35. Точність передачі відміток ходом

Геометричне нівелювання є найрозповсюдженішим способом для визначення в натурі проектних висот. Залежно від вимог до точності і схеми вимірювання застосовують нівелювання того чи іншого кламу. Зменшення довжини плечей і дотримання їх рівності підвищує точність робіт. При цьому, застосовуючи технічне нівелювання (методику), можна забезпечити точність в 2-3 мм, високоточне нівелювання –0,1 –0,2 мм. Для високоточного нівелювання необхідно використовувати нівелір з контактним рівнем і оптичним мікрометром, а також інварні або спеціальні штрихові рейки. Як відомо з попереднього розділу для перенесення в натуру проектної відмітки необхідно визначити горизонт інструмента, а потім і відлік на рейці. Необхідно пам’ятати, що при використанні високоточних нівелірів та інварних рейок висоту репера і проектної відмітки також необхідно виразити у півподілках. Відмітки на додатковій шкалі беруть лише для контролю і у визначенні горизонту інструмента не використовують.

В основу гідростатичного нівелювання покладена властивість рідини у двох сполучених посудинах находитись на одному рівні незалежно від маси і поперечного перерізу посудини. Принципово гідростатичний нівелір складається з двох посудин, з’єднаних шлангами. У посудину залита рідина, яка через шланг вирівнюється.

Згідно з малюнком перевищення між точками А і В буде

Перевищення між точками А і В вимірюють в прямому і зворотньому напрямках. Тоді при перестановці посудин матимемо

Формули 1 і 2 можна подати в такому вигляді

Різниця d1 – d2 - є місцем нуля (МО) прикладу. З формули 3 знаходимо

(4)

Основними джерелами помилок гідростатичного нівелювання є:

1. Нерівновага рідини у посудинах і вплив явища капілярності;

2. Неточність фіксації меніска рідини (відліку);

3. Вплив помилок встановлення приладу на поверхню нівелювання;

4. Вплив перепаду тиску і температури.

Дослідженнями встановлено, що коливання рідини в посудинах системи припиняється через 2-3 хвилини після встановлення приладу. Чим більший діаметр посудини, тим меншим буде меніск.

Значення помилки відліку залежить від способу фіксації поверхні рідини в посудині. Для зменшення цієї помилки використовують різні пристосування. Найчастіше – це контакт голки з рідиною, які підєднані до єдиної електричної системи або візуально. Голка пересувається всередині посудини за допомогою мікрометричного гвинта з головкою і поділками. Ціна такої поділки складає 0,01 мм. Вплив помилок встановлення приладу на поверхню нівелювання залежить від чистоти цієї поверхні.

У гідростатичних системах основним джерелом помилок є коливання температури. Очевидно, що точність нівелювання в закритих приміщеннях (температура більш-менш постійна) буде набагато вища, ніж на відкритих майданчиках. Від температури залежить і коефіцієнт розширення рідини.

Найрозповсюдженішим заповнювачем гідростатичних систем є вода з доданням формаліну або карболової кислоти. При від’ємних температурах використовують спирт або антифриз.

36.Вирахування висот проміжних висот

Нині для визначення відносної висоти точок використовують прилад нівелір (французької – вирівнювати). Процес визначення відносних висот точок на місцевості з його застосуванням називають нівелюванням. Найпростіший нівелір можна сконструювати самостійно. Для цього слід дві тонкі дощечки закріпити перпендикулярно одна до одної. Висота приладу становить 1 метр. На горизонтальній дошці закріплюють висок для того, щоб нівелір ставити чітко перпендикулярно до поверхні.

Для вимірювання відносних висот точок нівеліром зазвичай працює дві людини. Одна – встановлює прилад біля підніжжя пагорба й візує місце на схилі, рівне висоті 1 метр. Друга людина за командою першої підіймається на цю відмітку й там вбиває кілочок. Потім в цю точку переміщують нівелір та всю операцію повторюють знову. Скільки разів нівелір переміщують вверх по схилу пагорба, скільки метрів становить його висота відносно підніжжя.

Нівелювання можна проводити й без нівеліра, знаючи власний зріст. Цей процес називають окомірним нівелюванням. При цьому всі дії збігаються з попередньою роботою. Але кількості переміщень вверх по схилу слід помножити не на 1 метр, а на цифру вашого зросту.

Спеціалісти, що складають плани й карти, для точного вимірювання висот точок, користуються спеціальними інструментами: оптико-механічним нівеліром з рейкою, теодолітом та іншими.

Відносних висот будь-яка точка на місцевості має безліч. Адже її вимірювання можна починати від будь-якої іншої точки. Наприклад, з одного боку пагорба підошва може знаходитися нижче, з іншого вище. Тому й вийде різна відносна висота його вершини, залежно від того, з якого боку починати нівелювання. З цього видно, що підписувати на плані чи карті відносні висоти не зручно, адже їх у однієї й тієї ж точки багато.

Абсолютна висота. З ХVІІІ ст. на планах та картах почали вказувати висоту найбільш важливих точок місцевості відносно рівня моря. Абсолютна висота точки земної поверхні – це її перевищення над рівнем моря. Абсолютна висота у будь-якої точки лише одна, оскільки вимірювання висот різних точок ведеться від спільної відмітки, яка приймається за “0 метрів”.

Але морів на світі багато. Від якого ж них слід вести вимірювання висот? У кожній країні за початок відліку приймають рівень різних морів. Для території України традиційно зберігається з середини ХІХ ст. вимірювання висот від нуля футштока у місті Кронштадт на березі Балтійського моря. Футшток (з німецької – підніжжя, основа) являє собою водомірну рейку з поділками. На кронштадтському футштоку після тривалого спостереження за середнім рівнем Балтійського моря був позначений “0”, від якого ведуться всі вимірювання висот. Тому на картах України можна знайти підпис: “Балтійська система висот”. Це означає, що абсолютні висоти точок вказані від рівня Балтійського моря.

Щоб визначити абсолютно висоту будь-якої точки в Україні, не обов’язково їхати до Балтійського моря. Для цього достатньо знайти репер (з французької – мітка, зарубка) – знак, який вказує заздалегідь визначену абсолютну висоту даного місця. Репер являє собою металевий диск з виступом, який закріплюють на стінах споруд, або бетонний моноліт, закладений в землю. На ньому вказана цифра абсолютної висоти точки, де встановлений репер. Від репера починають вимірювання відносної висоти точки. Потім, додавши її значення до позначки репера, одержують абсолютну висоту.

На картах, планах та глобусах абсолютні висоти точок позначають відмітками висот. Вони являють собою крапки чорного кольору, біля яких підписують число метрів висоти від рівня Балтійського моря.

Горизонталі. Лише відмітка висоти не дає уявлення про форму пагорба або улоговини. Для цього використовують спосіб горизонталей. Горизонталь – уявна лінія, яка з’єднує точки з однаковою абсолютною висотою.

Одна горизонталь не може показати форму рельєфу. Це можливо лише завдяки сукупності горизонталей, неначе “вкладених” одна в одну. Щоб зрозуміти, як будують ці уявні лінії на плані й карті, уявімо собі острів, оточений з усіх боків морем. Перша горизонталь – це рівень води в морі, адже він скрізь однаковий. По всій цій лінії абсолютна висота становить 0 метрів. Якщо рівень моря підніметься на 1 метр, виникне нова, коротша берегова лінія, яка буде вміщена в середину першої. Це друга горизонталь з абсолютною висотою 1 метр. При підняття моря ще на метр площа острова знову зменшиться, а берегова лінія буде обмежена горизонталлю в 2 метри й так далі. В результаті одержимо кілька горизонталей, проведених через однаковий проміжок висоти.

Горизонталі малюють коричневим кольором. На плані та великомасштабній карті їх проводять через 1 м, 2,5 м, 5 м, 20 м, 40 м. Чим масштаб більший, тим більше горизонталей наносять. Щоб не захаращувати зображення, проміжні горизонталі пропускають, а також підписують абсолютні висоти не всіх горизонталей. Цифри висоти на горизонталі направлені “головою” в бік зростання висоти.