12.3. Обработка материалов промерных работ
Приведение уровней и глубин к срезочному горизонту. Уровни воды в период производства нивелировочных и промерных работ на водных объектах называют р а б о ч и м и. Поскольку нивелировка и измерение глубин в разных створах реки ведутся неодновременно, то рабочие уровни на них относятся к разным горизонтам воды.
Для удобства пользования материалами съемки все данные об уровнях, глубинах и очертании уреза воды в плане должны быть приведены к одному (лучше низкому) условному горизонту, имевшему место в реке в определенный момент времени. Такой горизонт называют с р е з о ч н ы м.
Для приведения уровней и глубин к срезочному горизонту весь период работ разбивают на расчетные интервалы времени. При сравнительно небольших колебаниях горизонта воды, за расчетный интервал можно принять рабочий день, а при интенсивном изменении уровней – меньший отрезок времени, например 1–2 ч.
Для каждого интервала устанавливают величину так называемой срезки уровня, т. е. разность между рабочим и срезочным горизонтами воды
ΔН = Н – Н0, (12.1)
где ΔН – величина срезки уровня;
Н – среднее показание водомерного поста в интересующий интервал времени;
Н0 – срезочный горизонт.
Исправленные значения уровней и глубин, приведенных к срезочному горизонту, определяются по зависимостям:
z исп = z – ΔН (12.2)
и
hисп = h – ΔН, (12.3)
где z исп и hисп – исправленные отметки уровней воды и глубин, приведенные к срезочному горизонту;
z, h – фактически измеренные отметки и глубины при рабочих горизонтах.
Заметим, что срезка ΔН может иметь как положительное, так и отрицательное значение.
Составление плана участка реки. Результаты обработки материалов береговой съемки и русловых промеров представляют в виде плана участка реки. Масштабы, объемы и степень детализации планов зависят от характера изучаемого участка реки и целей изысканий.
Для характеристики рельефа берега на план наносят линии равных высотных отметок – горизонтали. Рельеф дна показывают горизонталями или линиями равных глубин (изобатами). При проектировании гидротехнических сооружений (плотин, мостов и др.), а также при изучении русловых деформаций более удобны планы русла в горизонталях. Для транспортной оценки судоходных рек целесообразнее составлять планы русла в изобатах, так как они дают более наглядное представление о глубинах на водном объекте.
Для составления плана в горизонталях на планшет выписывают все отметки берега и дна русла, в которых производили нивелировку и промер глубин. Отметки дна русла устанавливают вычитанием измеренных глубин из отметок уровня воды, наблюдавшихся во время промера.
В зависимости от рельефа снимаемого участка реки и масштаба плана горизонтали проводят через 0,5; 1 или 2 м.
На план наносят линии урезов воды при срезочном горизонте и линию наибольших глубин – стрежень реки. На урезовых линиях выписывают отметки уровней воды при срезочном горизонте и дату, к которой этот горизонт относится. По стрежню размечаются километры от устья реки. Кроме того, показываются все точки планового и высотного обоснования русловой съемки, промерные створы, водомерные посты, различные образования в русле реки, бровки берегов, названия различных урочищ на реке, знаки береговой и плавучей обстановки, гидротехнические сооружения, границы населенных пунктов, выходы дорог, характер лесной и кустарниковой растительности.
Построение поперечных профилей. Поперечные профили строят для характеристики отдельных створов изучаемой реки. Необходимость в составлении поперечных профилей возникает при устройстве водомерных постов и гидрометрических створов, при производстве изысканий для строительства гидротехнических сооружений, при выполнении русловыправительных работ, а также при изучении гидравлических характеристик речных потоков. Поперечные профили строят или непосредственно по материалам нивелировки берега и промера глубин в интересующих створах, или по данным, снятым с плана реки.
В зависимости от ширины реки и амплитуды колебания горизонта воды горизонтальный масштаб принимается в пределах от 1:200 до 1:1000, а вертикальный – от 1:20 до 1:100.
Пользуясь поперечным профилем (рис.12.3), можно определить площадь живого сечения потока при любом уровне воды. Для этого живое сечение разбивают на простейшие геометрические фигуры (трапеции и треугольники).
Рис.12.3. Поперечный профиль створа реки.
Общую площадь находят суммированием площадей этих фигур по формуле
, (12.4)
где h1, h2, … , hn–1, hn – глубины в промерных точках;
b1, b2, … , bn – расстояния между смежными промерными точками.
Если расстояния между промерными точками одинаковы (b1 = b2 = = bn = b), площадь живого сечения можно вычислить по более простой формуле
ω = b (h1 + h2 + … + hn–1). (12.5)
Построение продольного профиля. Для общей характеристики изучаемой реки часто возникает необходимость в построении ее продольного профиля. На продольный профиль (рис.12.4) наносят линию дна русла по стрежню реки, линии бровок обоих берегов, средний меженний горизонт воды и горизонт высоких вод. В отдельных строках под профилем указывают отметки дна русла, бровок берегов и горизонтов воды. В нижней строке выписывают расстояния между промерными створами.
В зависимости от длины заснятого участка реки и его уклона для построения продольного профиля применяют масштабы: горизонтальный от 1:1000 до 1:10 000; вертикальный от 1:10 до 1:200.
Рис.13.4. Продольный профиль участка реки.