Вопросы ВИ / вопрос16,17

Этот комплекс включает в себя работы по развитию планового н высотного обоснования, топографические съемки береговом полосы, промеры глубин и нивелирование водной поверхности. При выполнении гидрографических работ главное внимание уделяю: освещению подводного рельефа водоемов.

В зависимости от стадии проектирования, степени подробности, методики производства и характера исследуемых объектов гид рографические изыскания подразделяют на облегченные, подроб­ные и специальные.

Облегченные изыскания выполняют на больших по протя­жению участках рек, а также на озерах и водохранилищах для разработки "мероприятий по транспортному их использованию и для составления лоцманских карт. Эти изыскания характеризуют­ся измерениями глубин в относительно разряженных точках и по­этому позволяют установить лишь общую конфигурацию донного рельефа.

pi Шмэдц) oj5_H ы е гидрографические изыскания предназначены дляй обоснования проектов различного рода гидротехнических соору­жений, проектов дноуглубительных- и выправительных работ на затруднительных для судоходства участках рек, проектов улуч­шения водных подходов к портам и пристаням и т. д. К подроб­ным изысканиям с некоторыми оговорками относятся и эксплуа­тационные съемки, выполняемые на внутренних водных путях для дноуглубительных работ. Методы производства этих съемок, как уже отмечалось в гл. X, несколько упрощены >по сравнению со съемками под проекты гидротехнических сооружений.

Подробные изыскания выполняют, как правило, на ограничен­ных по протяжению участках по программе, обеспечивающей де­тальную фиксацию подводного рельефа.

Специальные гидрографические изыскания выполняют под рабочую документацию гидротехнических сооружений.

Для облегченных изысканий характерны масштабы гидрогра­фической съемки от 1:5000 до 1:10000, для подробных изысканий масштабы 1:2000 — 1:10000 и для специальных изысканий 1:500 — 1:1000.

Рельеф дна на гидрографических планах изображают или в горизонталях, или, гораздо чаще, в линиях равных глубин —

Рис. 91. Продольный профиль (а) и схематические планы одного и того же корытообразного участка речного русла в горизонталях (б) и в изобатах (в)

изобатах. Так как глубины отсчитывают от наклонной сво­бодной поверхности, то план русла в изобатах может по своему виду существенно отличаться от плана в горизонталях. Это иллю­стрирует рис. 91, на котором 'показаны схематические планы од­ного и того же корытообразного участка речного русла в горизон­талях и в изобатах.

§ 71. ПЛАНОВОЕ И ВЫСОТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ГИДРОГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ

Плановое обоснование гидрографических работ осуще­ствляют для того, чтобы обеспечить промеры глубин и съемку бе­реговой полосы необходимым количеством пунктов, имеющих ко­ординаты. Способы создания плановых сетей, привязки их к твер­дым пунктам, закрепление точек сети на местности, полевые из­мерения и камеральные работы рассматриваются в курсе геоде­зии. Технические условия на создание этих сетей, допустимые невязки, предельные длины сторон и ходов регламентируются техническими инструкциями, а в отдельных, наиболее сложных и ответственных случаях устанавливаются специальным рас­четом.

Основными способами создания съемочного обоснования при гидрографических работах являются: проложение теодолитных хо­дов, проложение цепочек триангуляции и ходов светодальномер- ной и радиодальномерной полигонометрии. Если требуется даль­нейшее сгущение съемочного обоснования, его делают путем про- ложения мензульных ходов и определения координат отдельных пунктов прямой, обратной или комбинированной засечкой. Так как создаваемая опорная сеть должна в первую очередь обеспечивать проведение промерных работ, то при рекогносцировке основное внимание уделяют видимости с пунктов сети достаточно больших участков реки или водоема. Определение положения промерных точек можно выполнять различными способами, как геодезиче­скими, так и радиогеодезическими. Выбор того или иного способа также выдвигает некоторые требования к взаимному расположе­нию пунктов планового обоснования.

Высотное обоснование гидрографических работ делают для: обеспечения топографической съемки береговой полосы; по­лучения отметок рабочих уровней воды при составлении планов русла в горизонталях; определения положения свободной поверх­ности, от которой отсчитывают глуОиньГТГри составлении"планов Тизобатах.

Точность высотного обоснования гидрографических работ обус­ловлена в основном характером реки, в частности уклонами сво­бодной поверхности. Если величина погрешности на 1 км ниве­лирного хода данного класса соизмерима с величиной падения свободной поверхности на 1 км, то класс нивелирования необходи­мо повышать.

Высотное обоснование в большинстве случаев выполняют пу­тем нивелирования IV класса. В отдельных случаях, например при малых уклонах свободной поверхности, при недостаточной густоте сети исходных 'Пунктов или при некоторых специальных исследованиях применяют нивелирование III класса.

В состав работ по созданию высотного обоснования промеров глубин входят: устройство временных уровенных постов и органи­зация наблюдений за уровнями воды (см. гл. XI); установка по­стоянных и временных реперов; нивелирование по реперам; ниве­лирование рабочих уровней воды; однодневная или мгновенная связка уровней.

При съемке участков большого протяжения реперы устанавли­вают таким образом, чтобы длина нивелирных ходов не превос­ходила допустимую. На затруднительных для судоходства участ­ках (перекаты, пороги, шиверы) количество реперов определяют в зависимости от морфологических особенностей участка и обыч­но устанавливают их не менее трех на. каждом перекате или по­роге. Закладку постоянных реперов производят в местах, где они могут сохраниться от повреждений длительное время.

Для выполнения мгновенных или однодневных связок уровней воды, а также для сгущения высотного обоснования устанавли­вают временные реперы. Временные реперы, которые использу­ют в качестве точек однодневной связки, устанавливают у воз­можных переломов профиля водной поверхности и как можно бли­же к урезу воды, с тем чтобы их можно было привязать одной- двумя стоянками инструмента.

Нивелирование по реперам осуществляют способами, изложен­ными в инструкциях и наставлениях. Сгущение высотной сети производят техническим и геодезическим нивелированием.

При производстве нивелирования часто возникает необходи­мость перехода с одного берега на другой. Передачу высот при этом осуществляют одним из следующих способов: геометриче­ским нивелированием (III и IV класса); геодезическим нивели­рованием (iV класса); по уровням воды (IV класс и техническое нивелирование).

Геометрическое нивелирование в основном выполняют через реки шириной до 300 м, при этом передачу высот производят двойным нивелированием, двумя приемами, с установкой инстру­мента на обоих берегах. Если располагают двумя инструментами и двумя наблюдателями, нивелирование производят одновремен­но с обоих берегов, а по окончании приема наблюдатели меняются местами. Передачу высот производят в облачную или пасмурную погоду.

Геодезическое нивелирование выполняют при передаче высот через водные препятствия шириной более 300 м. Причем нивели­рование производят двусторонне, число приемов и необходимую точность измерения зенитных расстояний рассчитывают в зависи­мости от ширины реки. Для исключения грубых ошибок передачу высот геодезическим нивелированием контролируют по уровням воды. Передачу высот по уровням воды производят на прямоли­нейных участках рек в местах, где отсутствуют русловые образо­вания (острова, осередки, косы и т. п.) и есть спокойное течение. Передачу высот выполняют при низких устойчивых уровнях, в без­ветренную погоду.

Для фиксации высоты свободной поверхности пользуются так называемыми урезовыми кольями. Их забивают вровень с поверхностью воды в ямках, которые при помощи канавок сооб­щаются с руслом реки. Затем урезовые колья связывают двойным нивелирным ходом с ближайшими временными реперами, установ­ленными на берегах реки.

При производстве промерных работ зимой передачу высот с берега на берег производят по льду. В лед вмораживают колья_г- на которые устанавливают нивелирные рейки и инструмент. Ниве­лирование выполняют в прямом и обратном направлениях. При наличии двух бригад исполнителей нивелирование ведут одновре­менно с обоих берегов навстречу друг другу.

Если располагают данными о наличии колебаний поверхности льда, то нивелирование выполняют по методу М. С. Муравьева. Сущность метода заключается в том, что на все вмороженные колья устанавливают необходимое количество реек и инструментов и по команде одновременно все исполнители снимают отсчеты по каждой паре реек.

Нивелирование рабочих уровней воды, от которых измеряют глубины, выполняют одиночными ходами IV класса, опирающи­мися на пункты планово-высотного обоснования. Определение от­меток рабочих уровней в отдельных точках ведут двойными ви­сячими ходами IV класса или технического нивелирования.

Если план составляют в горизонталях, привязку уровней во­ды осуществляют у каждого промерного профиля или через не­сколько профилей при условии, что падение уровенной поверхно­сти невелико. На участках рек, где возможны значительные по­перечные уклоны водной поверхности, превышающие точность из­мерения глубин, рабочие уровни нивелируют на обоих берегах.

При составлении плана в изобатах рабочие уровни воды опре­деляют во всех точках излома водной поверхности, которые фиксируют точками однодневной связки.

На участке, где падение водной поверхности равномерно, рабо­чие уровни нивелируют в начале и в конце участка. В нижних бьефах водохранилищ в зоне суточного регулирования ГЭС рабо­чие уровни нивелируют у каждого профиля. При зимних проме­рах рабочие уровни воды нивелируют в лунках после того, как вода в них отстоится.

Для возможности сравнивать повторные съемки одного и то­го же водного объекта необходимо, чтобы глубины на планах от- считывались всегда от одной и той же свободной поверхности по­тока. Такая свободная поверхность называется нулевой, или ср е- з о ч н о й, а уровни этой поверхности в различных сечениях пото­ка называются срезочными уровнями. Название «сре- зочный» объясняется тем, что для приведения фактически измеренных глубин всегда к одному и тому же уровню эти глуби­ны соответствующим образом «срезаются».

На внутренних водных путях СССР срезочные уровни совме­щены с так называемыми проектными уровнями путевых ра бот — теми уровнями, при которых должны обеспечиваться за данные, (гарантированные) глубины судовых ходов. На каждом судоходном плесе, т. е. на участке реки (озере, водохранилище) с примерно однородными гидрологическими и судоходными усло­виями, один из уровенных 'постов с многолетним периодом дейст­вия принимают за опорный пост плеса^I. Проектный, а с ним и сре- зочный уровни выбирают с помощью графика обеспеченности ежед­невных навигационных уровней за многолетний период на опор­ном посту плеса.

На средних и больших реках обеспеченность проектного (сре- зочного) уровня составляет от 90 до 99%- Иными словами, это .достаточно низкий уровень, который может наблюдаться за дан- нота посту не каждый год.

При производстве путевых работ и при промерах глубин не­обходимо располагать значениями срезочных уровней не только на опорном посту плеса, но и по всему протяжению плеса или, конкретно, у всех реперов, имеющихся на берегах. Чтобы получить такие данные, выполняют мгновенную, или однодневную, с в я з к у уровней. Связка уровней состоит в одновременном определе­нии высот свободной поверхности в ряде пунктов судоходного плеса или другого участка реки.

Мгновенные, или однодневные, связки уровней желательно вы­полнять при уровне на опорном посту, равном принятому срезоч- ному, но на практике из-за малой повторяемости срезочных уров­ней это трудно выполнимо. Поэтому связки уровней фактически производят при уровнях, не равных срезочному, но близких к не­му. Считается допустимым, чтобы разница в уровнях составля­ла 0,3—0,5 м, но не больше.

Разница между уровнем мгновенной (однодневной) связки и срезочным уровнем на опорном посту распространяется на весь участок связки. При тех значениях разницы, которые указаны вы­ше, это не приводит к существенным погрешностям в определе­нии срезочных уровней у реперов.

Заметим, что связки уровней выполняют не только для пере­носа срезочного уровня с уровенного поста на реперы участка ре­ки. Они нужны также для изучения уклонов свободной поверхно­сти речного потока и решения различных задач гидравлики.

Мгновенные, или однодневные, связки уровней выполняют: на реках шириной до 800 м — по прижимному берегу, с переходами от одного берега к другому в местах перевала наибольших глу­бин; на реках шириной свыше 800 м — по обоим берегам реки.

Отметки уровней воды определяют: в створах гидрологических постов и реперов; на перекатах (не менее чем в трех точках — на подходе сверху, на гребне и в подвалье); на плесовых участках (не реже чем через расстояния, равные 3—5 ширинам меженно­го русла); на перевалах линии наибольших глубин от одного бе­рега к другому; у приверхов и ухвостьев островов и крупных осе- редков; в устьях притоков; в истоках и устьях рукавов; выше и ниже мостов, плотин, полузапруд, водостеснительных и струена- правляющнх сооружений.

Если русло разделяется на несколько рукавов, то связку уров­ней воды выполняют по! судоходному рукаву. В остальных рука­вах уровни нивелируют только в истоках и устьях.

Технически выполнение мгновенной или однодневной связки уровней состоит из двух операций: забивки кольев на урезе воды у всех постоянных и временных реперов и последующего нивели­рования этих кольев. Колья забивают так, чтобы их срезы распо­лагались точно вровень с поверхностью воды. При мгновенной связке уровней забивку кольев производят на всем участке связ­ки в один определенный момент времени. При однодневной связ­ке забивку производят в течение одного и того же дня. Наблюде­ния на уровенных постах ведут при этом ежечасно. Нивелирова­ние кольев, т. е. их привязку к реперам, выполняют двойными висячими ходами нивелирования IV класса или технического ни­велирования.

Если связку выполняют при срезочном уровне на опорном по­сту, то нивелирование кольев сразу дает превышение всех репе­ров над срезочной свободной поверхностью.

Если уровень связки отличается от срезочного уровня на dz'Az, то в полученные превышения вводят эту поправку.

Мгновенную связку применяют при быстрых колебаниях уров­ней (например, в нижних бьефах ГЭС или при ветровых сгонах и нагонах), а также на относительно коротких участках. Для про­изводства однодневной связки выбирают время, когда уровни во­ды реки мало изменяются.

Если связка уровней производилась для определения срезоч­ной свободной поверхности, то ее конечным результатом является ведомость превышений всех реперов над этой поверхностью. Если связка производилась для изучения гидравлики потока, то ее ре­зультаты выражают в виде продольных профилей свободной по­верхности и таблицы уклонов по участкам между реперами.

§ 72. РУСЛОВЫЕ СЪЕМКИ

Русловые съемки выполняют в масштабах 1:2000, 1:5000 и 1:10 000. Ширина береговой полосы русловых съемок от поймен­ной бровки в зависимости от масштаба составляет: для масшта­ба 1:2000 — 100 м, 1:5000 — 150 м и для масштаба 1:10 000 — 200 м.

I Понятие «судоходный плес» не следует смешивать с морфологическим понятием плеса — глубокого участка русла между двумя перекатами.

6