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

при больших глуоинах и скоростях течения — лоты с грузом до 80—100 кг. Для ручного лота попользуют лотлинь из пеньковой или хлопчатобумажной бечевы или трос (диаметром 3 мм). Пень­ ковый лотлинь во избежание деформации перед промерами выма­ чивают в воде 3—4 ч, затем натягивают, а после просушки раз­ мечают через 1 0 см.

Для производства промеров лот забрасывают против течения так, чтобы лотлинь занял вертикальное положение при отсчете глубины. Лотлинь размечен так, как показано на рис. 102.

Грузы, применяемые для про­ меров, имеют обтекаемую форму. Момент соприкасания лота или груза с дном устанавливают по уменьшению натяжения лотлиня или по сигналу от электрического поддона, расположенного под грузом. Грузы опускают в воду при помощи лебедок «Нева» (рис. 103) или «Луга». При про-

4

мерах грузы не поднимают, а оставляют на некоторой глубине. Промеры ведут по ходу судна. Вследствие относа лотлиня при больших скоростях течения истинная глубина меньше измеренной

правки определяют по таблицам, имеющимся в наставлениях гид­ рометрическим станциям и постам (в сокращенном виде она дана в приложении 4). Если же эта высота больше 1 м, то поступают следующим образом. Опускают груз до поверхности воды и от­ считывают по счетчику глубин значение z (см. рис. 104); при этом положении груза устанавливают счетчик глубин на нуль; опускают груз до дна; отсчитывают по счетчику фиктивную глубину СВ; измеряют угол отклонения троса от вертикали р. Длина надвод-

202

нон части троса АС в предположении прямолинейности ее состав-

ляет АС =

Поправка к длине надводной части A#i равна АС — г.

К числу акустических профилографов относятся малогабарит­ ный эхолот ТОР-5 и промерный эхолот ПЭЛ-2. При промерах эхо­ лотами определяют глубины по продолжительности прохождения отраженных от дна звуковых волн.

Профилограф ПЭЛ-2 (рис. 105) состоит из центрального при­ бора и заборного устройства. Внутри деревянного корпуса забор­ ного устройства размещены два вибратора. Заборное устройство

203

крепится к борту судна. Центральный прибор служит для автома­ тической записи профиля, для управления посылкой и приемом ультразвуковых импульсов. Линия профиля записывается на элек­ тротермической бумаге. Профиль дна получаётся в виде черной линии на белом фоне. Вертикальный масштаб записи 1 : 100, гори­ зонтальный непостоянен и зависит от скорости движения судна.

Гидростатические профилографы применяют главным образом при выполнении научно-исследовательских работ.

Способы производства промеров. При производстве промеров выполняют: 1 ) наблюдения за уровнем воды по ближайшему водо­ мерному посту, 2 ) измерения положения промеряемой вертикали, 3) измерение глубины.

вают на столб. На другом берегу трос натягивают воротом или лебедкой. Трост размечают металлическими марками, на которых выбито число метров от постоянного начала. Расстояния между

Промеры с лодки выполняют следующим образом. Один рабо­ чий передвигает лодку по тросу, устанавливает ее на промерной вертикали и делает отсчет по размеченному тросу. Второй рабо­ чий промеряет и отсчитывает глубину. Техник ведет записи в журнале.

Точность промеров повышается при производстве их по попереч­ никам со льда. В точках промеров пробивают лунки, местоположе­ ния которых устанавливают измерениями стальной мерной лентой. Глубину воды в лунке отсчитывают от уровня воды. Помимо этого, в каждой лунке определяют толщину льда и глубину его погру­ жения в воду.

На реках шириной более 300 м (когда трос протянуть невоз­ можно) и при небольших скоростях течения положение промерных

204

вертикалей на поперечнике определяют засечкой мензулой или тео­ долитом с берега или секстантом с лодки. Промеряемые створы закрепляют на берегах вехами. На высоком открытом берегу раз­ бивают базис (рис. 89). Место стоянки инструмента выбирают так, чтобы угол между базисом и линией визирования на лотлинь был не меньше 30° и чтобы со стоянки хорошо было видно большин­ ство поперечников вверх и вниз по течению. На мензульную доску наносят план реки, направление поперечников и положение урезов. Лодка движется по направлению створа. Техник у угломерного инструмента следит за передвижением лотлиня. По сигналу с лод­ ки делают засечку. Сигналы подаются красными и белыми флаж­ ками через равные интервалы времени.

При значительных скоростях течения глубину промеряют по продольникам и по косым галсам. При промерах по продольникам

ки делают двумя мензулами.

Особенности промеров глубин на озерах и водохранилищах.

На небольших и узких водоемах глубину промеряют обычным мето­ дом — по поперечникам, разбиваемым перпендикулярно к оси. В прибрежной мелкой полосе число поперечников увеличивают. Чаще всего водоемы промеряются по квадратам. Квадраты намечают на карте, а затем переносят в натуру (рис. 109). Инструментально раз­ бивают только один из .квадратов аЬге, а остальные разбивают по нему. Углы квадратов закрепляют буйками. Длина стороны квад­ рата 200—500 м. Промеры выполняют через 50 м. Положение углов определяют засечками двумя мензулами, расположенными на бе­ регу, или бусолыо с лодки, движущейся по створу. Для направле­ ния лодки при промерах внутри квадратов устанавливают вспомо­ гательные вехи. При глубине до 5 м их забивают в .грунт, а при глубине более 5 м устанавливают на якорях.

Водомерные наблюдения при промерах. Во время изысканий — при съемке рек и водоемов, при промерах русел — уровень ме­ няется. Необходимо привести все промеры к постоянному уровню. Использовать для этой цели редко расположенные, постоянно дей­ ствующие посты невозможно. Поэтому устраивают передвижные посты для работ на том или ином участке. Передвижной’пост со­ стоит из двух сваек, забиваемых на глубину 1,0—1,25 м. Одна рас­ положена в русле ниже уровня воды, другая— на берегу. По первой

205

ведут отсчеты. Вторая служит временным репером. Ему передается отметка от ближайшего репера, установленного во время изыска­ ний. Для контроля ежедневно повторяют нивелировку обеих сва­ ек. При передвижении экспедиции на новую стоянку заблаговре­ менно открывают новый пост. Через 2—3 дня одновременных на­ блюдений по обоим передвижным постам старый пост закрывают,

анаблюдения продолжают на новом посту.

Базис

строение профилей поперечных сечений, составление продольного профиля реки и плана русла.

Приведение промеров к мгновенному уровню. Уровень воды во

может быть установлен нивелированием урезных кольев, забитых одновременно на участке промеров. В этом случае срезка кН — Н\ — —# 2- Измеренную глубину исправляют на величину срезки. Если промеры ведут на большом протяжении реки, то русло разбивают на отдельные участки (по 50—70 км) и на каждом из них обору­ дуют водомерный пост. Рабочие уровни на каждом участке ниве­ лируются в продолжение 2—3 дней. Так как отметки уровней за это время меняются, то их нельзя еще считать срезочными. Приве­ дение этих уровней к условному срезочному выполняют для опре­ деленного часа наблюдений по водомерному посту.

Профиль поперечного сечения. По отметкам дна и расстоя­ ния между промерными вертикалями строят поперечный профиль русла (см. рис. 8 8 ). Поперечный профиль вычерчивают в иска­ женном масштабе: вертикальный масштаб принимают в 1 0 или 100 раз больше горизонтального. Для профилей водомерных по­ стов и гидрометрических створов применяются масштабы, при­ веденные в табл. 5 5 .

206

Т а б л и ц а 55

Масштабы для построения поперечных профилей

Ширина реки, м

Масштаб

При построении профиля наносят отметки дна или отклады­ вают глубину вниз от рабочего уровня. На профиле показывают рабочий, наивысший и наинизший уровни, репера и их отметки. Отметки берега, не покрытого водой, наносят на профиль по мате­

Вся остальная площадь поперечного сечения между дном и поверх­

площади всего поперечного сечения между дном и поверхностью воды без площади погруженного льда. Площадь водного сечения реки можно определить планиметром или аналитически — сумми­ рованием площадей фигур, ограниченных промерными вертикаля­ ми (рис. ПО). Площадь между урезом левого берега и первой вер­

тикалью определяют по треугольнику Дсо= —тр—. Площадь Дсог

представляет трапецию Асог= h> h'2 b2 и т. д. Площадь живого сечения реки

( 120)

Кривая зависимости oi = f(tf). С изменением уровня воды из­ меняется и площадь водного сечения. Повышение уровня вызы­ вает увеличение, а понижение — уменьшение площади водного сечения. Зависимость площадей от высоты стояния уровня воды

207

_ ТУД 24,78муел.

Рис. ПО. Профиль водного сечения р. Супой у с. Песчаного.

208

В опросы д л я самопроверки

1.Как организуют и производят промерные работы на реках при разной ширине русла?

2.Какие приборы необходимы для выполнения промеров при разной глубине

иразной скорости течения воды?

3.В чем сущность приведения промерных данных к срезочному уровню?

4.Что такое срезочный уровень?

5.Как составить поперечный профиль реки?

6.Как вычислить площадь водного сечения реки?

7.Как построить кривую со = f ( H )?

8.Как составить план участка на основании обработанных данных промеров?

Требуется: 1) обработать материалы наблюдений водомерного поста и данные промеров; 2 ) построить профиль водного сечения реки; 3) вычислить гидравлические элементы водного сечения

уровней воды со — f (Н).

Промеры начаты у левого берега в 13 ч, окончены в 13 ч 50 мин. За постоянное начало принят деревянный кол на левом берегу реки. Глубины промеряли с лодки штангой с поддоном,

209

Т а б л и ц а 57

Журнал промеров глубин

мененпя уровня за время промеров. Начальный уровень воды вы­

лив срезку на 1 0 промерных вертикалей, вычисляем глубины с учетом срезок (графа 4 табл. 57).

По уровню и приведенным глубинам определяем отметку дна реки на каждой вертикали (графа 5).

2.По данным граф 2, 4 и 5 строим профиль водного сечения реки (рис. ПО). Вертикальный и горизонтальный масштабы при­ нимаем в соответствии с табл. 55.

3.Вычисляем основные гидравлические характеристики вод­ ного сечения реки.

Площади водного сечения реки приведены в табл. 58. Подсче­ ты выполнены по формуле (1 2 0 ) суммированием первой и послед­ ней треугольных площадей, второй и всех последующих площа­

Средние глубины /гср для каждой фигуры определяем как сред­ неарифметическое из двух соседних вертикалей. Частные площа­ ди отдельных фигур приведены в графе 6 . Площадь водного сече­ ния реки со = 57,6 м2.

210

Т а б л и ц а 58

Вычисление площади водного сечения ш и смоченного периметра %

Гидравлический радиус R = Ь, = 1,14 М.

Следует обратить внимание, что для широких, но неглубоких рек гидравлический радиус и средняя глубина почти совпадают, а смоченный периметр незначительно отличается от ширины реки. Полученные характеристики водного сечения реки заносим в таб­ лицу, помещенную на рис. ПО.

211