Отчет по гидрометрической практике

Обработка результатов определения  направления гидроствора производится на копии плана участка реки, где по точкам прохождения поплавков через все створы проводятся траектории движения поплавков. Затем для каждого поплавка вычисляется скорость движения делением расстояния между верхним и нижним створами на соответствующее время прохождения. На линии среднего створа в точках пересечения его поплавками откладываются в выбранном масштабе векторы скоростей по касательным к траектории движения поплавков. Результирующий вектор показывает среднее направление течения на данном участке, а перпендикуляр к ней за принимается за правильное направление гидрометрического створа.

На больших реках направление  течения обычно определяется с помощью  бифилярного подвеса, измерителя течения  или морской вертушки. Эти приборы  дают возможность производить измерения  не только в поверхностном слое, но и на различных глубинах, это  значительно увеличивает точность определения гидроствора.

В правильно выбранном  створе направление течения на отдельных  вертикалях не должно отклонятся от нормали к нему не более чем на 30 градусов, если косоструйность превышает, местоположение гидрометрического створа признается неудовлетворительным, и он выбирается на новом месте.

С изменением уровня воды изменяется и направление течения. Вот почему нередко приходится располагать  меженный створ в одном, а паводочный - в другом месте.

Установленное направление  гидроствора закрепляется на обоих берегах прочными столбами-реперами. Один из реперов служит постоянным началом, от которого определяются расстояния до промерных и скоростных вертикалей.

 

Нивелировка водомерного поста.

Нивелирование гидрологического поста производят для определения  высот водомерных устройств, относительно которых производят наблюдения за уровнем  воды в реке. Такими устройствами для  реечных гидрологических постов является «0» водомерной рейки, а  для свайного поста - головка свай.

Перед нивелированием мерной лентой или нивелирной рейкой измеряют (горизонтально) расстояние от начала створа гидрологического поста до всех водомерных устройств в этом створе. При этом фиксируют границы растительных грунтов.

Нивелирный ход прокладывают от основного репера через контрольный  до водомерной рейки (для реечного поста) или, до второй от берега затопленной  сваи (для свайного поста) дважды в  прямом и обратном направлении. Расхождения между превышениями в двух данных точках не должно превышать 3 мм.

Нивелирование гидрологического поста производится по правилам нивелирования  по точкам:

1. контрольный репер нивелируется  как связующий;

2. сваи, находящиеся под  водой нивелируются как промежуточные;

3. у всех водомерных  устройств и реперов в створе  гидрологического поста нивелируется (как промежуточная) поверхность  земли;

4. при нивелировании головок  свай, реперов отсчеты производятся  по двум сторонам реек, независимо  от того связующие они или  промежуточные; земля у водомерных  устройств нивелируется только  по черной стороне;

5. при нивелировании водомерной  рейки или головок затопленных  свай фиксируется уровень воды  по рейке;

6. при нивелировании водомерной  рейки отсчеты производятся либо  непосредственно по водомерной  рейки, либо по нивелирной, установленной  наверх водомерной, либо на гвоздь, вбитый в дециметровое деление  водомерной рейки.

7. в нивелирный ход  включается точка уреза воды;

8. допустимая невязка  в нивелирном ходе вычисляется  по формуле: f_hдоп. = 3n

Нивелировка правого берега реки. На левом берегу выставляются 2 вехи в створе каждого поперечника  и по ним намечается точка установки  рейки на правом берегу. Затем определяются отметки 6-7 рельефных переломных точек  правого берега. Расстояния до точек  на правом берегу измеряются дальномером  нивелира. Для этого нужно определить число делений рейки (в сантиметрах) между горизонтальными нитями и  умножить на постоянный коэффициент (равный 100 для верхней и нижней горизонтальных нитей и 200 для одной из них  и центральной нити).

Определяются отметки  уровней высоких вод (УВВ) для  последующего расчета прошедшего максимального  расхода воды. С этой целью в  районе гидрометрического створа отыскивается наиболее высоко расположенная метка  высоких вод по характерным признакам (отложения на берегах, кустах, деревьях ила или растительного мусора).

По результатам нивелирования  гидрологического поста вычисляются  абсолютные и условные (приводки) высоты всех нивелированных точек и строится поперечный профиль гидрологического поста.

 

Ватерпасовка поста

При нивелировании по точкам в качестве связующих точек стараются  выбрать прочно закрепленные на месте  точки (начало, конец, углы поворота магистрали, пикеты).

При ватерпасовке гидрологического поста каждая свая нивелируется отдельно с помощью ватерпаса и нивелирной рейке. Для этого рейка устанавливается на нижний конец секции (нижнюю сваю). Ватерпас сваи, с помощью уровня проводится в горизонтальном положении, производится отсчёт, который и является шкальным превышением (h) между концами свай. Для контроля ватерпас поворачивается на 180,0 и по рейке производится повторный отсчёт. Окончательное превышение по данной секции вычисляется как среднее арифметическое между двумя отсчётами.

В аналогичном порядке  производится ватерпасовка остальных свай. Общее превышение по нивелирному участку вычисляется как сумма превышений (h) по отдельным сваям.

Для контроля ватерпасовка производится в прямом и обратном направлениях. При этом невязка в нивелирном ходе

f_h=h_пр-h_обр

не должна превышать допустимую, вычисленную по формуле

f_{h доп} =d/1000,

где d - длинна нивелируемого участка.

При соблюдении этого условия  окончательную сумму превышений по нивелирному ходу вычисляют 

h = (h_пр + h_обр) /2.

При ватерпасовке крупных скатов без поста вбивают колышки, делят на секции и производят так, как при ватерпасовке гидрологического поста.

 

Съемка живых  сечений

Съемка живых сечений  водотока для получения профиля  русла реки производится у всех мостов отверстием более 50 м, а также у  меньших мостов, если имеют место  размыв дна русла и подмыв опор.

Промеры живых сечений  производят со льда зимой перед вскрытием  реки, весной после спада весенних вод, а также в периоды паводков.

Съемку делают обычно по трем створам: выше и ниже моста на расстоянии 25 м и под мостом.

Створы выше и ниже моста  закрепляют на обоих берегах сваями, забитыми по две штуки на каждом берегу.

От центра одной из этих свай на каждом створе ведется всегда счет расстояний до точек промера  глубин и эта точка носит название постоянного начала.

Между этими точками прокладывается теодолитный ход, привязанный к  мосту.

Так как эти промеры  делают периодически и результаты промеров сопоставляют для суждения о местах и степени размыва дна или  образования отложений, то промерные  точки должны быть постоянными, для  чего их закрепляют на фермах моста (по узлам).

Промер глубин живых сечений

Промер глубин живых сечений  в створах, расположенных на 25 м  выше и ниже оси моста, производят зимой непосредственно со льда через  пробитые в нем лунки, а летом  с лодки, которая идет в створе, обозначенном на обоих берегах реки.

Места промеров на каждом створе обозначаются либо створами на фермах моста заранее, либо определяются по узлам ферм или пролетам перил  моста. Промеры в створе самого моста производят с моста или при большой высоте опор с лодки.

Для измерения глубины  воды применяются: при глубине воды до 4 м — наметка, а свыше 4 м — лот.

В последнее время с  большим успехом внедряются эхолоты.

Наметка представляет собой шест диаметром 5—6 см, окованный внизу тяжелым в 5 кг башмаком и раскрашенный на дециметры. Эти дециметры занумерованы.

Лот представляет собой чугунную или свинцовую гирю конической или пирамидальной формы с ушком на узком верхнем конце. Вес гири обычно около 5 кг. Гиря привязывается к пеньковому шнуру (лотлиню) хорошего плетения диаметром 6мм. Смочив шнур в воде, его сначала вытягивают и размечают по длине, считая от низа гири, через 0,20 м. Эти подразделения шнура отмечают тряпочками различных цветов, а на целых метрах ставят бляхи из алюминия или кожи, вырезая на них зубцы, число которых соответствует расстоянию в метрах от гири. Для измерения глубин в лодке должны находиться мерщик и техник, ведущий записи.

Техник, являясь старшим, следит за нахождением лодки в  створе и подает сигнал при подходе  к точке промера. Кроме того, в  лодке должен быть минимум один гребец. При быстром течении нужно сажать двух гребцов и рулевого.

Само измерение глубин с движущейся лодки совершается  так: мерщик, стоя у края лодки, опускает у точки промера наметку, забрасывая ее несколько вперед по ходу; достав дно, он ловит момент, когда наметка  займет в процессе движения лодки  вертикальное положение и делает громко отсчет глубины, который записывается в особый журнал (табл. 14):

 

 

Измерения глубин с помощью  лота ведутся примерно в том же порядке, т.е. мерщик забрасывает гирю вперед по ходу, натягивает лотлинь  и делает отсчет по нему в момент, когда он занял отвесное положение.

Нужно, однако, иметь в  виду, что лотлинь выгибается течением, и полученную отсчетом глубину нужно  уменьшать процентов на 8—10.

Результаты промеров используются для составления профиля (живого сечения) русла реки. Промеры глубин ведутся для установления величин  размыва дна или толщины наносов» поэтому на профиль накладывают  результаты по крайней мере двух, а иногда и трех последовательных (разных по времени) промеров.

Масштаб такого профиля принимается  обычно для горизонтальных расстояний в 1:2000 или 1:5000, а для глубин — в 1:100 или 1:200.

На профиле схематически изображают также опоры моста  и проставляют отметки головки  рельса, низа пролетных строений, верха  опор, обреза фундамента и его подошвы.

 

Полевая книжка водомерных наблюдений.

Уровни воды, наблюдаемые  на водомерном посту, на протяжении всех дней учебной практики, должны быть отнесены к условной отметке нуля графика поста. Отметка нуля графика  поста выбирается с таким расчетом, чтобы она находилась не менее  чем на 0,5 м ниже самого низкого  уровня воды в реке, который можно  ожидать в створе поста.

Для перевода отсчета высоты уровня воды, сделанного от нуля наблюдений (над сваей), в высоту водной поверхности  над нулем графика Н служит приводка (Н_пр) - превышение головки сваи над нулем графика. Приводкой называется превышение вершины головки сваи (нулевого деления рейки) над принятым нулем графика поста.

В конце водомерной книжки заполняется справочная таблица, где  приводятся данные об отметках свай и  значения приводок.

 

Графические материалы

План участка гидрологического поста. На основе проведенной полуинструментальной съемки составляется план участка реки. На плане должны быть нанесены:

1. планово-высотная основа съемки - магистраль, поперечные профили, сваи и репер с выписанными азимутами направлений и высотами основных точек;
2. линии урезов воды и границы разлива при высоких уровнях воды (проводятся приближенно при условии неизменности уклона при колебаниях уровня воды);
3. рельеф русла в изобатах и рельеф поймы и берегов в горизонталях, их сечение назначается через 0,5 или 1,0 м;
4. масштаб плана;
5. заглавная надпись плана (название реки, створ);
6. дата съемки;
7. фамилия исполнителя;
8. состав бригады.

 

Поперечные профили водного сечения реки

По данным промеров составляются профили поперечников. На профиле, кроме линии рельефа дна, должен быть показан принятый уровень воды с отметкой и датой. Под профилем выписываются  расстояния от постоянного начала; принятые глубины; отметки дна; характер грунта.

 

 

 

 

Литература

1. Коллупайло Ф. И., Материалы для курса гидрометрии, выпуск2; Указат. лит. по гидрометрии, М., 1921; Handbuch d. Ingenieur-wissenschaften, Т. Ill —Der Wasserbau, B. 1—Die Gewasserkunde, Lpz., 1911.