книги из ГПНТБ / Донской И.П. Водный транспорт леса учебник

числом оборотов лопасти в секунду п и скоростью потока в данной точке и = f (п).

Чтобы измерить скорость потока в какой-либо его точке, нужно:

точечный, двухточечный и одноточечный способы. Средние на вер­ тикали скорости потока определяются по формулам

В этих формулах индексы 0,2/г, 0,6/i и 0,8ft. показывают, на какую часть глубины от водной поверхности следует опускать вертушку. При глубине /i<3 м вертушка опускается на металлической штанге, упирающейся в дно, при /г > 3 м — на тросе, к концу ко­ торого подвешен груз.

Скоростные вертикали (СБ) принимаются за границы отсеков живого сечения (рис. 30). Средние по живому сечению отсека скорости вычисляются:

для промежуточных отсеков как полусуммы средних скоростей на ограничивающих их вертикалях

60

Элементарные расходы воды находят по формуле (57), а пол­ ный расход в створе реки—по формуле (58).

Измерение скоростей течения поплавками и определение рас­ хода воды. В качестве поплавков обычно используют деревянные кружки высотой 5—6 см, отпиленные от тонкого бревна. Гидро­ створ при поплавочных измерениях скорости состоит из четырех

деления времени прохождения между ними поплавков; расстояние

сброса на воду поплавков — отстоит от верхнего вспомогательного створа на расстоянии, равном 5—10 м. Все створы закрепляют на берегах вехами. Расстояние между вспомогательными створами L тщательно измеряют.

Следовательно, при измерении скоростей пускают от 3 до 8 групп поплавков, по 2—4 поплавка в каждой.

Наблюдатель с рабочими фиксирует секундомером время про­ хождения каждого поплавка t между вспомогательными створами

ние координаты прохождения групп поплавков 5С р. i наносят на по­ перечный профиль, а границы отсеков устанавливают по середине между ними. При такой разбивке отсеков траектория движения

61

поскольку измерение поплавками дает не средние по живому сече­ нию отсека скорости о,-, а поверхностные ~опов,получаемые при этом элементарные расходы и полный расход воды называют фик­ тивными и обозначают, соответственно AQ<jii и Q(|,.

Переход от фиктивного к истинному расходу воды произво­

с применением вертушки. Известны также эмпирические формулы и таблицы для определения этого коэффициента. В практических

необходимо записывать уровень воды на временном водомерном посту гидроствора или нивелировать рабочий уровень воды. Кроме того, всегда нужно определять уклон свободной поверхности.

Вычисление расходов воды по скоростям, измеренным вертуш­ кой, дает более точные результаты, но иногда все же предпочти­ тельнее измерение скоростей поплавками. К этим случаям отно­ сятся измерения на порожистых участках или на участках с очень

ряют обычно расходы воды. Кривая расходов воды может быть получена несколькими способами — в зависимости от количества измеренных расходов воды и охвата этими измерениями амплитуды колебания уровней в изучаемом створе реки. Кривые расходов воды строят над нулем графика водомерного поста, т. е. в виде зависимости Q = f (Я) или в отметках Q = f (z).

Если известно большое число расходов воды, измеренных при разных уровнях, то кривую расходов воды строят непосредственно по точкам с координатами (Q;, Я;) . Поскольку при измерении рас­ ходов воды могут быть погрешности, кривую проводят с некоторым

62

ний, охватывающем период как минимальных, так и максимальных уровней за много лет.

Иногда при построении кривых расхода наблюдается слишком большой разброс точек. Он может вызваться различными причи­ нами. При подпоре, вызванном затором льда или бревен, а также

точки на кривой сдвигаются влево (рис. 30, б). Эти точки должны быть исключены.

ные расходы воды. В этом случае кривая расходов может образо­ вать «петлю», нижняя ветвь которой соответствует периоду подъ­ ема уровней, а верхняя — спаду (рис. 32, в).

Кривые расходов воды, построенные по данным длительных наблюдений, получают только для небольшого числа створов реки. В гидрометрии разработаны методы для переноса их в другие, близко расположенные створы.

Для ориентировочных расчетов иногда строят кривую расходов воды вообще без их измерения. Для этого нужно иметь поперечный профиль русла и знать уклон свободной поверхности на участке расположения створа. В этом случае задаются несколькими уров­ нями Н или z и по поперечному профилю створа определяют эле­

63

В естественных водотоках коэффициент шероховатости обычно

Если имеется хотя бы один измеренный расход воды, то поль­ зуясь теми же формулами, можно определить фактический коэф­ фициент шероховатости русла п и принять его в расчетах. Это зна­ чительно повысит надежность полученной кривой расхода воды.

§ 5. ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕСОСПЛАВНЫХ ПУТЕЙ

Под водными исследованиями понимается получение всесторон­ ней характеристики водного объекта для его комплексного исполь­ зования в интересах различных отраслей народного хозяйства.

Более узкую, но конкретную цель ставят перед собой водные изыскания — ограниченные исследования водного пути или его участка для решения частной задачи. Например, изыскания могут проводиться для проектирования организации лесосплава, для со­

включают два вида работ: экономические изыскания для обоснова­ ния экономической целесообразности создания нового или рекон­ струкции действующего предприятия и технические изыскания, ко­ торые должны дать все материалы для проектирования техни­ ческих мероприятий, сооружений и технологических процессов.

Первым этапом технических изысканий являются лесосплавные изыскания, в задачу которых входит обоснование общей схемы проектируемого предприятия и установление состава и объема дальнейших работ. На стадии лесосплавных изысканий в подгото­ вительный период собирают и обобщают весь материал по топо­ графической, гидрологической и геологической характеристике объекта. Тогда же составляют предварительную схему проекти­ руемого предприятия, которая является основой для дальнейших изысканий и проектирования. В полевой период лесосплавных изы­ сканий производят маршрутное обследование реки, в процессе ко­ торого намечают места расположения основных сооружений, гра­ ницы участков, требующих топографической съемки, и так далее. На этой стадии проводят и некоторые гидрологические работы — устанавливают водомерные посты, устраивают гидростворы и про­ водит одноразовые измерения расходов воды. В результате лесо­ сплавных изысканий составляют программу более детальных спе­ циальных изысканий, которые проводят в тот же сезон, что и лесосплавные изыскания или на следующий год.

Специальные технические изыскания являются основой для проектирования инженерных сооружений. Они включают топогра-

64

фические, гидрографические, гидрологические и геологические

специально нивелируют уровни воды и проводят другие подобные работы.

перенос их в другие створы и некоторые другие работы в зависи­ мости от цели изысканий. В результате гидрологических работ, обобщения литературных данных и гидрологических расчетов составляют «гидрологическую записку», содержащую исчерпываю­ щую характеристику водного режима реки.

Г е о л о г и ч е с к и е р а б о т ы дают общее описание геологи­ ческого строения долины и детальную характеристику (геологи­ ческие разрезы) створов сооружений и площадок под строительство.

Объем, состав и детальность проведения тех или других видов специальных изысканий зависят от их назначения и регламенти­ руются соответствующими инструкциями [29], [68].

Одним из основных направлений технического прогресса изы­ скательских работ является широкое использование в них аэроме­ тодов, т. е. аэрофотосъемки и гидрографического дешифрования аэроснимков. Общие принципы аэрофотосъемки изучаются в курсе инженерной геодезии. Известно, что по материалам аэрофото­ съемки составляют планы в горизонталях, не уступающие по точ­ ности полученным наземной съемкой. В то же время использова­ ние аэрофотосъемки позволяет во много раз сократить сроки поле­ вых работ и снизить их трудоемкость.

Непосредственно по аэрофотоснимкам можно установить многие гидрографические и гидрологические элементы. Методы гидрологического дешифрования позволяют оконтурить границы бассейна, распознать отдельные русловые формы, приближенно определить скорость течения реки и т. д. Разработаны и начинают

Подробное описание всех этих методов дается в специальных по­ собиях [8], [56].

65

Глава IV ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕСОСПЛАВНЫХ ПУТЕЙ

§ 1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВОДНЫХ ПУТЕЙ

Водные пути принято разделять на морские и внутренние.

Кморским водным путям, кроме океанов и морей, относятся и морские каналы, служащие для подхода к портам с моря, а также доступные для морских судов устья рек.

Квнутренним водным путям относятся: 1) озера и реки в сво­ бодном состоянии, т. е. не прегражденные плотинами, 2) озера и реки, зарегулированные плотинами со специальными отверстиями для пропуска леса, а на судоходных реках со шлюзами — сооруже­

лесосплавные. К судоходным относятся водные пути, по которым обеспечено безопасное движение судов и буксируемых плотов в те­ чение всей навигации или части ее. Судоходные внутренние пути находятся в ведении Министерства речного флота РСФСР. К лесо­ сплавным относятся внутренние водные пути, используемые для лесосплава. Однако, поскольку плотовой лесосплав проводится и по судоходным рекам, под лесосплавными путями часто понимают только несудоходные и временно судоходные водные пути, по кото­

уклоны и сравнительно небольшие скорости течения в период лесо­

Характерными особенностями горных рек являются высокие летние паводки, происходящие от интенсивного таяния снега и ледников

66

в горах, порожистость, большое количество протоков. Скорость те­ чения этих рек превышает 2 м/сек.

Каждый из этих типов рек делится на 5 категорий. В основу деления на категории положена ширина реки (табл. 7).

Реки каждой категории, за исключением равнинных и полугор­

сплава местах, но имеющие подводные препятствия, затопляемые берега, извилистое русло, быстро мелеющие перекаты.

Группа Б — реки, сплавный ход которых улучшен на большей части своего протяжения очисткой русла, прорытием спрямлений, ограждением проток и низких затопляемых берегов, регулирова­ нием порогов и перекатов и т. п.

Группа В — реки, имеющие лесосплавные плотины для регули­ рования стока, и сплавной ход которых улучшен выправительными

67

и наплавными сооружениями. При большом протяжении река подразделяется на участки с отнесением каждого из них к опреде­ ленному типу, категории и группе.

Уже давно ведется подготовка новой, более совершенной клас­ сификации лесосплавных путей, однако ни один из предложенных вариантов еще не утвержден. Пока что в старую классификацию вносят некоторые небольшие коррективы, не меняющие ее сущности.

§ 2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕСОСПЛАВНЫХ ПУТЕЙ

Основными показателями, характеризующими водный путь, яв­

торой соответствующие габариты обеспечивают условия для судо­ ходства, называется судовым ходом.

Габариты водного пути определяют собой как вид лесосплава, так и габариты транспортных единиц. К основным габаритам транспортных единиц относятся осадка, высота, ширина и длина.

Осадкой плавающей транспортной единицы называют глубину

На лесосплавных реках минимальная допустимая глубина на­ зывается минимальной глубиной лесосплавного хода или мини­ мальной лесосплавной глубиной /гС пл; вычисляется она по формуле

от осадки плотов: при 7*<1,5 м Z = 0,20 м, а при Т — 1,5-4-3,0 м Z = 0,25 м.

Для судов нормативный донный запас дифференцирован в за­

68

Ширина лесосплавного и судового хода. Ширина лесосплавного хода Ь0 при молевом лесосплаве с учетом возможности разворота бревен поперек реки должна удовлетворять следующему условию

Наименьшая ширина лесосплавного хода, ограничивающая пре­ делы использования его на рассматриваемом участке реки, назы­ вается сжатой шириной лесосплавного хода Ьс. Определяется она

69