2.1.8.2.1. Общие сведения
Гидрологические изыскания при составлении продольного профиля реки включают:
создание планового и высотного обоснования;
регистрацию уровня воды (наблюдения на водомерных постах);
измерение глубин по гидрометрологическим створам (галсам) промером вертикалей (рис. 226);
определение планового положения промерных точек;
определение морфологических характеристик и построение профиля живого сечения реки
Рисунок 226.
Расстояния между гидростворами от сотен метров до нескольких километров. Между створами разбивают галсы. Частота галсов и промерных точек на галсе зависит от рельефа дна и масштаба съемки. Обычно, интервал между галсами 2,5 мм в масштабе плана.
2.1.8.2.2. Схема способа
Продольный профиль реки представляет собою вертикальный разрез русла по линии динамического потока. Он является основным документом для проектирования по реке каскада ГЭС, регулирования реки с целью улучшения судоходства, лесосплава и др.
Для составления продольного профиля необходимо определить уровни характерных точек водной поверхности на большом протяжении реки. Так как этот уровень непрерывно изменяется, а одновременное нивелирование реки не представляется возможным, то возникает задача приведения высотных измерений, выполненных на отдельных участках в разное время, к одному моменту времени (обычно к самому низкому, меженному уровню).
Для составления продольного профиля по одному из коренных берегов реки (на больших реках по двум) прокладывают магистральный нивелирный ход высокого класса точности (рис. 226). От пунктов этого хода передают высоты на рабочие реперы, расположенные вблизи русла реки, развивая нивелирные ходы более низкого класса. Рабочие реперы используют для непосредственного нивелирования уровней водной поверхности в реке.
2.1.8.2.3 Требования к точности определения уклонов реки.
Точность определения уклона потока можно вывести на основе анализа формулы Шези :
(6)
где
- скорость, с - скоростной коэффициент,
R - гидравлический радиус, равный отношению
площади живого сечения
русла к смоченному периметру р (для
больших рек гидравлический радиус равен
средней глубине потока), i - уклон потока.
Из формулы (6) следует
Принимая по Н.Н. Павловскому для R>1 скоростной коэффициент
где n - коэффициент шероховатости, и
выражая
через
,
где Q- расход воды , получим
(7)
Логарифмируя и принимая для показателя
степени
предельное значение n =0.050, имеем
,
откуда следует (при независимом определении величин Q, n, R, )
(8)
При весьма тщательных натурных
определениях можно принять относительные
ошибки mQ/Q=1.5%; mn/n=3%; mR/R=1%; m
/
=1%.
Тогда по формуле (8) находим
Полученная величина средней квадратической относительной ошибки определения уклона водотока по формуле Шези близка к допускаемой ошибке при вынесении в натуру проектных уклонов самотечных трубопроводов и открытых лотков (mi=0.1i).
При определении уклонов реки из нивелирования i=h/L, где h-превышение между точками (“падение реки”) и L- расстояние между ними.
Пренебрегая по малости влиянием ошибки измерения расстояния, можем представить
mi/i= mh/h, (9)
где mh/h- относительная ошибка нивелирования реки (примем mh/h=0.036 ,т.е. в два раза меньше требуемой точности определения уклона, тогда mh=0.036h ).