Известно, что в нивелировании
, (10)
где
-средняя
случайная ошибка на 1 км хода определения
превышения; L-длина хода в км.
Приравнивая правые части формул (9) и (10) получим
(11)
Задаваясь в формуле (11) значением падения h для участка реки длиной 1 км, определяют соответствующую этому падению допустимую величину ошибки на 1 км и, следовательно, необходимый класс нивелирования магистрального хода.
В таблице 21 приведены различные значения падений и уклонов реки и соответствующим им классы нивелирования магистрального хода.
Для горных рек с уклоном больше 0.001 можно применять тригонометрическое нивелирование.
Таблица 21.
Падение реки на 1 км, см |
Уклон реки |
Случайная ошибка на 1 км, мм |
Класс нивелирования |
Падение реки на 1 км, см |
Уклон реки |
Случайная ошибка на 1 км, мм |
Класс Нивелирования |
5 |
0.00005 |
1.8 |
II |
20 |
0.00020 |
7.2 |
III |
10 |
0.00010 |
3.6 |
II |
30 |
0.00030 |
10.8 |
IV |
15 |
0.00015 |
5.4 |
III |
50 |
0.00050 |
18.0 |
IV |
2.1.8.2.4. Нивелирование уровней воды в реке.
Уровни воды фиксируют примерно через 1 - 3 км на характерных точках реки: перекатах и порогах, плесах, в местах резкого поворота, на суженных островами участках, в верхних и нижних бьефах плотин, у мостов, при впадении притоков. Характерные точки реки, в которых забивают колья для определения уровня воды, называют точками однодневной связки (ТОС).
Реку разделяют на участки длиной порядка 30 - 50 км, которые поручают отдельным исполнителям. Длина участка зависит главным образом от интенсивности изменения уровня воды. На границах участков, а также в характерных перегибах профиля реки устраивают временные водомерные посты, на которых ведут систематические наблюдения за уровнями воды. Желательно нивелирование реки вести в летнюю межень.
При устойчивом уровне (когда он изменяется в день не больше чем на 1 см) колья можно забить вровень с поверхностью воды в течение одного дня на всем или значительной части участка, используя катер или моторную лодку. Однако при этом следует иметь в виду, что нивелирование установленных кольев должно быть закончено в течение 2 - 3 дней, чтобы была уверенность, что высота кольев за это время не изменилась.
Колья устанавливают не далее 1 м от уреза воды или в отведенных траншеях в тихую безветренную погоду. Для контроля в каждой характерной точке дополнительно забивают один-два кола, один от другого на расстоянии 1 - 2 м.
Установленные урезные колья рабочим нивелированием связывают с реперами магистрального нивелирного хода.
Постоянные железобетонные реперы в магистральном ходе устанавливают в незатопляемых местах через 5 - 7 км, по возможности ближе к характерным точкам реки. Временные реперы могут быть установлены через 2 - 3 км.
Рисунок 227 - Схема ходов при нивелировании уровней воды
При широкой пойме, когда магистральный ход отходит от русла реки на значительное расстояние, может быть проложен вблизи реки дополнительный ход, опирающийся на реперы основного хода, и уже от пунктов этого хода передают высоты на урезные колья.
Рабочие нивелирные ходы прокладывают как висячие в прямом и обратном направлениях. Их точность обычно в два раза ниже точности магистрального хода (часто нивелированием IV класса).
Средняя квадратическая ошибка mh в определении падения водной поверхности между двумя точками (ТОС)1 и (ТОС)2 может быть подсчитана по формуле
(12)
где mL - средняя квадратическая ошибка в магистральном ходе между реперами А и B; ml1 и ml2 - средние квадратические ошибки рабочих нивелирных ходов l1 и l2; mф - средняя квадратическая ошибка фиксации уровней воды (обычно принимаемая равной 10 мм, а при малых уклонах реки 5 мм).
Значения средних квадратических ошибок mL , ml1 и ml2 могут быть получены по формуле
(а)
имея в виду, что класс рабочих нивелирных ходов один и тот же.