Нивелирование продольного профиля водотока.

Состав геодезических работ при составлении продольного профиля водо­тока следующий: 1) анализ имеющихся профилей водотока и их высотной ос­новы; 2) создание высотного обоснования - прокладка основного нивелирного хода; 3) сгущение существующей сети водомерных постов и организация на­блюдений на них; 4) нивелировка уровней воды; 5) камеральные работы.

Анализ имеющихся профилей водотока должен быть направлен на выяс­нение возможности полного или частичного использования их для проектиро­вания гидротехнического сооружения. Если существующие профили имеют высотное обоснование, удовлетворяющее требованиям проектирования, то не­обходимость в каких-либо новых работах по продольному профилированию водотока полностью отпадает. Поэтому анализ профилей должен заключаться в выяснении точности нивелирных ходов послуживших опорой для нивелирова­ния уровней воды. Как правило, не всегда удается установить, какие уровни от каких основных реперов нивелировались. В этом случае, неизбежны работы по новой нивелировке уровней воды с нужной точностью основного нивелирного хода удовлетворяющей условиям проекта будущего ГТС.

Полевые работы по проложению основного нивелирного хода должны выполняться согласно требованиям соответствующих инструкций ГУГК. Про­кладываемые нивелирные ходы должны быть закреплены на местности с со­блюдением следующих условий:

1) реперы постоянного типа устанавливают через каждые 3 км хода;

2) реперы должны быть расположены как можно ближе к руслу реки, но выше отметки НПГ и горизонта весеннего половодья не менее чем на 1 м;

3) следует располагать реперы так, чтобы они были напротив речных пере­катов, над серединой плесовых участков, у мест впадения притоков, крутых по­воротах русла реки, т.е. ближе к характерным точкам уреза воды, подлежащим нивелированию;

4) реперы должны быть также установлены ближе к водомерным постам и гидрометрическим створам.

Одним из наиболее важных и показательных уровней при проектирова­нии гидротехнического сооружения является меженный уровень - летний, наи­более низкий и устойчивый. Для определения высотных отметок этого уровня применяют два способа. Первый способ - забивают вровень с урезом воды ко­лья на всем исследуемом участке реки в один выбранный момент времени и за­тем нивелируют вершины кольев. Второй способ - колья забивают в один момент времени лишь в пределах относительно коротких отрезков реки (30 — 40 км), на протяжении всего исследуемого участка эта работа проводится в раз­ные дни.

Первый способ является наиболее трудоемким, требует большого количе­ства людей и поэтому на практике применяется редко. При использовании вто­рого способа для получения продольного профиля водотока через каждые 30 -40 км должны быть устроены временные (на период нивелировки) водомерные посты, на которых организуют специальные учащенные (через каждые 1 или 2 часа) наблюдения за уровнем воды на весь период работ на всем протяжении исследуемого участка. Чтобы получить отметки уровня воды для всего иссле­дуемого участка на один момент времени (нами выбранный) делают «приводку уровня», т.е. производят специальные расчеты, позволяющие получить на ос­нове наблюдений на водомерных постах и на основе нивелировки кольев от­метки условного «срезочного» уровня для одного выбранного момента време­ни. Около каждого временного водомерного поста устанавливают один вре­менный репер, высотная отметка которого должна быть определена от реперов основного нивелирного хода. Ошибка в ходе от основного репера к реперу во­домерного поста не должна превышать 30 - 40 мм.

Для предотвращения грубых ошибок в фиксации высотного положения уровня воды в точке нивелирования забивают не один кол, а три кола на рас­стоянии около одного метра один от другого. Подсчет отметки по каждому из кольев является хорошим контролем правильности измерений, а также повы­шает точность определяемых высотных отметок.

Разрыва во времени более чем на 1 - 2 дня между забивкой кольев вро­вень с урезом воды и их нивелировкой, включая проложение нивелирного хода к основному реперу, допускать, не следует. Плановое положение всех точек, фиксирующих уровни воды, должно быть обязательно определено (с использо­ванием топографических карт данной местности).

Камеральные работы,связанные с составлением продольного профиля реки, состоят из следующих операций: а) обработка основного нивелирного хо­да согласно инструкциям ГУПС; б) обработка материалов нивелирования уров­ней воды, включая и обработку рабочих нивелирных ходов от реперов основно­го хода к временным реперам водомерных постов и урезу воды; в) составление продольного профиля реки.

Обработка рабочих ходов состоит в их увязке и вычислении отметок ре­перов временных водомерных постов и реперов, установленных около точек нивелирования уровней воды.

Вычисление высотных отметок отнивелированных мгновенных уровней воды сопровождается «приводкой» уровней воды к одному выбранному момен­ту времени. Величина «приводки» или «срезки» уровенного горизонта в любой точке, лежащей между смежными водомерными постами, например в точке а(рис. 3), вычисляется по формулам:

от водомерного поста № 1, лежащего выше по течению:

 

∆Н_о = ∆Н₁- (∆Н₁- ∆Н₂)/(H' ₁- H'₂)*(H'₁- H'_а) (1)

 

от водомерного поста № 2, лежащего ниже по течению (для контроля):

 

∆Н_о = ∆Н₂- (∆Н₁- ∆Н₂)/(H' ₁- H'₂)*(H'_а - H'₂) (2)

 

где ∆Н _а- искомая величина срезки в точке а;

∆Н₁- разность отметок уровней на водомерном посту № 1 в момент нивелировки промежуточной точки аи срезочным уровнем, т.е. ∆Н₁= H' ₁- Н₁;

∆Н₂ - то же, но на водомерном посту № 2, т.е. ∆Н₂= H'₂- Н₂;

H' ₁, H'₂ и - отметки уровня воды на водомерных постах № 1 и № 2 в момент нивелировки промежуточной точки а;

 

H'_а - отметка в промежуточной точке а, полученная нивелированием.

Искомая высотная отметка уровня воды в точке а (Н_а)на выбранный момент времени будет равна:

Н_а= H'_а- ∆Н _а (3)

 

Для удобства, при массовых расчетах высот срезочного уровня, все вычисления ведут в виде таблицы.

Составление продольного профиля реки состоит из двух видов работ: составление ведомости продольного профиля;

вычерчивание продольного профиля.

В ведомости продольного профиля при любых условиях должны быть следующие сведения, определяющие содержание профиля: 1) километраж (по фарватеру или осевой линии русла реки); 2) отметки условного срезочного уровня воды; 3) отметки уровня наивысшего паводка; 4) отметки дна; 5) реперы и марки нивелирования, использованные в процессе нивелирования; 6) водо­мерные посты и гидрометрические станции; 7) притоки; 8) искусственные гид­ротехнические сооружения; 9) населенные пункты и промышленные предпри­ятия; 10) номенклатура планшетов топографической съемки территории проек­тируемого гидротехнического сооружения.

Местоположение реперов и марок, водомерных постов и гидрометриче­ских станций, притоков и искусственных гидротехнических сооружений, важ­нейших дорог, населенных пунктов, промышленных предприятий, лежащих в границах возможных подпоров, определяется с топографической карты речной долины. С этой же карты берут высотные отметки населенных пунктов, про­мышленных предприятий и других объектов, изображение которых на про­дольном профиле важно.

При выборе горизонтального и вертикального масштабов для профиля необходимо учитывать условие полного изображения на нем всех точек, имеющих значение для решения проектных задач. При выборе горизонтального масштаба учитывается необходимость изображения на профиле точек дна реки, которых всегда бывает больше, чем точек с отметками уровня воды. Целесооб­разные горизонтальные масштабы профилей приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Горизонтальные масштабы продольных профилей.

Расстояние между точками дна по фар­ватеру или по осевой линии русла в м	Горизонтальный масштаб
	1: 10000
	1: 25000
	1:50000
	1: 100000
	1: 200000
	1: 500000

 

Таблица 2. Сочетание горизонтальных и вертикальных масштабов

продольных профилей.

Горизонтальный масштаб	Вертикальный масштаб
Подробный профиль
1: 50000	1:100-1:200
1:100000	1: 100-1: 200
1:200000	1: 200 -1: 300
Сокращенный профиль
1:500000	1: 1000
1:1000000	1:2000

 

Вертикальный масштаб профиля определяется теми разностями высот, которые необходимо отобразить на профиле графически. Так, разности высот уровней, при помощи подписанных на профиле высотных отметок, необходимо определять до 1 мм, а отметок дна - до 10 мм. Вертикальный масштаб 1:100 является наиболее крупным, применяемым для построения продольных профи­лей при гидротехническом проектировании. Зачастую, продольный профиль реки строят в мелких масштабах. Это, так называемый, сокращенный продоль­ный профиль, но его строят на основе уже построенного подробного профиля. Рекомендуемые горизонтальные и вертикальные масштабы приведены в табл.2.

Цель задания состоит в ознакомлении студентов со способом камераль­ной обработки результатов многодневной нивелировки уровней воды на участ­ке русла большой протяженности. В процессе выполнения задания студенты научаться методике обработки результатов таких работ и правилам их оформ­ления.

Исходные материалы, включают результаты трехдневных нивелирных работ продоль­ного профиля водотока На участке проведения работ открыты и действуют 4 временные водомерные посты. Известна высота «нуля графика» каждого из во­домерных постов. Высота срезочного уровня по каждому из постов, результаты нивелировки. В самой таблице помеще­ны данные о высоте срочных уровней воды, время момента нивелировки, а также уровни воды на водомерных постах в эти моменты вре­мени.

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: