Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Учебная гидрологическая практика. Методические рекомендации
.pdf
13
ОТЧЕТ О ПРАКТИКЕ
В завершение практики каждая из студенческих бригад должна написать,
соответствующим образом оформить и представить к защите один общий отчет
с приложением журнала полевых работ. В отчете должно быть описание результатов практики, проиллюстрированное фотографиями, зарисовками, схемами эскизами. При этом камеральную обработку полученных данных необходимо проводить в соответствии с действующим «Наставлением гидрологическим станциям к постам» (1).
Журнал полевых работ и отчет о выполненных на практике наблюдениях
подписывается студентами, входящими в состав бригады. Отчет составляется в
соответствии с общепринятыми требованиями к оформлению пояснительных
записок и представляется к защите в переплетенном виде. Данные гидрологических и метеорологических наблюдений, выполненных в период практики, заносятся в бригадный журнал полевых работ в хронологическом порядке с указанием конкретных видов работ, выполняемых ежедневно каждым студентом.
Отчет о практике должен состоять из: титульного листа, где поименно
приводится состав бригады, номер группы, фамилии руководителя практики и
его ассистентов; введения, где указывается место проведения и цель практики;
содержания отчета с указанием страниц каждого параграфа; отдельных разделов, количество которых соответствует количеству выполненных в процессе
практики работ; заключения, в котором формулируются основные выводы;
списка использованных источников; приложений.
Отчет о практике должен состоять из четырех разделов. В первом разделе
приводится содержание отчета, состав бригады, календарный график наблюдений, выполненных на практике, географическое местоположение практики, состав использованного оборудования и снаряжения, погодные условия, в которых проводились полевые работы.
Во втором разделе приводится характеристика климатических особенностей района исследований, гидрографическое описание реки по литературным
источникам, по данным Гидрометеослужбы, материалам и результатам полевых
14
наблюдений (физико-географическая характеристика, тип берегов и долин,
продольный профиль реки, уклоны, шероховатость русла, режим уровней, максимальный и минимальный уровни, расходы воды, обоснование выбора гидрометрического створа).
В третьем разделе описываются методы проведения работ и результаты
камеральной обработки данных полевых наблюдений.
Четвертый раздел должен содержать целый ряд данных в табличном виде
и в соответствующей графической интерпретации по следующим работам.
1. Наблюдения за колебаниями уровня воды в реке:
схема водомерного поста;
профиль водомерного поста;
хронологический график колебания уровня воды.
2. Съемка участка реки и промерные работы на водохранилище:
абрис исследуемого участка реки с изображением рельефа и ситуа-
ции, с нанесением магистрали, водомерных постов, гидрометрических створов, галсов, точек промеров;
план участка реки и водохранилища в изобатах;
продольный профиль уровней воды в реке;
поперечные профили реки, в том числе гидростворов со скорост-
ными вертикалями.
3. Измерение расходов воды с помощью вертушки:
материалы по определению расхода воды аналитическим и графоа-
налитическим (или графомеханическим) методами.
4. Измерение расхода воды с помощью поплавков:
материалы по определению расхода воды графоаналитическим или
графомеханическим методами.
5. Метеорологические наблюдения:
журнал полевых наблюдений;
графики изменений во времени температуры и давления воздуха,
влажности, осадков, скорости и направления ветра за период наблюдений;
15
розу ветров (по данным наблюдений местной Гидрометеорологиче-
ской службы).
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ К МЕТОДИКЕ
ПРОВЕДЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ РАБОТ
В подготовительные камеральные работы входит изучение, с использованием литературных источников, основных характеристик реки, на которой будет проводиться гидрометрическая практика. На основании полученной информации, составляется краткая записка, в которой приводятся данные по климату, гидрологической изученности реки: сети водомерных постов и гидрометеостанций; длительность и результаты гидрометрических работ; характеристика русла.
1. Наблюдения на водомерном посту
Наблюдения за колебаниями уровня воды в реке во время гидрометрической практики проводятся или на постоянно действующем водомерном посту
Гидрометеослужбы, или на специально оборудованном временном посту. Временный водомерный пост обустраивается при значительном удалении места
прохождения практики от опорного водомерного поста Гидрометеорологической службы, на прямолинейном участке реки ниже впадения притока (если он
имеется в районе исследований).
Выбор места для установки основного водомерного поста осуществляется
на участке реки протяженностью, равной ее пятикратной ширине (но не менее
200 м) с последующим составлением схематического плана после устройства
водомерного поста. На план наносятся положение репера, свай и створных вех.
Схема наиболее распространенного типа свайного водомерного поста представлена на рис. 1. Он состоит из ряда свай, расположенных в одном створе,
перпендикулярном течению реки. Голова верхней сваи обычно на 0,5 м выше
максимального уровня воды в реке, а голова нижней сваи - на 0,5 м ниже минимального уровня воды. В инженерной практике, в процессе изысканий на малоизученных реках, положение максимального и минимального уровней обычно устанавливают на основании опроса старожилов. Максимальный уровень
16
50 см
50 - 80 см
УВВ
УНВ
50 см
Нуль графика
Репер
1 свая
2 свая
3 свая
4 свая
5 свая
6 свая
7 свая
8 свая
Рис. 1.
Свайный водомерный пост
воды в реке, можно также установить по следам, оставленным рекой в процессе
прохождения паводков.
Разность отметок голов двух смежных свай не должна превышать 0,8м,
так как длина водомерной рейки, используемой при проведении таких измерений, обычно не превышает 1 м. На голове каждой сваи фиксируют точку, для
установки переносной водомерной рейки. Нумерация свай ведется от верхней
сваи, к нижней.
При измерениях уровня воды на свайном водомерном посту переносную
водомерную рейку устанавливают на первую затопленную сваю. После снятия
отсчета в полевой журнал записывают дату и часы измерения, номер сваи и отсчет по рейке.
На реечном водомерном посту (рис. 2) устанавливают вертикальную металлическую рейку с нанесенными на нее делениями. Реечные посты наиболее
применимы на реках, каналах и озерах с относительно небольшими годовыми
колебаниями уровней воды не превышающими 2 ÷ 3 м. На реках с большими
годовыми колебаниями уровней воды водомерные рейки крепят к опорам или
устоям моста, стенкам набережных, причальных сооружений или к конструктивным элементам других типов гидротехнических сооружений. При этом длина рейки должна превышать колебания уровней воды с запасом от 0,5 до 1 м, по
отношению к их максимуму и минимуму. Уровень воды в момент наблюдения
17
отсчитывается по рейке с точностью до 1 см. Посты реечного типа должны
быть надежно защищены от внешних воздействий (волновых, ледовых и от судов).
У водомерного поста устраивают два репера - контрольный (рабочий) и
основной, которые «привязывают» к реперам триангуляционной или полигонометрической государственной сети. В тех случаях, когда это, по тем или
иным причинам невозможно, то им придают условные отметки. С помощью
контрольного репера определяются отметки голов свай или нуля рейки, а также
и для последующих их проверок нивелированием. Он устанавливается на берегу в створе водомерного поста. Основной репер служит для проверки высоты
контрольного репера. Обычно его устанавливают в скрытное положение в стороне от водомерного поста.
Все измеренные уровни воды приводятся к одной условной плоскости началу отсчетов, которая называется «нулем графика» водомерного поста
(рис. 1, 2). При этом отметка «нуля графика» выбирается при обустройстве поста таким образом, чтобы его плоскость находилась на 0,5 м ниже минимального уровня воды в реке в створе поста. Несоблюдение данного условия может
привести, в некоторых случаях, к отрицательным значениям отметок уровня,
что создаст определенные неудобства в процессе камеральной обработки.
Положение плоскости «нуля графика» в высотном отношении определяется расстоянием h0 по вертикали от репера водомерного поста. Абсолютная
отметка нуля графика поста получается вычитанием из абсолютной отметки
репера превышения h0, репера над нулем графика поста. Кроме нуля графика на
реечных водомерных постах имеется один, а на свайных несколько – «нулей
наблюдений». Под этим понятием («нуль наблюдений») подразумевается высотная горизонтальная плоскость, от которой производится отсчет уровня воды
в каждый конкретный момент времени. На реечных водомерных постах это
плоскость нуля рейки, а на свайных это отметка головы сваи, от которой ведутся наблюдения. Высотное положение «нулей наблюдений» это превышение репера над отметками голов свай или нулем рейки поста.
18
0
1
2
3
4
5
УВВ
УНВ
Нуль графика
Рис. 2.
Реечный водомерный пост
Превышение нуля наблюдений над нулем графика (разность их высотных отметок) называется приводкой реек или свай. Обычно на свайных водомерных постах большая часть свай имеет положительную приводку, а нижние
сваи могут иметь приводку отрицательную. Что касается реечных водомерных
постов, то они, как правило, имеют отрицательную приводку.
ке к показаниям по рейке следует прибавить приводку, а при отрицательной значение приводки вычесть. Абсолютная отметка уровня определяется суммированием его отметки над нулем графика и абсолютной отметки нуля графика.
сравнениях положения уровней на тот или иной день или час, как на соседних
участках, так и в любых точках по протяженности реки, а также при определении уклона водной поверхности. Чтобы определить отметки и приводки свай
или реек необходимо произвести нивелирование водомерного поста двумя ходами от контрольного репера. При этом отметку головы сваи свайного водо-
Определяя уровень воды над нулем графика, при положительной привод-
Абсолютная отметка уровня имеет практическое значение при расчетах и
19
мерного поста (верха рейки реечного водомерного поста) определяют как разность между отметкой репера и превышением репера над сваей (верхом рейки
водомерного поста), а приводку сваи - как разность между отметкой сваи и отметкой нуля графика. Высоту уровня воды на водомерном посту измеряют от
нуля стационарной или переносной рейки. Горизонтальная плоскость, совпадающая с нулевым делением рейки, от которой отсчитывают уровень, называют нулем наблюдений. Кроме нуля наблюдений, чтобы исключить отрицательные значения глубин, все отметки свободной поверхности воды отсчитываются
от нуля графика. За нуль графика водомерного поста принимается неподвижная
горизонтальная плоскость, назначаемая ниже самого низкого уровня воды. Нередко эта плоскость проходит по отметке верха нижней сваи. Нуль графика
связывается двойной нивелировкой с двумя стационарными реперами, установленными на берегу. Превышение нуля наблюдений (нуля рейки) над нулем
графика называется приводкой к нулю графика водомерного поста.
При построении профиля свайного водомерного поста измеряют расстояние от репера до каждой сваи и от репера до уреза воды (см. рис. 1). В процессе
нивелирования с помощью переносной рейки отсчитывают уровень воды от головы сваи и вычисляют его абсолютную отметку. Наблюдения за уровнем воды
на стационарных водомерных постах проводятся два раза в сутки (в 800 и 2000),
а при устойчивом режиме уровня воды только один раз (в 800).
В периоды половодий и паводков, а также при проведении гидрометрических работ наблюдения за колебаниями уровня воды ведутся чаще. Во время
практики наблюдения производятся через каждые 2 часа. Результаты наблюдений фиксируются в полевом журнале. В процессе камеральной обработки вычисляются уровень над нулем графика, а затем средний уровень за сутки, как
среднее арифметическое из срочных измерений. Следует отметить, что кроме
рассмотренных выше типов водомерных постов, существуют посты с автоматической регистрацией колебания уровней воды в реках во времени. Пример
конструкции такого поста представлен на рис. 3.
20
Рис. 3.
Автоматический водомерный пост
При измерениях уровней воды на водомерном посту проводятся дополнительные наблюдения за: скоростью и направлением ветра; параметрами волн;
типом и интенсивностью осадков; температурой воды и воздуха.
Измерение температуры воды проводится с помощью специального водного термометра в металлической оправе. Нижняя часть оправы представляет
собой стаканчик, в котором после извлечении термометра из реки остается некоторое количество воды. По этой причине показания прибора не могут быстро
изменяться под влиянием температуры воздуха. Термометр опускается в реку в
местах с выраженным течением при глубинах воды не менее 0,5 м и выдерживается в воде в течение 5 мин. Обычно измерения температуры воды производятся с точностью до 0,1°С. В процессе камеральной обработки, в показания
термометра вводят инструментальную поправку, если она превышает 0,2оС.
Измерение температуры воздуха осуществляют при помощи термометрапраща, который вращают на шнуре в горизонтальной плоскости в течение 2÷3
мин. При снятии показаний (с точностью до 0,5оС) термометр должен находиться в тени. Затем наблюдения повторяют и, если второй отсчет отличается
от первого не более чем на 0,5оС, то за окончательный результат принимают
второй отсчет. В случаях, когда разница будет превышать 0,5оС, наблюдения
проводят в третий раз.
21
Направление ветра по отношению к течению отмечается в журнале полевых работ стрелкой, а сила ветра - штрихами на стрелке. Условные знаки, показывающие силу и направление ветра, приведены ниже:
– вверх по реке слабый (до 5 м/с);
– вниз по реке умеренный (до 15 м/с);
– с левого берега сильный (более 20 м/с);
– с правого берега слабый (до 5 м/с).
Сведения об осадках записывают при измерении уровня воды, отмечая
осадки, выпавшие в течение всего периода между сроками измерения. Вид
осадков указывают буквой, а их интенсивность – баллами по трехбалльной системе. Дождь обозначают буквой Д с индексом, обозначающим силу: 1 – слабый,
2 – умеренный, 3 – сильный.
Данные инструментальных и визуальных наблюдений на водомерном посту сразу же записывают в соответствующие графы журнала. Сведения об
осадках записывают в графу «Примечания».
Площади и интенсивность водной растительности описываются визуально. В журнале полевых наблюдений отмечают площади, покрытые растительностью, ее тип и интенсивность, а также высоту возвышения над водой.
На основании результатов нивелирования вычерчивается профиль водомерного поста (см. рис. 1). При свайном водомерном посте на чертеж сначала
наносят местоположение свай, их отметки и контрольный репер. В случае реечного водомерного поста (см. рис. 2) необходимо изобразить положение рейки
и контрольного репера относительно уреза воды. На чертеже приводятся результаты нивелирования отметки верха рейки или головок свай, уровень воды
во время нивелировки водомерного поста, отметки нуля графика и нуля рейки
(для реечного поста), а также значения приводок.
По данным водомерных наблюдений составляют совмещенные во времени графики колебаний уровня и температуры воды и воздуха за период наблюдений и за год (по материалам Гидрометеослужбы).
22
После нивелировки водомерного поста определяется уклон реки с помощью построения мгновенного продольного профиля водной поверхности, соответствующего определенному моменту времени. Мгновенный профиль водной
поверхности строится по результатам нивелировки уровня реки в ряде характерных точек на протяжении исследуемого участка длиной около 500 м. Фиксация уровня воды в реке проводится одновременной забивкой кольев в характерных точках по условному сигналу. Колья забиваются вровень с поверхностью воды в непосредственной близости от уреза воды. Расстояние между фиксированными точками измеряется мерной лентой, оно не должно превышать
технические возможности используемого нивелира. Мгновенный уклон определяется с помощью простейшей зависимости:
J = ΔH/L, (1)
где ΔH – превышение между двумя фиксированными точками на поверхности
воды в реке;
L – расстояние между двумя фиксированными точками.
Необходимая точность измерений на равнинных реках обеспечивается в
тех случаях, когда разность отметок на измеряемом участке не превышает 20 см (2).
2. Промерные работы
Промерные работы проводятся для определения рельефа дна рек, озер,
водохранилищ и морей при проектировании и строительстве гидротехнических
сооружений и судоходных каналов. Промеры глубин позволяют определить
расходы воды, гидрометрические характеристики кривых сечений, строить
продольные профили, планы участков в изобатах, отведенных под строительство будущих сооружений, а также рассчитывать объемы дноуглубительных работ и контролировать их выполнение во время строительства в соответствии с
проектом (календарным планом). Повторные промеры позволяют получить
данные о деформации русел рек, заносимости судоходных и подходных каналов, а также портовых акваторий.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]