Гидрологические изыскания водных объектов

Где -расстояние от вышележащего до промежуточного поста,

 расстояние между вышележащим  и нижележащим постами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Обработка результатов промеров глубин.

 

1.2.1.Определение  характеристик поперечного сечения  при рабочем уровне.

 

При проведении изысканий в расчетном створе была выполнена тахеометрическая съемка поймы. За начало отсчета принята точка на правом берегу, имеющая отметку на 1-1,5 м превышающую высший исторический горизонт (ВИГ). Результаты съемки приведены в таблице 6.  Результаты промеров глубин русла на расчетном створе при уровне воды 177,00 м приведены в таблице 5.

 

Таблица 5

Вычисление  площади водного сечения реки

(Выписка  из промерного журнала)

№ промерных  точек	Расстояние  от постоянного начала,м	Глубина воды, м	Отметка дна, м	Расстояние между промерами, м	Средняя глубина  между промерами, м	Площадь сечения  между промерами, м2
Урез п.б.	45	0,0
1	67	3,0
2	95	4,1
3	120	5,5
4	150	6,7
5	185	7,5
6	211	8,2
7	243	7,5
8	313	6,8
9	358	5,2
10	391	4,5
11	419	1,5
Урез л.б.	469	0,0

Примечание: Постоянное начало на пикете 2. Рабочий уровень 177,00 м в БСВ.

 

Таблица 6

Тахеометрическая  съемка поймы на расчетном створе

Пикеты	Плюсы, м	Отметка земли, м	Ситуация
0		181,47	Редкий лес Редкий лес
	20	176,37
	46	176,65	Протока Протока
	68	171,53
	82	176,5	Редкий лес, густые кусты Редкий лес, густые кусты
1		175,95
2		176,66	Густой лес
	42	177,54	Русло
6	82	177,43	Березовая роща
7	40	177,09	Березовая роща, кусты
8		176,41	Густые кусты Н=5м
	70	175,88	Кусты по мари
9	23	175,44
	87	176,18	Редкий лес, кусты
10	60	176,47
	83	175,61	Протока
	94	172,22
11	9	177,30	Редкий лес, осока, мелкий кустарник
	19	176,01
12	80	176,38
13	11	176,04
	36	177,32
	79	176,63
14	5	177,79
	38	177,3	Густой кустарник  по моховой мари
17		177,35	Чистая кочковатая марь
18		177,46
	63	175,56	Протока
	71	172,61
19	15	179,4	Густые кусты
	39	179,58
	55	177,95	Кочковатая  марь с кустарником
21		177,35
	62	176,6
22	29	177,07	Густые кусты
23		179,17	Густой лес  и кусты
	43	182,48	Густой кустарник  и редкий лес
24		182,35	Моховое болото
25		182,55

Примечание: Высший исторический горизонт ВИГ установлен по опросам старожилов и составляет 180,52  м. Продольный уклон водной поверхности определенный по меткам высоких вод I=0.00046

 

Основными характеристиками сечения являются: площадь поперечного  сечения, ширина, средняя глубина, смоченный  периметр, гидравлический радиус.

Площадь живого сечения вычисляем аналитически как сумму площадей трапеций и треугольников по формуле

Где - глубины в промерных точках, м

- расстояния между промерными  точками, м

Ширина русла  В определяется расстоянием между  урезами воды.

Средняя глубина сечения равна частному от деления площади живого сечения на ширину русла.

,   м

Смоченный периметр определяем по формуле:

, м

Гидравлический радиус определяется делением площади сечения на смоченный  периметр

, м

1.2.2. Построение поперечного профиля  реки  и поймы по гидроствору  .

 

Для построения зависимостей уровней воды и расходов во всем диапазоне возможных значений необходимо построить совмещенный  профиль русла и поймы (смотрите рис.5). Профиль строят на миллиметровой бумаге. По оси абсцисс откладывают расстояние между промерными точками, а по оси ординат отметки дна (берега). Масштабы для построения выбирают следующие: горизонтальный в 1 см – 2,5,10,20,50,100,200 м; вертикальный в 1 см – 0,5 , 1,2,5,10м. На профиль наносят рабочий уровень воды (при котором проводились измерения). Над ним выписывают его отметку и дату. Дополнительно наносят максимальный уровень высоких вод установленный по меткам, или опросам старожилов.

Под профилем в  виде таблицы выписывают: номера промерных точек (или пикеты и плюсы), расстояния от постоянного начала, расстояния между точками, отметки дна (земли), глубины при рабочем уровне (для русла), ситуацию (характер дна и поймы, наличие растительности).

 

1.2.3. Построение кривой зависимости площади живого сечения от уровня воды.

 

Для интерполяции измеренных  при изысканиях расходов воды на другие уровни воды необходимо рассчитать площади живого сечения  при нескольких уровнях в диапазоне  от минимального до максимального. Для этого  на поперечном  профиле, построенном по результатам промеров русла с прилегающими берегами,  проводят несколько расчетных уровней выше и ниже наблюденного с интервалом через 0,5-1 м.

  Для определения  площади живого сечения для  верхнего уровня, площадь трапеции образованной соседними уровнями и берегами измеряют на профиле, или вычисляют и прибавляют к площади живого сечения вычисленной для нижнего уровня. Аналогично при определении площади живого сечения для нижнего уровня, площадь трапеции вычитают из площади, вычисленной для верхнего уровня.

 

1.2.4. Построение плана дна реки в горизонталях

 

 Для проектирования  и строительства на реках различных  сооружений составляют планы,  на которых рельеф дна дается  в горизонталях.

При проведении промеров на каждом поперечнике определяют отметку уровня воды в Балтийской системе или условную. Для этого в районе работ устраивают пост и привязывают его репер к высотной основе. На посту ведут учащенные наблюдения за уровнем, а при надобности устанавливают самописец уровня.  
Вычитая из отметки уровня воды во время промеров измеренные глубины, получают отметки дна. На план наносят промерные точки и у каждой из них выписывают отметку дна. Затем обычным способом проводят горизонтали и линии урезов воды, относя их высотное положение к принятому мгновенному (срезочному) уровню. Если план составляют для проектирования гидротехнических сооружений, то, кроме русла, на нем показывают по данным топографической съемки пойму, долину и коренные берега до отметок выше подпорного уровня. Сечение рельефа горизонталями принимают в зависимости от масштаба по существующим в топографии правилам.

 На рисунке  5. приведен пример плана участка  речного русла, где подводный  рельеф показан в горизонталях. 

 

 

 

 

Таблица 7

Результаты  промерных работ на участке реки

№ промер- ных  точек	Расстояние  от магистрали, м	Глубина воды, м	Отметка дна, м	№ промерных  точек	Расстояние  от постоянного начала,м	Глубина воды, м	Отметка дна, м
Створ 1, уровень  воды 55,21 м в БСВ				Створ 3, уровень  воды 54,18 м в БСВ
Урез п.б.	5	0,0		Урез п.б.	8	0,0
1	10	0,2		1	13	0,3
2	15	0,8		2	18	1,0
3	20	0,5		3	23	1,2
4	25	1,7		4	28	1,5
5	35	1,5		5	33	1,5
6	40	1,2		6	38	1,8
7	45	1,2		7	43	1,3
8	50	1,6		8	48	1,2
9	55	1,3		9	53	0,7
10	60	0,7		10	58	0,4
Урез п.б.	62	0		Урез п.б.	68	0
Створ 2, уровень  воды 54,70 м в БСВ				Створ 4, уровень  воды 53,68 м в БСВ
Урез п.б.	2	0,0		Урез п.б.	12	0,0
1	7	0,8		1	17	0,5
2	12	0,8		2	22	0,9
3	17	1,1		3	27	1,3
4	22	1,3		4	32	1,8
5	27	1,6		5	37	1,4
6	32	1,9		6	42	1,2
7	37	1,4		7	47	0,8
8	42	1,2		8	52	0,7
9	47	0,6		9	57	0,3
10	52	0,6		10	62	0,3
Урез л.б.	61	0		Урез л.б.	73	0
Перечники размечены  на прямой магистрали через 150 м

 

1.2.5. Построение плана реки в изобатах

 

Если план реки составляют для нужд судоходства, на нем нулевая изобата проводится по отметкам проектного уровня воды. Проектным уровнем называется такой, относительно которого определяют гарантированные габариты судового хода: глубину, ширину, радиусы закруглений. Обеспеченность проектного уровня принимают равной 80—99 %, причем для больших судоходных рек (магистралей) принимают более высокую обеспеченность. Следовательно, за проектный уровень принимают уровень низкой межени.  
Для составления плана русла в изобатах (рис.) необходимо обработать результаты измерений глубин, чтобы получить глубины, отнесенные к проектному уровню. Если рабочий уровень выше проектного, разность их высот называют срезкой; значение ее вычитают из  измеренной глубины

Для проведения изобат необходимо предварительно нанести на план положение промерных точек. Это делают разными приемами в зависимости от способа координирования промеров. Например, при промерах по поперечникам от магистрали на план наносят магистраль, поперечники, а на них промерные точки, у каждой из которых выписывают глубины с учетом срезки. После проведения изобат на плане проводят линию наибольших глубин на ней проставляют километраж от устья.

 

3.  Обработка измерений скоростей течения.

 

1. Построение плана скоростей потока

 

Для получения плана скоростей на участке русла реки был проведен пуск поверхностных поплавков по всей ширине русла. Положение поплавков фиксировалось с помощью теодолита одноточечным способом через равные промежутки времени. Теодолит был установлен на правом берегу на высоте 10,35 м над уровнем воды. Наведение нуля горизонтального круга по гидрометрическому створу. Уклон реки на участке изысканий по данным нивелирования уровня составил 0,0002. Результаты замеров приведены в таблице.

Для определения положения  поплавков в заданный момент времени необходимо определить расстояние от точки наблюдений до поплавка. С учетом уклона водной поверхности расстояние определяется по формуле

 

, м

 

Где Н – высота установки  теодолита над уровнем воды, м , i  - уклон водной поверхности. Знак  плюс берется при визировании вверх от створа, минус при визировании вниз.

- горизонтальный угол между  направлением на поплавок и  створом установки прибора, 

- вертикальный угол между   направлением на поплавок и горизонтом.