Вопрос 25. Геодезические работы при проектировании водохранилищ.

Топографо-геодезические работы на водохранилищах.

При возведении на реке плотины бытовой уровень воды поднимается до отметки нормального подпорного уровня (НПУ), образуя в верхнем бьефе водохранилище. Длина водохранилища от плотины до хвостовой части, где выклинивается подпор, может быть подсчитана по формуле:

где H- высота напора

I- средний продольный уклон бытового потока

К- коэффициент, принимаемый для плотин от 1.5 до 2.5

Вода в реке перегорожена плотиной и имеет неравномерное движение при этом по мере приближения к плотине глубины и площади живого сечения возрастает, а скорость потока убывает. Вследствие этого поверхность потока в продольном профиле имеет вид вогнутой кривой, называемой кривой подпора, поэтому на водохранилищах множество поперечных профилей и эти профили между собой будут отличаться на величину .

При проектировании водохранилища решаются основные задачи:

1. Установление контура водохранилища при заданном НПУ.

2. Определение площади затопления и объема воды в водохранилище.

3. Установление подлежащих к затоплению населенных пунктов, путей сообщения, ЛЭП. Подсчет стоимости убытков от затопления, разработка новых проектов.

4. Разработка проектов инженерной защиты от затопления и проектов берегоукрепления.

5. Трассирование в чаше водохранилища судовых ходов, выбор мест расположения портов и пристаней.

Для проектирования водохранилищ используют топографические карты разных масштабов. Предварительные расчеты 1:10 000 – 1:50 000, технические проекты крупных водохранилищ 1:25 000. Детальные расчеты 1:1000 – 1:5000, Отдельные участки 1:2000 – 1:500.

Съемка водохранилища производится комбинированным и стереофотограмметрическим методами. В качестве плановой основы триангуляция и полигонометрия. Высотная основа – полигоны нивелирования 3 кл. (редко 4) при проектировании плановых и высотных сетей учитывают, что они будут служить основой не только для съемки, но и для вынесения контура в натуру, поэтому опорные пункты размещают вне зоны затопления.

Площадь водохранилища в пределах контура затопления определяют по топографическим картам при помощи планиметра.

Вопрос 26. Определение на местности проектного контура водохранилища и объема водохранилища.

Определение на местности проектного контура водохранилища.

В стадии изысканий для рабочей документации на территории будущего водохранилища отбивают в натуре горизонталь затопления, которая и служит границей (для изъятия сельхоз. угодий, лесных земель).

Вынос контура состоит в обозначении на местности точек с высотой нормального подпорного уровня (НПУ). На крупных водохранилищах контур обозначают в натуре по высотам кривой подпора, кривую разбивают на отдельные участки, работу выполняют нивелированием. Нивелирный ход начинают от ближайших реперов высотной основы, прокладывают в район проложение горизонтали затопления, вычисляют в поле связующих точек. Когда высота связующей точки окажется близкой к проектной определяют горизонт инструмента, вычитая затем из горизонта инструмента проектную высоту, находят отсчет по рейке, при котором пятка рейки и будет находиться на горизонтали затопления. Рейку передвигают по склону до получения по средней нити требуемого отсчета. С этой же станции намечают через 30-50 м. ряд точек и фиксируют их кольями. Затем нивелируют следующие связующие точки и т.д. Через 5 км. хода нивелирования по отбивки горизонтали затопления привязывают и репер высотной основы, через 200-300 м. отбиваемую линию спрямляют, допуская стрелы прогиба до 10 м., в горных районах до 30 м. Углы поворота спрямленных линий закрепляют столбами. По закрепленным точкам прокладывают теодолитный ход и определяют координаты основных точек контура водохранилища. В пределах контура водохранилища выполняют крупномасштабные инвентаризованные съемки населенных пунктов и предприятий для перенесения. Выполняют одновременно гидрологические изыскания по выявлению кривой подтопления местности грунтовыми водами.

Определение на местности объема водохранилища.

Общий объем воды в водохранилище находят путем сложения элементарных объемов между двумя смежными горизонталями, начиная с самой низкой высоты в чаше водохранилища и заканчивая горизонталью затопления.

Упрощенная формула подсчета объема:

- площади

h – высота сечения рельефа

более точная

Для более точного определения объема, по предложению Глобова устанавливают зависимость площадей затоплений от изменения высоты.

Эта зависимость может быть линейной, параболической или степенной функцией и определяется империческим путем. Коэффициент этой функции находят по методу наименьших квадратов, используя высоты геодезических точек. Полный объем вычисляется:

В пойменных местах с микрорельефом возникает большое число замкнутых горизонталей, их рассматривают как шаровые сегменты и объем определяют по формуле:

Р – площадь замкнутой горизонтали

h – высота сечения

Эти объемы вычисляют и или вычитают или прибавляют к общему результату.

По топографическим картам объем вычисляется с точностью 5%, уточненным способом до 2%.