Вопросы ВИ / вопрос16,17
.docxЭтот 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.
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 кольяг- 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 плесаI. 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.