейся на территории.

Приложение 1

1.  Рекомендации по выбору участка реки.

1.1. Место для проведения гидрологических наблюдений на посту должно удовлетворять следующим условиям: 1) режим реки в этом месте должен быть характерным для достаточно большого участка (района), чтобы результаты наблюдения можно было использовать для гидрологических прогнозов, расчетов и информации; 2) место (участок) должно быть удобно для производства наблюдений, обеспечивая наибольшую возможную их точность в данных условиях; 3) вблизи от участка должны быть средства связи (телефон, телеграф, радио), что особенно важно для информационных (оперативных) постов.

1.2. Участок реки, предназначенный для организации гидрологических наблюдений за стоком воды, должен быть прямолинейным по крайней мере на протяжении трехкратной ширины между бровками меженного русла реки, с однообразными по длине участка шириной, глубиной и продольным уклоном водной поверхности и по возможности правильной формой профиля поперечного сечения. На равнинных реках, характеризующихся чередованием плесов и перекатов, предпочтение отдается плесовым участкам, проведение наблюдений на которых удобнее и дает большую точность наблюдений в паводочный период.

На участке, а также непосредственно ниже его, не должны впадать крупные притоки, находится неустойчивые перекаты и острова, могущие вызывать косоструйность течения, поперечные уклоны, заторы и зажоры льда и другие явления, нарушающие правильность и однообразие течения.

Берега и русло должны быть по возможности более устойчивыми, а также не подверженными значительному зарастанию растительностью. Пойма, если ее нельзя избежать, должно быть наименьшей ширины, по возможности ровная, без протоков, стариц, возвышенностей и свободная от древесной и кустарниковой растительности. Коренные берега должны быть по возможности параллельными между собой хотя бы на протяжении половины ширины разлива при высоком стоянии уровня воды.

Приведенные выше рекомендации могут быть несколько смягчены с тем, однако, условием, чтобы выбранный участок резко не отличался от выше - и нижележащего участков реки.

1.3. На участке реки, предназначенном для оборудования водомерного поста, влияние переменного подпора должно сказываться в наименьшей степени. Переменный напор выражается в независимых от естественных колебаний водности реки изменениях уровня и продольного уклона водной поверхности. При наличии переменного подпора связь между расходом и уровнем воды оказывается неоднозначной, вследствие чего учет стока значительно усложняется.

Причинами возникновения переменного подпора на участке реки могут быть:

а) расположенное ниже водохранилище, созданное плотиной, или озеро, уровни которых зависят от естественного баланса притока и стока воды в них, от искусственного регулирования наполнения и от ветровых денивеляций водной поверхности;

б) впадение ниже участка достаточно крупного притока;

в) наличие ниже по течению переката или скоплений наносов.

Как видно, переменный подпор - явление весьма широко распространенное. Выбрать такой участок, где в полной мере и всегда отсутствовал бы переменный подпор, почти невозможно, поэтому рекомендуется искать место, в которой эффект переменного подпора наиболее ослаблен, т. е. где периоды наличия подпора сменяются наиболее длительными периодами отсутствия его и где переменный подпор характеризуется плавным и сравнительно медленными изменениями уровня и уклона водной поверхности.

2. Рекомендации по рекогносцировочному обследованию участка реки.

2.1. Выбору участка должно предшествовать предварительное всестороннее ознакомление с районом по имеющимся литератур­ным, архивным материалам и другим источникам и рекогносци­ровочное  обследование  реки.

2.2.        В  результате  предварительного  ознакомления  с  ма­териалами  по  району  выбираемого  участка  для  производства гидрологических наблюдений необходимо выяснить:

1) основные черты гидрологического режима реки - характер
колебаний уровня, расхода и мутности, характер ледовых явле­ний (замерзание, вскрытие, наледи), толщину льда, шугоноспость;