Меню

Увв в реках это

Уровни воды в реке, общие понятия. Уровни воды в алтайских реках

Уровень воды в водоеме – это высота поверхности воды относительно условной горизонтальной плоскости (то есть высота над уровнем моря).

Выделяют следующие уровни воды в реке:

  1. Половодье — это самый высокий из них. Он образуется после таяния снега, ледников.
  2. Паводок — высокий уровень воды, образованный после сильных продолжительных проливных дождей. У паводка выделяется пик — волна, которая продвигается по реке со скоростью течения реки. До паводкового пика вода в реке прибывает, а после пика убывает.
  3. Межень — самый низкий уровень, естественный и установившийся для данного водоема.

Алтайские реки, в основном, относятся к речной системе Оби. Эта река пересекает Алтайский край в своем верхнем течении. Обь и ее притоки — Алей, Барнаулка, Чумыш, Большая Речка и другие — имеют широкие хорошо развитые долины и спокойное течение. Уровень воды в реках края определяется как зимняя межень и летнее половодье. У них преимущественно смешанное питание: ледниковое, снеговое, дождевое и грунтовое.

Уровень воды в алтайских реках

Речная сеть горного Алтая хорошо развита (за исключением юго-восточной части). Реки берут начало от ледников, болот и озер. Например, на плоских горных хребтах из болота, берет начало приток реки Чулышмана — Башкаус, из Телецкого озера вытекает река Бия, у ледника Белухи расположен исток реки Катунь.

Реки Кулундинской низменности имеют преимущественно дождевое и снеговое питание с ярко выраженным весенним половодьем. Летом на территории края выпадает очень мало осадков, и уровень воды в реках сильно падает, многие из них мелеют, а в некоторых участках даже пересыхают. Зимой они замерзают, а с ноября по апрель длится ледостав.

Горные реки относятся к смешанному алтайскому типу питания. Они многоводны, питание их осуществляется за счет оттаивания ледников, атмосферных осадков и за счет грунтовых вод.

Таяние снега в горной местности длится с апреля по июнь. Снег сходит постепенно, начиная с севера Горного Алтая, затем в низкогорье, после чего начинает сходить в среднегорье и в южных высокогорных районах. Ледники начинают таять с июля. Летом дождливые дни чередуются с ясными и солнечными. Но продолжительные ливни здесь — явление довольно частое, из-за чего уровень воды в реках резко и достаточно сильно поднимается.

Для рек высокогорий характерны ледниковый и снеговой тип питания. Ярко выражен летний паводок, хотя он случается и осенью.

Для рек среднегорья и низкогорья в режиме характерны два высоких уровня:

  1. Весной и летом — половодье (с мая по июнь).
  2. Летом и осенью — паводки из-за осенних дождей и таяния ледников.

Осенью и зимой для рек характерен межень — самый низкий уровень воды в реках.

В горах они покрываются льдом значительно позднее чем в равнинах, но промерзают обычно до дна. У некоторых горных рек образование льда происходит на поверхности и по дну одновременно. Ледостав, как правило, держится около 6 месяцев.

Источник



ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЕЙ ВОДЫ

В состав гидрологических изысканий входит большой комплекс таких полевых работ, как наблюдения за уровнями воды в реках, озёрах и искусственных водоёмах, определение уклонов рек, площадей живых сечений, скоростей течения, расходов воды, изучение речных наносов и многое другое.

Наблюдения за этими элементами водного режима ведутся на специально устраиваемых постоянных или временных водомерных постах и гидрологических станциях. В зависимости от поставленных задач, сроков наблюдений и объёма информации станции и посты (в системе ГУГМС) делятся на несколько разрядов. Гидрологические станции делятся на два разряда, речные водомерные посты – на три разряда. На постах III разряда ведутся наблюдения за колебаниями уровня, температурой воды и воздуха, за ледовыми явлениями. На постах II и I разрядов объём наблюдений дополнительно увеличивается за счёт определения расходов воды, расхода взвешенных и донных наносов.

При изысканиях для строительства инженерных сооружений ведомственные организации устраивают посты с ограниченным сроком их работы, хотя этот срок может составлять промежуток от нескольких месяцев до нескольких лет. Состав и сроки наблюдений на таких постах определяются кругом задач, решаемых в ходе проектирования инженерного сооружения. Поэтому, кроме своих прямых функций – давать информацию о водном режиме водотока, водомерные посты выполняют важную роль при русловых съёмках, при проведении работ по составлению продольного профиля реки и др.

Уровнем воды называют высоту положения свободной поверхности воды относительно постоянной горизонтальной плоскости отсчёта. Графики колебаний уровня дают возможность судить о динамике гидрологических явлений и соответственно о многолетнем и внутригодовом распределении стока, в том числе в период половодья и паводков. Для наблюдений за уровнями воды в реке применяются различные по устройству водомерные посты: реечные, свайные, смешанные, саморегистрирующие.

Реечные посты, как следует из названия, представляют собой рейку, укрепленную на надёжно забитой в грунт свае, на устое моста, облицовке набережной или естественной вертикальной береговой скале. Длина рейки, прикрепляемой к свае, 1¸2 м. Размер делений на рейке 1¸2 см. Отсчеты уровня воды по рейке берут глазомерно с округлением до 1 см (рис. 1). Фиксировать уровень текущей, а часто и волнующейся поверхности воды с более высокой точностью затруднительно, впрочем, для большинства инженерных задач такая точность вполне достаточна. Если требуется более высокая точность, то рейку помещают в небольшую заводь (ковш), устраиваемую в береге у уреза воды и соединённую канавой с рекой.

Рис. 1. Реечный водомерный пост

Реечные водомерные посты преимущественно используют для наблюдений уровней, когда колебания их сравнительно невелики. На реках с большой амплитудой колебаний уровней или в периоды половодий и паводков применяют свайные посты.

Свайный водомерный пост (рис. 2) состоит из ряда свай, располагаемых по створу перпендикулярно к течению реки. Сваи из сосны, дуба или железобетона диаметром 15¸20 см забивают в грунт берега и дно реки на глубину около 1,5 м; превышение между головками соседних свай должно быть около 0,5¸0,7 м, а если берег очень пологий, то 0,2¸0,5 м. На торцах свай краской подписывают их номера; самой верхней свае присваивают первый номер, последующие номера получают сваи, расположенные ниже.

Для фиксации уровня на свайных постах применяют небольшую переносную рейку с делениями через 1¸2 см; поперечное сечение рейки – ромбическое, при этом рейка лучше обтекается водой; на нижней части рейки имеется металлическая оковка, что позволяет уверенно фиксировать установку рейки на шляпке кованого гвоздя, забитого в торец сваи.

При отсчёте уровня наблюдатель ставит переносную рейку на ближайшую к берегу сваю, покрытую водой, и записывает в журнале отсчёт по рейке и номер сваи.

Из специальных средств для измерений уровней можно назвать рейки максимума и рейки минимума, т.е. простейшие устройства, позволяющие фиксировать наивысший или наинизший уровни за какой-то отрезок времени.

Рис. 2. Схема устройства наблюдательной вышки и свайного водомерного поста: 1 – вышка; 2 – теодолит; 3 – репер; 4 – свая; 5 – водомерная рейка ( h – отсчёт по рейке); 6 – поплавок

Смешанные водомерные посты представляют собой комбинацию реечного поста со свайным. На таких постах фиксация высокого уровня делается по сваям, а низких уровней – по рейке.

Для непрерывной регистрации колебаний уровня применяются специальные приборы – лимниграфы, которые все изменения уровня записывают на ленту, приводимую в движение часовым механизмом. Водомерные посты с самописцами уровня воды имеют большое преимущество перед простыми водомерными постами. Они дают возможность регистрировать уровни непрерывно, но установка самописца требует устройства специальных сооружений, что значительно удорожает их применение.

Для постоянного контроля за устойчивостью рейки или свай вблизи водомерного поста устанавливают репер (рис. 1), обычно по створу свай водомерного поста, тогда он одновременно является постоянным началом (ПН) счёта расстояний, своеобразным началом пикетажа.

Отметку репера водомерного поста устанавливают в ходе нивелирных работ от реперов государственной нивелирной сети. Репер водомерного поста закладывают в грунт с соблюдением общих правил установки реперов, т.е. его монолит должен находиться ниже глубины максимального промерзания грунта, в месте, удобном для нивелирования, и обязательно вне зоны затопления паводковыми водами, т.е. выше горизонта высоких вод (ГВВ).

Как указано выше, на большинстве водомерных постов система высот условная. Началом счёта высот является нуль графика поста – высотная отметка, которая остаётся постоянной для всего периода существования поста. Эта условная горизонтальная плоскость располагается не менее чем на 0,5 м ниже самого низкого уровня воды, который можно ожидать в створе поста. На реечных водомерных постах нуль графика часто совмещают с нулем водомерной рейки.

Начинают измерения на посту после того, как назначена отметка нуля графика поста и нивелировкой определена отметка нуля площадок головок свай, а также определена разность отметок нуля графика поста и отметок головок свай. Эта разность отметок называется приводкой.

Частная система высот на водомерном посту позволяет решать подавляющее число задач по изучению водного режима реки. Однако для ряда задач проектирования сооружений требуется знать не только условные, но и абсолютные (балтийские) высоты уровней. Для этой цели водомерные посты, точнее реперы водомерных постов, привязывают к ближайшим реперам государственной нивелирной сети.

В состав наблюдений на водомерном посту, помимо наблюдений за уровнем, входят визуальные наблюдения за состоянием реки (ледостав, ледоход, чисто), состоянием погоды, за температурой воды, воздуха, осадками, толщиной льда.

Толщину льда измеряют специальной рейкой; температуру воздуха – термометром-пращом, а температуру воды – водяным термометром.

На постоянных водомерных постах наблюдения ведут ежесуточно в 8 ч. и 20 ч. Среднесуточный уровень определяют как среднее значение этих наблюдений. Если колебания уровня незначительны, то наблюдения можно вести один раз в сутки (8 ч.). При решении специальных задач, а также в периоды половодья или паводка фиксация уровня делается чаще, иногда через 2 ч.

Читайте также:  Река во франции приток сены 5 букв

Результаты наблюдений на водомерном посту заносят в журнал.

Первичная обработка водомерных наблюдений состоит из приведения отсчётов по рейке к нулю графика водомерного поста, составления сводки, где показывают ежедневные среднесуточные уровни, и построения графика ежедневных уровней, на котором условными значками показывают ледостав, ледоход и другие ледовые явления, имевшие место на реке.

Систематизированные результаты наблюдений уровней на всей сети водомерных постов данного речного бассейна периодически публикуются в гидрологических ежегодниках.

Для получения полноценных материалов наблюдений и гарантии сохранности водомерного поста на весь намеченный срок работы рекомендуется специально выбирать место для установки поста. При этом желательно, чтобы участок реки был прямолинейным, русло устойчивым от размыва или намыва, чтобы берег имел среднюю пологость и был защищён от ледохода; поблизости не должно быть речных причалов; на показания поста не должен влиять подпор от плотины или близрасположенного притока; постом удобней пользоваться, если он находится вблизи населённого пункта. Строго совмещать водомерный пост с осью будущего инженерного сооружения нет необходимости.

На гидрологических станциях, водомерных постах I и II разрядов, а также при ведомственных изысканиях разбивается гидрометрический створ, используемый для регулярных определений скоростей течения, расходов воды и наносов. На этом участке реки течение воды должно быть параллельноструйным, что обеспечивается его прямолинейностью и правильным – корытообразным профилем дна. Если предполагается на гидрометрическом створе вести регулярные и продолжительные наблюдения, то его оборудуют мостками, подвесными люльками или снабжают плавательными средствами (паромом или лодками).

Отметку репера водомерного поста устанавливают в ходе нивелирных работ от реперов государственной нивелирной сети, для периодического контроля устойчивости рейки или свай водомерного поста, при промерных работах, а также при создании высотного обоснования съёмок.

Репер водомерного поста закладывают в грунт с соблюдением общих правил установки реперов, т.е. его монолит должен находиться ниже глубины максимального промерзания грунта, в месте, удобном для нивелирования, и обязательно вне зоны затопления паводковыми водами, т.е. выше горизонта высоких вод.

На постоянно действующих водотоках наиболее характерными уровнями воды являются:

ВИУ – высокий исторический уровень, т.е. самый высокий уровень воды, когда-либо наблюдавшийся на данной реке и устанавливаемый по опросам старожилов или по визуальным следам на капитальных сооружениях;

УСВВ – уровень самых высоких вод за весь период наблюдения;

Источник

Уровенный режим рек и гидрологические посты

ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ И ПРОГНОЗЫ

Уровенный режим рек и гидрологические посты

В естественных условиях уровень воды в реках существенно изменяется с течением времени. Под уровнем воды понимается положение водной поверхности относительно условной плоскости, имеющей постоянную высотную отметку.

Главной причиной колебания уровней воды в реках и водоемах являются колебания стока. С увеличением расхода воды уровни воды растут. В пределах меженного русла до выхода воды на пойму связь между расходами и уровнями является однозначной – каждому значению расхода воды соответствует свое значение уровня воды. Эта зависимость называется кривой расходов. В том случае, если размеры поперечного сечения в створе наблюдений не изменяются во времени, кривая расходов представляет стабильную характеристику гидрологического режима. Эта зависимость имеет нелинейный характер, причем с ростом уровня воды расход растет все быстрее.

Кривая расходов воды является характеристикой конкретного створа реки. Непостоянство размеров русла по длине реки, а также разнообразие русловых форм, приводят к различию между режимом расходов и уровней воды в отдельных пунктах реки. Если под действием текущей воды с течением времени изменяется рельеф дна в створе измерения расходов воды, то в результате изменяется характер связи между расходами и уровнями воды.

В ряде случаев однозначность кривой расходов нарушается. При наступлении высоких уровней воды происходит затопление поймы. На реках с широкими поймами на графике зависимости расхода от уровня воды образуется петля (рис. 3.1).

Существенное нарушение связи между расходами и уровнями воды происходит в зимний период при установлении ледового покрова. В это время появляется дополнительное сопротивление движению воды. Поэтому в зимний период расходы воды всегда меньше, чем летом при соответствующих значениях уровня воды.

Сильное влияние на изменение уровней воды в реке оказывают крупные притоки. В главной реке выше створа впадения притока происходит местное повышение уровней воды – подпор, который распространяется вверх по реке. Его величина и протяженность зависят от соотношения расходов воды. Если уровни воды в главной реке выше, чем в боковом притоке, то в этом случае приток находится в подпоре от реки. Подпор возникает также при возведении подпорных гидротехнических сооружений на реках. Кроме этого, явление подпора наблюдается в естественных условиях в меженный период, когда перекаты подпирают движение воды в вышележащих плесовых лощинах.

В озерах и водохранилищах, и на устьевых участках рек уровни воды изменяются вследствие ветровых нагонов и сгонов. В результате длительного воздействия ветра со стороны моря водные массы перемещаются в направлении устья реки, что приводит к повышению отметок уровня воды в прибрежной области – нагон. На вышележащем участке реки создается подпор, который распространяется вверх по реке на несколько десятков километров. Такова, в частности, природа регулярных наводнений, происходящих в г. Санкт-Петербурге в результате ветровых нагонов в устье р. Невы.

Под воздействием ветров обратного направления в прибрежной области наблюдаются явления сгона воды.

В устьях рек, впадающих в море, на уровни воды влияют приливы и отливы. Эти явления представляют собой периодические колебания уровня моря, которые происходят два раза в сутки, они связаны с изменением взаимного расположения Земли, Солнца и Луны. Колебания уровней воды и другие сопутствующие явления в устьях рек, обусловленные приливами и отливами, аналогичны нагонам и сгонам. Амплитуда колебания уровней воды в северных морях достигает 1-2 метра и более и сильно зависит от характера приустьевого морского побережья. Например, на реке Сев. Двина изменение уровня воды в результате приливно-отливных явлений наблюдается на протяжении 120 км от устья. Во внутренних морях амплитуда этих колебаний составляет 0.1-0.2 метра и не оказывает существенного влияния на судоходные условия в устьях рек.

Наблюдения над уровнями воды ведутся ежедневно в специальных пунктах, которые называются гидрологическими постами. Они заключаются в периодической или непрерывной фиксации высоты уровня в определенных пунктах водного объекта. Уровни, наблюдаемые на гидрологическом посту, выражаются в превышениях над особой плоскостью сравнения, которая называется нулем графика поста. Каждый пост имеет свой нуль графика. Высота уровня над нулем графика обозначается буквой Н. Гидрологические посты оборудуются двумя реперами – основным и контрольным. Реперы являются геодезическими пунктами высотного обоснования, привязанными к государственной высотной сети. Обычно для каждого репера определяется превышение над уровнем моря – над нулем Кронштадского футштока. Реперы, устанавливаемые на гидрологическом посту, закрепляют высоту нуля графика в виде величины превышения репера над плоскостью нуля графика.

В зависимости от водного объекта, на котором оборудован гидрологический пост, последний носит название речной или озерный. Если на речном посту одновременно с уровнями измеряются расходы воды, то такой пост является расходным. Все остальные посты называются уровенными.

По целевому назначению посты подразделяют на опорные и специальные. Опорные посты предназначены для получения характеристик водного объекта в течение длительного времени для обеспечения потребностей различных отраслей народного хозяйства. Они действуют длительное время (постоянно) и находятся в ведении Роскомгидромета – Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Специальные посты организуются различными ведомствами для решения практических задач и действуют обычно непродолжительное время.

По конструкции водомерных устройств посты делятся на реечные, свайные, смешанные, автоматические и передвижные.

Реечный пост представляет собой деревянную или металлическую рейку с делениями, прикрепленную в вертикальном или наклонном положении на откосе гидротехнического сооружения, устое моста, сваях или набережной. Водомерные рейки устанавливают таким образом, чтобы нулевое деление было погружено в воду на 0.5 м ниже самого низкого уровня воды, наблюдаемого в течение года, а верхнее деление было поднято на 0.5 м выше максимального уровня воды (рис. 3.2).

Реечные посты устраивают на реках, каналах и озерах с незначительной амплитудой колебания уровней. При выборе места установки реечного поста должна быть предусмотрена защита рейки от повреждения ледоходом и от навала судов. Обычно водомерные рейки прикрепляются с низовой по течению стороны стенки.

Свайный пост представляет собой систему свай, забитых в русло реки в створе, перпендикулярном направлению течения (рис. 3.3). Опорные постоянные свайные посты оборудуют стандартными металлическими сваями с винтовой нарезкой. Для специальных временных постов обычно применяют деревянные сваи диаметром 20-25 см, в голову которых после установки забивают барочный гвоздь с широкой шляпкой или костыль. Длина свай составляет около 1.5 м. Высота головок свай над поверхностью земли принимается равной 0.1-0.25 м. Нумеруются сваи по порядку, сверху вниз.

Количество свай для устройства поста зависит от угла наклона берегового откоса и амплитуды колебания уровней воды. Расстояние между соседними сваями принимают в пределах от 2 до 5 м, а разность высот головок двух смежных свай – 0.4-0.8 м. Верхняя и нижняя сваи забиваются соответственно на 0.5 м выше максимального и на 0.5 м ниже минимального уровней воды.

Свайные посты используются на равнинных реках со значительной амплитудой колебания уровней воды. Высоту уровня воды в реке на свайном посту измеряют с помощью переносной водомерной рейки. При производстве наблюдений водомерную рейку устанавливают на головку ближайшей к берегу затопленной сваи и по ней производят отсчет уровня.

Читайте также:  Мост через катунь в долину реки сумульта онгудайский район

Смешанный пост представляет собой сочетание реечного и свайного постов. Он устанавливается в створе реки с резким переломом поперечного профиля. Наблюдения по рейке ведут в обрывистой части берега, а по сваям – в пологой.

Автоматический пост применяют в тех случаях, когда в течение суток наблюдаются значительные изменения уровня воды. Основной частью автоматического поста является самописец – прибор для непрерывной записи колебания уровня. Различают два вида устройства такого поста: береговую (рис. 3.4, а) и островную (рис. 3.4, б) установки. Островная установка самописца имеет простую конструкцию и более экономична.

Колебания уровня передаются на самописец посредством уравновешенного поплавка, плавающего на поверхности воды. Запись колебания уровня производится на ленту барабана самописца в виде непрерывной кривой изменения уровня воды во времени.

С целью проверки правильности работы автоматического самописца поблизости устраивают контрольный пост (реечный или свайный). Наблюдения по этому посту эпизодически наносят на ленту самописца в виде контрольных засечек.

Передвижной (баржевый) пост организуется для наблюдения за уровнями воды непосредственно в районе изыскательских работ. Он относится к разряду специальных постов и устанавливается примерно посредине участка, на котором выполняются исследования. Такой пост состоит из рейки или из сваи, забиваемой в дно у берега. При изменении стоянки партии пост устраивается на новом месте. Первое наблюдение на новом посту производится одновременно с последним наблюдением на старом посту.

Наблюдения за колебаниями уровней воды на гидрологических постах производят, как правило, дважды в сутки – в 08 и 20 час по местному времени. При устойчивых уровнях ограничиваются наблюдением один раз в сутки в 08 час утра. В том случае, если уровни в течение суток изменяются значительно, наблюдения производят чаще, 4-8 раз в сутки. Высота уровня измеряется с точностью до 1 см. Для того, чтобы наблюдения за отдельные годы были сопоставимы между собой, показания высоты уровня приводят к нулю графика поста, имеющему постоянную отметку.

На гидрологических постах кроме водомерных наблюдений производят измерения температур воды и воздуха, толщины льда и снега, наблюдения за ветром, волнением, осадками, вскрытием и замерзанием реки.

Источник

Увв в реках это

§ 14. ИЗЫСКАНИЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРЕХОДА ЧЕРЕЗ ВОДОТОК

Для получения гидрологических характеристик водотока методами, рассмотренными в § 13, необходимо выполнить комплекс полевых работ, начиная с определения уровенного режима реки.

Для этого используют наблюдения Гидрометеослужбы на ближайших к мостовому переходу водомерных постах, где устанавливают самые высокие, самые низкие, самые ранние и самые поздние уровни (отметки и даты их наблюдения) ледостава, первой подвижки льда, весеннего ледохода, пика паводка или половодья, межени, осеннего или зимнего ледохода.

Перенос расчетных и характерных уровней со створа водпоста на створ перехода производят по продольному уклону водотока по кривым связи соответственных уровней и другими приемами [141].

Независимо от того, имеется ли в районе мостового перехода водомерный пост или нет, устанавливают отметки следующих характерных уровней воды, необходимых для проектирования мостового перехода: уровня высокой воды, высокого ледохода, высокой подвижки льда, низкой подвижки льда, средней межени, низкой межени.

Эти уровни устанавливают по аналогии, по опросу старожилов, по меткам и местным признакам, по соображению с другими косвенными данными.

Так, например, уровень высокого ледохода может быть определен по повреждениям коры на деревьях, растущих по берегам главного русла; уровень низкой межени может быть определен по отметке гребня нижележащего переката и минимальной глубине воды на нем.

При определении уровня высоких вод (УВВ) необходимо возможно точнее установить даты половодий и собрать данные об уровнях за все годы, которые могут быть указаны местными жителями.

Если точные даты половодий или паводков установить невозможно, то необходимо установить примерное время их прохождения, учитывая тип (ливневой, от снеготаяния, таяния ледников, смешанный), а также количество паводковых пиков в году.

Если на реке есть водомерный пост, то установленные на переходе характерные уровни используют для переноса с водпоста этих уровней заданной вероятности превышения; если водомерного поста нет, то эти уровни, кроме УВВ, будут приняты в качестве расчетных.

Сведения о наивысших уровнях воды, наблюдавшихся на реках СССР, собраны в монографии Б. Д. Зайкова [50], а также в Указаниях по определению расчетных наивысших уровней воды рек и озер (СН 397-69), где также приведены ориентировочные вероятности их превышения.

Данные водомерных постов являются наиболее надежными. Однако даже опубликованными ГМС данными -необходимо пользоваться только после соответствующего анализа их, так как в процессе наблюдений бывают изменения нулей графиков водпостов, изменения отметок их после повторных нивелировок, а также перенесение в другое место створов водпостов. Эти сведения опубликованы в гидрологических ежегодниках и в ресурсах поверхностных вод СССР.

Однако во многих случаях установление отметок УВВ опросом старожилов или по следам паводков являются единственно возможными способами. Это относится к большинству малых рек.

Необходимо попытаться определить уровень и год половодья, сведения о котором были получены старожилами от своих отцов и дедов.

Не следует пренебрегать и приближенными данными: часто пожилые люди не могут вспомнить года, однако могут указать свой возраст (или возраст рассказывавшего им лица) во время прохождения исключительного половодья. Такая примерная дата в сопоставлении с другими данными поможет установить год исключительного половодья или, во всяком случае, даст представление о периоде N лет, в течение которого данный уровень не повторялся.

Чтобы представить, насколько часто приходится пользоваться косвенными методами при установлении УВВ, приведем следующие цифры: для Верхне-Волжского сравнительно изученного района число водотоков длиной более 10 км составляет, по данным Гидрометеослужбы,

4400, а число водотоков, на-которых действуют водомерные посты,

Определение отметок УВВ по следам на местности производят в малообжитых районах, а также при сомнении в правильности показаний старожилов. Такими следами являются оставшиеся мелкие сучки, обломки тростника, пучки травы, ил и т. п. на стволах деревьев и пологих берегах; отложения взвешенных речных наносов или нефти на коре деревьев и в расщелинах скал; полоса смыва пустынного загара на скальных берегах; следы подмыва крутых нескальных берегов течением воды; границы распространения пойменной растительности в степных засушливых районах; линия изменения цвета и состава травы на открытых задернованных склонах пойменной террасы; линия смачивания оштукатуренных стен зданий, а также лёссовой или глинистой поверхности древних конусов выноса в пустынных районах и другие признаки.

Следы на коре деревьев, смыв пустынного загара и линия изменения цвета травы лучше видны на некотором расстоянии от этих следов.

Для УВВ, определенного по местным признакам, остаются неизвестными год паводка и период, за который этот паводок был наивысшим. Поэтому надо опросным путем получить сведения об УВВ за различные годы (даже вдали от перехода) для установления времени паводка, оставившего следы на местности.

Когда приходится определять отметки УВВ по следам на местности, следует иметь в виду, что нижняя граница полосы смыва пустынного загара может быть отнесена к среднему паводочному уровню, а верхняя — к уровню повторяемостью порядка 1 раз в 5—10 лет; следы более редких половодий, если они прошли давно, обычно не сохраняются. То же относится и к многоярусным следам подмыва крутых нескальных берегов.

Аккумулятивные следы, оставшиеся на стволах деревьев, растущих на поймах, а также ботанические признаки, указывающие на затопление пойменных террас, следует отнести к сравнительно высоким половодьям повторяемостью порядка 1 раз в 10—20 лет.

Невысокая точность определения отметок УВВ изложенными способами может быть отчасти компенсирована числом таких определений, так как при большом числе их легче выявить случайные ошибки.

На крутом повороте русла отметки УВВ на берегах могут значительно отличаться друг от друга вследствие перекоса зеркала потока в поперечном направлении.

На горных реках с большими уклонами разность отметок УВВ на различных берегах иногда бывает очень большой. Это может быть в двух случаях: когда основная часть потока прорывается на пойменную террасу и, не сумев выработать новое русло, постепенно возвращается в старое (при этом отметки УВВ на поймах оказываются значительно выше отметок УВВ в русле); когда река меандри-рует в древнем конусе выноса и обширные поймы расположены на значительно более низких отметках, чем бровки русла (при этом отметки УВВ на поймах оказываются значительно ниже отметки УВВ в русле).

Для определения уклона свободной поверхности потока снимают продольный профиль русла реки по урезу воды на момент производства работ.

Продольный профиль, как правило, снимают при низких уровнях 1воДы в реке; в этот период наибольшие уклоны соответствуют перекатным, а наименьшие — плесовым участкам русла. С подъемом уровня воды уклоны на плесах увеличиваются, а на перекатах уменьшаются; при выходе воды на пойму на уклон потока начинают влиять спрямляющие течения между излучинами русла, а также изменения плана и ширины речной долины.

Поэтому протяженность съемки продольного профиля зависит ст местных условий и должна обеспечить возможность построения зависимостей i=f(H) от межени до УВВ для расчетных створов при условии определения уклона с точностью 10% (52).

При бытовом режиме реки, не нарушенном гидротехническими сооружениями, продольный профиль снимают обычно на протяжении участка ситуационного плана перехода (желательно не менее суммарной длины трех плесов и трех перекатов). Для крупных рек длина профиля может быть сокращена до одного плеса и одного переката при соблюдении указанной выше точности определения уклона.

Если мостовой переход находится в сфере подпора другой рекой, продольный профиль снимают вниз от перехода до устья реки, где определяют отметку УВВ подпирающей реки; вверх от
перехода продольный профиль снимают до конца кривой подпора. При большой длине кривой подпора продольный профиль составляют по картографическому материалу; таким же способом составляют профиль до ближайшего водпоста, если он расположен вне пределов съемки ситуационного плана.

Читайте также:  Набережная реки фонтанки кафе рестораны

Бели мостовой переход находится на участке реки, зарегулированном в межень каскадами малых ГЭС, мельничных плотин или колхозных прудов, не влияющих на прохождение весенних паводков, съемку продольного профиля производят на участке от нижнего бьефа нижерасположенной плотины до конца распространения подпора вытер асположенной плотины. Такое протяжение съемки необходимо для расчета прорыва некапитальных плотин.

При расположении мостового перехода в верхнем или нижнем бьефах капитальной плотины ГЭС съемку продольного профиля не производят и все данные для его построения получают в организациях, ведающих проектированием или эксплуатацией ГЭС.

При съемке продольного профиля реки необходимо использовать картографическую основу (фотопланы и карты масштабов не мельче 1 : 25 000), на которой данный водоток выражен достаточно детально (имеет ширину русла не менее 2 мм в масштабе карты).

При съемке продольного профиля русла производят промеры глубин по фарватеру в характерных точках дна (гребень переката, плесовая ложбина). В этих же местах определяют отметки бровок обоих берегов’ реки; кроме этого, определяют отметки наиболее пониженных участков современных прирусловых валов.

Урезы воды нивелируют в характерных местах, определяющих переломы свободной поверхности воды: в начале и конце перекатов и плесов, в устьях-притоков и крупных логов, впадающих в реку, в местах перегибов между двумя излучинами и в их серединах, а также у населенных пунктов, пристаней, мостов, запаней, у мелких плотин и других гидротехнических сооружений, расположенных на участке съемки.

Пользуясь этими характерными точками и опознавая их на фотоплане или карте, определяют расстояние между ними по фарватеру русла для составления продольного профиля реки.

Если необходимой картографической основы нет, то прокладывают теодолитный ход на протяжении участка съемки профиля, к которому привязывают урезные точки и от которого снимают план русла реки.

На время съемки продольного профиля открывают временный водомерный пост и при нивелировке урезов отмечают время ее. Отметки урезов воды приводят к одному моменту времени введением соответствующих поправок по наблюдениям на водомерном посту. Места определения УВВ привязывают к продольному профилю реки. Пример оформления продольного профиля реки приведен на рис. IV-3.

На конусах выноса горных водотоков, вся поверхность которых является действующей или покрыта сетью мелких русел, переформирующихся при больших паводках, продольные профили снимают (или составляют по картографическим материалам) от горловины ущелья до подошвы конуса по прямым, прйходящим через точки, в которых намечено устройство водопропускных сооружений.

Если большая часть поверхности конуса выноса является недействующей, а паводки проходят в выраженной зоне блуждания потока или во врезанном в конусе русле, то продольный профиль снимают на том же протяжении, что и в первом случае по наиболее пониженным местам зоны блуждания или русла.

На продольном профиле реки производят построение линии свободной поверхности и определение уклонов потока при УВВ.

Продольный профиль свободной поверхности воды при межени, как сказано выше, значительно отличается от профиля ее при паводках. На уро)вне выхода воды на пойму уклон потока приближается к среднему уклону дна русла на данном участке реки. Если ‘ поймы имеют примерно однообразную ширину и глубину, уклон их поверхности мало отличается от среднего уклона дна русла и нет спрямляющих течений, то при дальнейшем подъеме уровня воды уклон свободной поверхности, как правило, не изменяется. Если же поймы резко сужаются или расширяются вниз по течению, то это влияет на уклон свободной поверхности, соответственно уменьшая или увеличивая его; спрямляющие течения на пойме также увеличивают уклон. Часто бывает, что в паводочных условиях на данном участке реки наблюдается подпор водами другой реки, незаметный, при меженном уровне воды. Подпирающее влияние может оказать

и крутой поворот долины, расположенный ниже по течению. Все эти обстоятельства требуют внимательного изучения местных условий и известной осторожности в экстраполяции зависимости уклона от уровня воды за пределы уровня бровок русла.

Для определения паводочного уклона потока можно использовать занивелироваиные следы наносов недавно прошедшего паводка, которые обычно могут быть определены в достаточном числе и ложатся на одну плавную линию (см. рис. IV-3).

Построение линии свободной поверхности потока при расчетном уровне воды контролируют подбором уровней, соответствующих известному расчетному расходу по морфостворам, смятым в характерных местах продольного профиля. Такими местами являются переломы средней линии дна русла, резкие сужения и расширения пойм, крутые повороты долины, а также места изменения сопротивления движению потока.

Для получения профилей поперечных сечений водотока снимают морфостворы и привязывают их в высотном и плановом отношении к съемке продольного профиля реки.

Морфостворы намечают предварительно на ситуационном плане перехода, где нанесены направления течений в русле и на поймах. Морфоствор располагают нормально к направлению руслового и пойменного течения. Так как достичь этого на всем протяжении морфоствора в большинстве случаев невозможно, морфоствор намечают нормально к основным направлениям потока, для чего его делают при необходимости ломаным; местные же отклонения струй от нормали учитывают определением угла их косины.

Расположение морфостворов в плане зависит от типа руслового процесса (см. гл. VII). На рис. IV-4 показаны возможные варианты (1 и 2) расположения морфоствора на реке с незавершенным меандрированием русла.

При побочневом русле морфодтвор назначают нормально к его пойменным бровкам.

Наиболее трудно назначить морфоствор на свободно меандрирующей реке с обширной поймой, рельеф которой представлен сложным переплетением вееров старых прирусловых валов, старицами и протоками. Морфоствор располагают в наиболее суженном месте такой поймы с наименьшим числом стариц и проток.

На некоторых полугорных реках с блуждающим руслом русловая зона приподнята над долиной, вследствие чего при выходе воды на пойму поток растекается, образуя выпуклую поверхность

с более высокими отметками по фарватеру. В этом случае морфоствор намечают по предварительно снятому плану в горизонталях. Русловая часть пересекается нормально, а на поймах створы намечаются параллельно горизонталям.

На конусах выноса без выраженной русловой зоны морфоствор назначают в ущелье в начале конуса. Если русловая зона врезана в конус, то, кроме морфоствора в ущелье, назначают один-два морфоствора в пределах русловой зоны нормально к ее берегам.

Морфоствор для определения расходов воды по установленным уровням выбирают на наиболее прямолинейном участке русла реки с поймами наименьшей ширины при направлении течения высокой воды, близком к направлению главного русла. Этот морфоствор располагают в середине участка русла с однообразным уклоном при УВВ.

В сложных случаях (извилистое русло, обширная пойма) назначают контрольный морфоствор на расстоянии от основного морфоствора для определения расхода, равном ширине разлива, и, во всяком случае, не менее половины этой ширины для обеспечения различия в морфологических условиях прохода паводка.

Морфоствор для распределения расчетного расхода располагают с верховой стороны от трассы мостового перехода в непосредственной близости от нее. Этот морфоствор может не удовлетворять другим требованиям, но должен отражать распределение между руслом и поймами расчетного расхода воды, подходящего к мостовому переходу.

При съемке морфоствора одновременно снимают ситуацию местности по 100 м в каждую сторону от морфоствора, а также ведут подробное описание ситуационно-морфологических особенностей русла и поймы. К последним относятся: наличие на пойме староречий, проток, озер, спрямляющих течений, прорывов перешейков излучин русла, постоянно действующих водотоков; наличие на пойме по створу, выше и ниже его — травы, кустарника, леса, их густота и высота, а также степень залесенности площади поймы, наличие на пойме построек, насыпей и различного рода сооружений; характеристика грунтов в русле реки и на незадернованных участках поймы с указанием крупности их фракций.

Пример оформления морфоствора приведен на рис. IV-5, б.

Об интенсивном течении и направлении струй на участках поймы можно судить по оставшимся после половодья корягам и отдельным поваленным деревьям; по крупности аллювия, отложенного в виде вытянутых по течению песчано-галечных кос; по воронкообразным размывам грунта, образующимся у основания крупных деревьев.

По рельефу и ситуации местности, а также по опросам старожилов изыскатель должен восстановить картину прохода паводков в районе перехода при разных уровнях, так как иногда нерасчетные по высоте паводки могут создать неблагоприятные условия для отдельных сооружений мостового перехода вследствие образования водоворотов и местных сосредоточенных течений.
На крупных реках со значительным меженным расходом при морфометрическом обследовании желательно произвести два-три измерения скоростей течения в русле поплавками или вертушкой, сопровождая их измерениями уклонов по урезным кольям (см. гл. III).

Такие измерения дают возможность установить начальную точку для построения кривой расходов, а также значения коэффициентов шероховатости при межени. На всех морфостворах должны быть взяты пробы для гранулометрического анализа руслового аллювия.
Кроме того, в поле необходимо определить размеры наиболее крупных камней и среднюю крупность русловых отложений (визуально). При этом необходимо отличать русловые отложения, транспортируемые потоком, от местных отложений боковых притоков и оврагов или отдельных камней, скатившихся в русло со склонов.

Русловые отложения, как правило, отличаются большей окатанностью и разнообразием петрографического состава.

Крупность аллювия, отложенного на повороте русла, может не соответствовать действительной крупности влекомых в паводок наносов, так как на плесах при спаде воды откладываются мелкие фракции, покрывающие более крупные, которые двигаются при У ВВ.

При пересечении конусов выноса селевых водотоков необходимо собрать сведения о повышении отметок конуса выноса за счет отложения наносов, а также о дроблении и разработке отдельных разветвлений русла в пределах конуса выноса.

Свидетельством наращиваний конуса выноса являются занесенные.аллювием существующие искусственные сооружения, а также деревья с занесенной нижней частью ствола.

Источник