книги из ГПНТБ / Кузник, И. А. Гидрология и гидрометрия учебник для сельскохозяйственных техникумов по специальности гидромелиорация

50. Водомерные посты

Типы водомерных постов. По способу устройства водомерные посты бывают простые, передаточные и саморегистрирующие. Про­ стые посты в свою очередь подразделяются на реечные, свайные

скольких надежно закрепленных реек. Обычно рейки крепят к за­ битым в грунт сваям, к стенкам набережных, устоям и быкам мостов (рис. 80) в защищенном от ледохода и судов месте. Для получения точного отсчета уровня, например во время волнения, рейку устанавливают в ковше берега, соединенном с руслом ка­ навкой (рис. 81).

метов.

На деревянных рейках деления через 1—2 см закрашены мас­ ляной или эмалевой краской. Применяют и металлические рейки — чугунные и набивные из тонкого листового или оцинкованного же­ леза с прорезанными делениями.

Часто пользуются наклонными рейками, у которых деревянный

Эти рейки лучше вертикальных защищены от ледохода; они не создают подпора; отсчет по ним более точен.

Высоту уровня воды на водомерном посту измеряют от нуля стационарной рейки. Плоскость, от которой отсчитывают уровень,

забитых в дно и берег перпендикулярно к среднему направлению течения воды (рис. 83). Сваи нумеруют в направлении от репера

182

водомерного поста, устанавливаемого в незатопляемой зоне бе­

рега.

Превышение между головками 'Соседних свай должно быть не­ больше 0,7 м, а на очень пологих берегах 0,2—0,4 м (для удобногоподхода). Сваи делают диаметром 15—25 см из дуба, листвен-

Рис. 82. а — схема установки наклонной рейки.

1 — наклонная рейка, 2 — щебенчатая подготовка, 3 — сваи.

б — расчет делений наклонной рейки.

Рис. 83. Свайный водомерный пост (расстояния даны от репера водомерного поста).

Отметки — над нулем графика.

ницы, сосны. Забивают их на глубину 1,5 м. Применяют и метал­ лические (из труб, железнодорожных рельсов, чугунные, с винто­ выми лопастями) и бетонные сваи. В щебенчатых грунтах сваи с крестовиной закапывают на глубину 1—1,5 м. Головки свайопи-

18а

-ливают горизонтально. В центре головки сваи забивают корабель­ ный гвоздь. Номера свай наносят черной или красной краской на торце.

После установки свай измеряют расстояние между ними; сваи нивелируют и «привязывают» к отметке репера водомерного поста,

Приборы для точного отсчета уровня. К таким приборам отно­ сятся крючковые и игольчатые рейки ГГИ. Они дают точный отсчет

стержень с крючком. Уровень отсчитывают по рейке в сантиметрах, а по планке в миллиметрах. На игольчатой рейке есть дополни­ тельный нониус, позволяющий сделать отсчет в 0 , 1 мм.

184

Игольчатые рейки применяют в лабораториях и на испаритель­

ных станциях.

С а м о п и с ц ы у р о в и е й — лимниграфы автоматически запи­ сывают колебания уровня. Их устанавливают на реках, озерах it

185-

плавке. Интенсивность воздействия излучения обратно пропорцио­ нальна квадрату расстояния между источником и приемником. При ■опускании уровня расстояние увеличивается, воздействие гамма-лу­ чей ослабляется. •

Дистанционные уровнемеры широко применяют в ирригацион­ ной практике. Такие приборы передают показания уровня к счет­ ному аппарату, который находится на значительном расстоянии от датчика. Поэтому их и называют дистанционными.

В СССР используются конструкции, разработанные Д. П. Колодкевичем и Ленинградским институтом телемеханики. Дистан­ ционные приборы передают показания уровня на расстояние до 10—15 км. Уровнемер Колодкевича, который может передать на ■один приемный аппарат измерения из нескольких пунктов, состоит кз поплавкового механизма, механизма передачи электрических импульсов, линии передачи и приемника.

Уклонные посты. Для определения уклонов поверхности воды устраивают два уклонных водомерных поста на равном расстоянии вверх и вниз от гидрометрического створа, в котором производится измерение расходов воды. Сваи водомерных постов нивелируются зтрецезионным нивелиром. Отсчеты уровней по этим сваям произ­ водят по рейкам.

Определить уклон можно с помощью временных урезных кольев. В заранее намеченных местах по сигналу одновременно

.забивают колья вровень с уровнем воды. Во избежание волнения колья устанавливают на берегу в ямках, соединенных канавками о рекой. Нивелировкой определяют превышения между кольями.

51. Устройство водомерных постов и гидро­ метрических створов

Выбор места и типа водомерного поста. Место устройства водо­ мерного поста предварительно намечают по имеющимся крупно­ масштабным картам. Положение и тип поста уточняют путем об-

•следования реки на протяжении 5—10 км. При этом руководст­ вуются следующими техническими условиями:

1 ) участок реки в месте расположения водомерного поста на

•протяжении трехкратной ширины русла должен быть прямолиней­ ным, открытым, доступным для наблюдений!

2 ) русло должно быть устойчивым (не размываться и не за­

мяться) ;

3)пост должен располагаться на расстоянии не меньше пяти­ кратной ширины реки от устья ближайших притоков и вне сферы влияния подпоров от заторов льда и гидротехнических сооружений (за исключением тех случаев, когда пост устанавливают специаль­

но для изучения режима подпорных бьефов); 4) пост нужно устраивать вблизи от населенных пунктов, в

месте, защищенном от ледохода;

186

5) угол наклона береговой линии к горизонту должен быт в пределах 20—40°. Очень крутые и очень пологие берега неудобны как для устройства поста, так и для его эксплуатации.

При выборе типа поста необходимо учитывать его назначение,, срок службы, особенности режима водного объекта и требуемую точность наблюдений. Как было указано выше, конструкция поста определяется характером русла, поймы и состоянием берегов.

В ы б о р м е с т а г и д р о м е т р и ч е с к о г о с т в о р а . На гид­ рометрических створах измеряют расходы воды и наносов. По­ этому здесь должна быть высокая точность измерения площадей живых сечений, скоростей течения воды и т. д. Из этих соображе­ ний при выборе створа руководствуются следующим:

1 ) течение воды должно быть параллельноструйным, без за­ водей, косых и обратных течений и порогов;

2 ) дно реки не должно иметь значительные выступы, мешаю­ щие измерению глубин и скоростей (камыши, водоросли, деревья: и т. д.). В противном случае камни удаляют, лес вырубают, а траву выкашивают;

3) на реках с быстрым течением воды створы устраивают на широких участках русла с замедленными скоростями, и наоборот,, при очень медленном течении створы разбивают на узких уча­ стках, где скорости более заметны;

4) продольный уклон, ширина и глубина реки должны быть по возможности однообразными, а поперечные профили— правиль­ ной, корытообразной формы.

Топографические и промерные работы. При устройстве постов производят буссольно-глазомерную съемку, а при оборудовании гидрометрических створов — теодолитно-нивелирную.

Границы съемки определяются шириной реки и отметкой наи­ высшего уровня воды. Ширину участка съемки принимают с рас­ четом превышения границ съемки над наивысшей отметкой воды на 1 м. Длину участка L принимают в зависимости от ширины

Съемку выполняют следующим образом (рис. 87). Вдоль беспойменного берега прокладывают магистральный ход (базис). Из­ мерение длины магистрали и нивелирование производят дважды. От магистрали разбивают поперечные профили: один по створу водомерного поста и три—пять поперечников выше и ниженего.

Все поперечные профили нивелируют через долину от границ, съемки урезов воды; глубины промеряют; дополнительные пла­ новые и высотные подробности снимают мензулой. Если промерывыполняют при разных уровнях, то для приведения их к постоян­ ному уровню ведут водомерные наблюдения. Во все промеры вно­ сят положительные или отрицательные поправки, равные величина отклонения наблюденного уровня от принятого за основной при; съемке.

Для нивелирования мгновенного продольного уклона воды во

18Г

Рис. 87. План участка реки.

17V!№ 9 г

Рис. 88. Поперечный профиль по линии гидрометрического створа.

всех поперечных профилях одновременно по сигналу забивают колья на уровне воды.

На основании материалов съемки составляют план в горизон­ талях (рис. 87), профили реки по водомерному посту и гидромет­ рическому створу (рис. 8 8 ).

188

Устройство и оборудование постов. На поперечном профиле проектируют расположение реперов, свай, реек и других установок водомерного поста, после чего их переносят в натуру. На одном берегу устанавливают репер, а на противоположном — столб; по ним определяют направление створа водомерного поста. На этой линии колышками размечают места установок свай, реек и других

устройств.

Все установленные репера и сваи дважды нивелируют. Про­ водят привязку к ближайшим реперам и маркам государственной сети, устанавливают отметку нуля графика.

Водомерный пост обеспечивается наставлением для производ­ ства наблюдений, бланками, часами, фонарем, рейками перенос­ ными— снегомерной, ледомерной и шугомерной.

или мензулу). Нуль лимба совмещают с направлением базиса. Из лодки пускают последовательно ряд поплавков, которые проходят через створы AM, и BN, в разных точках. Поплавки в этих точках засекают инструментом. О моменте прохождения поплавков через створы сигнализируют наблюдатели, находящиеся в точках А и В. Поплавки должны быть пущены так, чтобы они равномерно рас­ пределялись по всей ширине реки. Направления хода поплавков переносят на план, после чего уточняют направлениебазиса АСЕ, параллельное среднему направлению хода поплавков. Створ BN разбивают перпендикулярно базису АЕ.

Створ закрепляют двумя реперами на правом и левом берегах. На широких реках, кроме этого, устанавливают по два створных знака (вехи) на каждом берегу. 1

Для производства гидрометрических работ в створе устанав­ ливают перекидные или подвесные мостики, используют лодки, паромы и подвесные люльки.

Мостики не должны создавать подпора, а промежуточные опоры не должны искажать направление и скорость течения. На

1 При работе на очень широких реках перпендикуляры не разбивают. Для съемки направления течения на базисе устанавливают два инструмента, а иногда и третий на противоположном берегу. Место прохождения поплавка определяют одновременно всеми инструментами.

189

Рис. 90. Перекидной мостик.

а — план; б — фасад; в — поперечный разрез.

2

Рис. 91. Подвесной мостик.

1 — мертвый якорь; 2 — тросы; 3 — подпорная рама; 4 — бруски; 5 — настил.

Рис. 92. Подвесная люлька.

/ — стойка; 2 — перекидной трос; 3 — люлька; 4 — вертушка.