Вплив гідрологічного режиму малих річок на будівництво гідротехнічних споруджень і призначення гідрометричних і гідрологічних робіт

 

 

Одним з основних елементів, які досліджують при вивченні режиму річок, є їх витрати води. Між останніми і рівнями води в річці в більшості випадків існує тісний зв'язок, тобто кожному рівню води в період відкритого русла відповідає визначена витрата і навпаки. Графічне зображення цього зв'язку в прямокутній системі координат називається кривою витрат Q= f (H). Вона звичайно має характер плавної кривої лінії, де точки вимірюваних витрат через неточність вимірів відходять у сторони тільки на незначні величини. Побудувавши криву Q=f (H) по декількох вимірах витрат, що достатньо висвітлює всю амплітуду їх коливань, можна застосовувати її потім для обчислення будь-якої витрати тільки лише за спостережним рівнем.

Поєднуючи з вимірюванням витрат води в річці вимірювання кількості зважених і донних наносів та деякі інші дослідження елементів режиму річоки, у ряді випадків є можливим пов'язати їх зі значенням рівнів, при яких вони спостерігалися. Це дозволяє судити про значення цих характеристик уже за значеннями рівнів, оскільки все це можна виконувати і для витрат води.

Таким чином, спостереження над рівнями води в річках є вихідними для підрахунку стоку і наступних характеристик їх режиму, тому організація таких вимірювань має першорядне значення при вишукуваннях для проектування гідротехнічних споруд.

Місце для водомірного поста повинне задовольняти наступним умовам:

- бути поза підпором (штучним чи природним) ;

- розташовуватися на прямій ділянці з незатоплюваними і нерозмивними берегами, де річка не утворює рукавів, і по можливості поблизу від житла (бажано не далі 2-3 км).

Водомірний пост складається з пристроїв для відліку положень рівня води відносно нерухомо закріпленої на місцевості висотної точки – репера. Для забезпечення контролю незмінності висотного положення цих пристроїв рекомендується на водомірному пості встановлювати два репери. У якості останніх застосовують дерев'яні стовпи з поперечкою, що закопуються на глибину нижче промерзання. Репери водомірних постів варто прив'язати в плановому і висотному відношеннях до реперів топографічної зйомки по річці. Тимчасові водомірні пости влаштовують рейковими або пальовими. Рейковий пост (рис. 1) являє собою рейку, закріплену на спеціально забитій палі або мостовій опорі. Доступ до рейки повинен бути забезпечений при будь-якому рівні води в річці.

Рейка має довжину 2-4 м, ширину 8-10 см, товщину 2, 0-2, 5 см, на ній олійною фарбою нанесені поділки по 2 см, пронумеровані через 10 см. Рейка повинна бути встановлена таким чином, щоб по ній можна було спостерігати рівні від найнижчих до найвищих (повну амплітуду рівнів). Якщо амплітуда рівнів така, що не вистачає однієї рейки, то встановлюють додаткові. Рейку, як правило, ставлять вертикально.

Пальовий пост використовують у тих випадках, коли не можна надійно обладнати рейкову. Її влаштовують з паль довжиною 2, 0-2, 5 м і діаметром 18-20 см, що забиваються на глибину не менш 1, 5 м торцем вниз; верхні кінці паль зрізують горизонтально, окантовують і в центрі забивають по цвяху.

 

Рис. 1. Рейковий водомірний пост. Установка рейки: а – на палі; б – на комплексі паль; в – в ковші

 

Палі розташовують в одну лінію перпендикулярно осі річки таким чином, щоб верх нижньої палі був нижче найнижчого рівня води в річці, а верхня паля знаходилася приблизно на оцінці найвищого. Різниця висот голівок сусідніх паль повинна бути 0, 6-1, 0 м; а при дуже пологих берегах – може бути зменшена до 0, 2-0, 4 м.

Після забивання палі нумерують у напрямку до русла і їх голівки зв'язують між собою і реперами поста нівелюванням; нуль шкали (підставка рейки) рейкової посади теж прив'язують нівелюванням до реперів. Усі палі і репери повинні бути висотно зв'язані з нулем графіка водомірного поста. Нулем графіка називається деяка умовна площина, що проходить приблизно на 0, 5 м нижче найнижчого рівня води і незмінно зберігає свою висоту (перевищення над репером) протягом усього часу існування поста. Нуль графіка служить початком постійної системи відліку всіх значень висоти рівня води, що спостерігалися на посадці.

Перевищення точок спостереження (нуля рейки, голівок паль) над нулем графіка називають їх приводками. Оскільки висота точок спостереження може змінитися внаслідок випирання паль при замерзанні ґрунту, зсуву їх під впливом льодоходу, внаслідок перестановок рейки, то з кожною їх зміною змінюється і приводка.

Якщо під час вишукувань на річці відкрито кілька водомірних постів, то їхні нулі графіка для порівняності даних повинні мати одну систему оцінок.

Ділянка річки, де облаштований водомірний пост, повинна бути інструментально знята у висотному і плановому відношеннях.

Спостерігач водомірного поста забезпечується книжкою водомірних спостережень і таблицями місячних спостережень. Спостереження за рівнем води ведуть у залежності від характеру його коливання 1 раз на добу о 8 годині або 2 рази – о 8 і 20 годині, а при різких коливаннях при паводках чи після зливи – і о 13 годин або щодвігодини. Спостерігач визначає рівень води на рейковому посту, визначаючи поділки рейки,