книги из ГПНТБ / Гайнулин, Р. Н. Топографо-геодезические съемки лиманов изыскания и съемочные работы при проектировании и строительстве лиманного орошения

ТОЧНОСТЬ ПРОЕКТНЫХ РАСЧЕТОВ ПРИ ЛИМАННОМ ОРОШЕНИИ

ВЫБОР МАСШТАБА И ВЫСОТЫ СЕЧЕНИЯ РЕЛЬЕФА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ СЪЕМОК

На различных этапах проектирования лиманов по то­ пографическим планам и картам находят расстояния, от­ метки, превышения, углы, уклоны, площади, объемы. Точ­ ность определения этих величин существенно зависит от масштаба плана или карты и высоты сечения рельефа. Расчеты должны соответствовать тем допускам, которые приняты при проектировании лиманного орошения, иначе может свестись на нет большая работа проектировщиков или нерационально будут израсходованы средства на де­ тальные съемочные работы.

Все многообразие факторов, обусловливающих пра­ вильный выбор масштаба и высоты сечения рельефа топографических съемок, можно разделить на три группы: производственные, природные и экономические. Произ­ водственные факторы — это тип, хозяйственное назначе­ ние, общие размеры и структура лиманного орошения (состав проектируемых гидротехнических сооружений), а также производственно-технические требования и допу­ ски; природные — конТурность местности (естественногеографическая и искусственная, созданная руками чело­ века) и рельеф; экономические (или факторы рента­ бельности) •— стоимость съемочных работ заданного вида, масштаба и высоты сечения рельефа.

Тип, хозяйственное назначение, общие размеры и

21

структура проектируемого лиманного орошения имеют прямое отношение к выбору масштаба. Следует ориенти­ роваться на такой масштаб съемки, при котором еще можно изобразить в уменьшенном и подобном виде объекты, имеющие минимальные размеры или интервалы между собой.

Контурность местности также непосредственно влияет на выбор масштаба. Чем она больше, чем контуры мельче и чем их хозяйственная ценность выше, тем крупнее дол­ жен быть масштаб съемки.

Однако решающее влияние на выбор масштаба оказы­ вают производственно-технические требования и допус­ ки, в частности, требования к точности топографических планов и карт, вытекающие из нужной точности проекти­ рования и переноса проекта лиманного орошения в на­ туру.

Точность изображения рельефа зависит от масштаба съемки и главным образом от принятой высоты сечения рельефа. При этом приходится учитывать два основных фактора: производственно-технические требования (точ­ ность проектирования и переноса проекта в натуру) и геоморфологические особенности рельефа участка проек­ тируемого лиманного орошения.

На экономические результаты положительно влияет то, насколько карты удобны, как быстро они сделаны и как сроки увязаны с общим сокращением сроков деталь­ ных топографо-геодезических изысканий.

Таким образом, для обоснованного назначения мас­ штаба и высоты сечения рельефа топографических съе­ мок надо, в первую очередь, знать, какова точность про­ ектных расчетов при лиманном орошении. С этой целью на основе аппарата теории погрешно­ стей измерений проанализируем некоторые наи­ более важные проектные величины (параметры), расчет которых невозможен без использования исходного топо- графо-картографического материала [4].

22

НЕОБХОДИМАЯ ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОДОСБОРНОЙ ПЛОЩАДИ

При проектных расчетах расходов воды в гидрологи­ ческие формулы в качестве важной составной компонен­ ты входит водосборная площадь F, которую определяют по топографической карте. Очевидно, необходимо исполь­ зовать карту такого масштаба и высоты сечения рельефа, которая позволила бы определить водосборную площадь с нужной точностью. В свою очередь, погрешности опре­ деления водосборной площади F должны быть такими, чтобы они практически не влияли на точность проектных расчетов.

Проанализируем, с какой точностью необходимо знать водосборную площадь при проектировании лиманного орошения.

В качестве основных источников водоснабжения лима­ нов используют талую снеговую и дождевую воду, непо­ средственно стекающую с вышележащего водосбора, а также паводковую воду рек, озер и водохранилищ.

При проектировании наиболее ответственным считает­ ся расчет максимальных расходов воды, так как именно от них зависят генеральные размеры гидротехнических сооружений.

Максимальные расходы талых вод вычисляют по фор­ муле (СИ 435—72)

О)

где Qp — расчетный максимальный расход воды вероят­ ностью превышения р%, м3/с;

Ко— параметр, характеризующий дружность полово­ дья на малых реках;

hp—слой суммарного весеннего стока (без срезки грунтового питания) той же вероятности превы­ шения, мм;

23

ц — коэффициент, учитывающий неравенство стати­ стических параметров слоя стока и максималь­ ных расходов воды;

ô — коэффициент, учитывающий снижение максималь­ ного расхода воды рек, зарегулированных озера­ ми (ô1) и водохранилищами (ô'i);

Ô2— коэффициент, учитывающий снижение макси­ мального расхода воды в залесенных и заболочен­ ных бассейнах;

п— показатель степени редукции (для европейской территории СССР, Северного Кавказа и Западной Сибири п = 0,25 [15].

Так как

то формулу (1) для анализа можно представить в таком виде

где Кт.в. =Kohÿ pôÔ2—общий поправочный коэффициент для расчета максимального расхода талых вод.

Отсюда по правилам теории погрешностей измерений получим:

Исходя из принципа ничтожного влияния погрешности определения водосборной площади на точность расчета максимальных расходов талых вод, поставим условие

Тогда, на основе (3) получим

24

По исследованиям А. В. Рогачева и Б. Б. Леонтьевско­

упрощенной формуле Д. Л. Соколовского:

где В — районный параметр.

Для зависимости (6) по правилам теории погрешно­ стей измерений можно написать

пн

(7)

2”' “ = T ' "В"’

получим

(8)

Как показали исследования точности расчетов по формуле Д. Л. Соколовского [6], величина относительной

т о

погрешности —— колеблется от 10% (в благоприятном

Qg

случае) до 50% (в неблагоприятном). Ориентируясь на

величину _Д£. =10%, на основе (8) получим

Qg

25

где М — среднемноголетний модуль (или норма) стока, л/с/км2.

Так как гидротехнические сооружения на лиманах по капитальности относятся к IV и V классу, то для них при гидрологических и водохозяйственных расчетах установ­ лена нормативная вероятность превышения максималь­ ных расходов воды 10%. Исходя из этого для гидротехни­ ческих сооружений на лиманах инженерного типа относи­ тельную предельную погрешность определения среднемноголетнего расхода воды также можно принять равной 10%, а относительную среднюю квадратическую погреш­ ность — 5% (с доверительной вероятностью р = 0,95), т. е.

26

ГПр

Из сравнения между собой значений погрешности

из выражений (5), (9) и (13) приходим к выводу: для расчета расходов воды при проектировании лиманного орошения необходимо иметь карты такого масштаба и высоты сечения рельефа, которые позволяют определить водосборную площадь с относительной средней квадрати­ ческой погрешностью примерно 2% (см. стр. 39).

ТОЧНОСТЬ РАСЧЕТА НАИЛУЧШЕЙ ДЛИНЫ ЛИМАНА

Наилучшая длина лимана (иначе оптимальное рас­ стояние между лиманными валами), соответствующая

где 1 — наилучшая длина лимана, считая по продольно­ му уклону поверхности;

Mo— норма лиманного орошения, м3/га;

і — средний продольный уклон поверхности.

Из выражения (14) для относительных средних квад­ ратических погрешностей будем иметь:

Норма лиманного орошения рассчитывается по формуле

[17]

где Н — глубина нужного увлажнения почвы для выра­ щиваемых культур, м;

п— показатель степени, зависящий от обработки почвы;

27

А— полная влагоёмкость почвы, %•

Взависимости от характера почвы значения полной влагоемкости приведены в таблице 2 [17, стр. 91].

На основе зависимости (16) по правилам теории по­ грешностей измерений получим

В таблице 3 величины АА — максимальные отклоне­ ния смежных значений Аі и А2 от их среднего значения А, а величины средних квадратических погрешностей Ша найдены по известной формуле

пределах от 2,2% до 8,3%. Поэтому, ориентируясь на бо­ лее высокую точность, можно принять

(19)

28

Таблица З

Характеристика точности определения полной влагоемкости почв, %

Глубина увлажнения Н зависит от структуры почвы и вида выращиваемых культур. При лиманном орошении H принимается равной 1,5—2 м. Отсюда

При расчетах показатель п принимается равным 1,0—

Исходя из принципа ничтожного влияния геодезиче­ ских величин (параметров) на точность проектных расче­ тов, потребуем,чтобы

29