4.1.2. Гидрометрические работы
Гидрометрические работы проводятся в период весеннего половодья или прохождения высоких вод другого происхождения и дополняют морфометрическое обследование. Вследствие трудоемкости и большой стоимости эти работы выполняются, как правило, на малоизученных водотоках при сооружении больших переходов. В состав гидрометрических работ входит:
замеры уровней воды;
замеры скоростей течения;
определение направлений струй и траекторий движения льдин, судов, плотов.
До начала половодья проводятся подготовительные работы:
обозначаются на местности и разбиваются гидростворы;
оборудуются тросовые перетяжки;
оборудуются водомерные посты;
строятся вышки для засечек поплавков;
производятся промеры глубин в русле.
В период половодья выполняются:
наблюдения за уровнями воды;
измерения скоростей;
наблюдения направлениями течений, судовых ходов, сплава и ледохода,
промеры глубин в русле и в необходимых случаях повторные промеры после прохода половодья.
При проведении гидрометрических работ, как правило, разбивается три гидроствора. Главный гидроствор совмещается с осью перехода, два других выше и ниже по течению на расстоянии от 0,5 до 3 км. Все три гидроствора должны быть связаны нивелирным ходом. Требования к назначению и разбивке гидростворов аналогичны требованиям к морфостворам. Если поймы заросли лесом, то прорубается просека шириной 5-6 м для свободного плавания лодок.
Рис. 4.3. Схема оборудования главного гидроствора
Все три гидроствора оборудуются для замеров уровней воды аналогично постоянным водпостам. Наблюдения за уровнями воды ведутся 3 раза в день, а в период пика паводка значительно чаще. Замеры уровней воды на всех створах производятся синхронно по времени.
По ходу главного гидроствора закрепляются так называемые вертикали, на которых будут производиться замеры во время прохождения паводка. Вертикали на пойме закрепляются вехами или поплавками, привязанными к якорям. Для проведения замеров в главном русле вертикали закрепляются специальными марками на тросовой перетяжке при ширине реки до 60 м, при большей ширине – геодезическими методами с помощью угловых засечек.
Для замеров скоростей применяются специальные приборы – вертушки, которые опускаются в воду с плавсредства. По вертикали скорости замеряются на нескольких уровнях, количество которых изменяется в зависимости от глубины. Для полноты материалов измерения должны включать подъем, пик паводка и его спад до межени. С одного плавсредства можно измерить в день скорости на 8-10 вертикалях.
В период половодья или паводка уровень воды в реке и связанные с ним скорость течения и расход довольно быстро изменяются. Поэтому при изысканиях необходимо обеспечить значительное количество плавучих отрядов изыскателей одновременно, чтобы за возможно короткое время провести замеры и полную обработку гидрометрического створа. По результатам замеров строятся эпюры скоростей и элементарных расходов.
Рис. 4.4. Пример построения эпюр скоростей и элементарных расходов
Промеры глубин на вертикалях производятся аналогично изложенному выше в разделе 4.1.1.
Определение направлений струй и поверхностных скоростей течения производится поплавковым способом. Однако этот способ при своей простоте и дешевизне имеет недостаток – зависимость точности от состояния погоды
Для определения направлений и измерения скоростей течений используют поплавки, изготовленные из дерева в виде круглого диска диаметром около 25 см и толщиной около 5 см. В центре диска укрепляют стержень высотой до 15 см с цветным флажком. Если расстояние от вышки до поплавков более 1 км, применяют поплавки треугольной формы. При длине каждой стороны 0,5 м вершины треугольников снабжают стержнями с флажками высотой 15-20 см. При плохой видимости поплавки сопровождаются лодкой. Длина участка наблюдений принимается не менее двойной ширины русла.
Траектории движения поплавков засекаются с помощью теодолита со специальной наблюдательной вышки. Для каждой засечки отмечается время по секундомеру.