8905

3

УДК 532 (76)

Агеева В.В. / Учебная практика, изыскательская (гидрометеорологические изыскания) [Электронный ресурс]: учеб. метод. пос. / В.В. Агеева, М.А. Янченко: Нижегор.гос.архитектур.-строит.ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ, 2022– 50 с. – 1 электрон.опт.диск (СD-RW)

Учебно-методическое пособие содержит теоретические предпосылки для получения практических навыков при проведении изысканий на реке, предусмотренных учебной программой с целью закрепления теоретических основ учебного курса «Инженерная гидрология. Гидрологические изыскания» при работе на водных объектах. Рассмотрено содержание и последовательность выполнения работы, даны рекомендации по организации и проведению основных видов гидрометрических работ, гидрографических изысканий и гидрологических наблюдений на водных объектах. Даны рекомендации по организации самостоятельной работы студентов. Приведен пример оформления отчета.

©В.В. Агеева, М.А. Янченко

© ННГАСУ, 2022

5

Введение

Вода – величайшее благо, ничем незаменимый вид природных ресурсов. Она является неотъемлемым и важным элементом окружающей среды. В отличие от других природных ресурсов водные ресурсы постоянно восстанавливаются и обновляются и поэтому представляют особую ценность для человечества. Значение гидрологии как научной дисциплины огромно и определяется ролью воды в природе.

Осуществление человеком хозяйственной деятельности теснейшим образом связано с рациональным и экономным использованием водных ресурсов, их охраной от истощения и загрязнения, предотвращением ущерба и ликвидацией ситуаций природного и техногенного характера.

Изучая настоящий курс, будущий инженер-гидротехник должен овладеть методикой измерения, обработки и прогнозирования характеристик водного объекта.

1Содержание учебной гидрологической практики

1.1Цели практики

Учебная практика по гидрологии включает два последовательных этапа: гидрологический и гидрометрический.

Целями учебной практики являются:

-закрепление теоретических основ учебного курса «Гидрология и гидроэкология» при работе на водных объектах;

-получение у студентов практических навыков и приемов по организации и проведению основных видов гидрометрических работ, гидрографических изысканий и гидрологических наблюдений на водных объектах;

-привитие студентам навыков самостоятельной работы и техники безопасности на плавсредствах в условиях судоходной реки;

-формирование навыков работы при камеральной обработке материалов и составлении отчетной документации.

1.2Задачи практики

Программа гидрологической практики предусматривает:

-закрепление и расширение знаний о воде и водных объектах, их характеристиках и параметрах;

-освоение навыков наблюдения, регистрации и описания гидрологических процессов и характеристик;

-освоение методов выявления и наблюдения антропогенных факторов

иих влияние на водные объекты;

7

-наблюдения за р. Окой и р. Волгой в период ледохода;

-сбор данных гидрометрических наблюдений;

-замеры уровней воды и температуры воды и воздуха (2 раза в день);

-разбивка промерных профилей и закрепление их на местности;

-промеры глубин по створам или галсам;

-нивелирование водомерного поста, нивелирование мгновенных уровней воды;

-производство поплавочных наблюдений;

-разбивка на местности гидрометрического створа;

-измерение скоростей течения на вертикалях гидрометрической вертушкой;

-взятие проб воды и донных наносов батометром.

Обработка и анализ полученной информации в виде отчета о гидрологической практике включает в себя следующие виды работ:

-описание гидрологических условий наблюдаемого участка рек;- обработка наблюдений и заполнение табличных значений;

-построение плана участка реки с нанесением гидрометрического

створа;

-построение поперечных, продольных профилей русла реки;

-построение эпюр поверхностных скоростей течения и на промерных вертикалях;

-вычисление расходов воды, расходов наносов, определение мутности;

-отчет об экскурсиях.

Для объектов исследования ведется подготовка гидрологических исходных материалов:

-определение водосборной площади реки,

-гидрологические расчеты по картам, таблицам, эмпирическим формулам.

Производится знакомство студентов с общим планом отчета с предварительным распределением его глав.

1.5Экскурсии

Впериод практики запланированы обзорные экскурсии на гидротехнические сооружения:

- на типовой гидрологический водомерный (мониторинговый) пост, расположенный на Канавинском мосту;

- на берегоукрепление и причальное сооружение в месте впадения р. Оки в р. Волгу;

- на малый гидроузел: осмотр плотины, водосброса, водоспуска, водохранилища (на примере прудов Щелковского Хутора);

- на водопроводную станцию. Знакомство с полным циклом водоснабжения потребителей города (на примере Автозаводской водопроводной станции).

8

2Теоретические предпосылки

2.1Предмет гидрометрии

Гидрометрия - это наука о методах и средствах измерения параметров водотоков и водоёмов.

В задачи гидрометрии входят измерения:

1)геометрических параметров потока (уровней, глубин и направлений течения);

2)кинематических параметров (скоростей течения);

3)расходов воды и наносов;

4)параметров ледового и термического режимов потоков.

Эти данные необходимы для рационального проектирования, строительства и эксплуатации мелиоративных систем, гидротехнических сооружений и ГЭС, мостов, автомобильных и железных дорог.

Систематические наблюдения за водными объектами (реками, ручьями, озёрами, болотами, ледниками, водохранилищами) проводятся опорной сетью постоянно действующих метеорологических станций и гидрологических (водомерных) постов, находящихся в ведении Государственного комитета по гидрометеорологии. Кроме того, имеются станции и посты, организуемые разными ведомственными учреждениями (научными, проектными и др.), например, у мостов, на шлюзах и перекатах.

Предварительные характеристики водотоков для проектирования могут быть взяты на гидрометеостанциях, расположенных вблизи проектируемого сооружения. Расширенный объём данных получают только путём непосредственных натурных измерений в ходе проведения гидрометрических работ на месте проектируемого сооружения.

2.2 Организация гидрометрических работ

Гидрометрические изыскания проводят в три этапа (периода):

-подготовительный,

-полевой,

-камеральный.

Подготовительный период характеризуется сбором исходных данных по району изысканий:

-сведений о бассейне реки, ее системе и бытовом режиме из карт и материалов гидрологических и метеорологических станций, водомерных постов и др.;

-данных об условиях эксплуатации существующих, строящихся и проектируемых поблизости различных гидротехнических сооружений.

На основе предварительного изучения исходных данных составляется план проведения гидрометрических работ.

Полевой период включает:

9

-изыскательские работы по выбору исследуемого участка реки;

-разбивку гидрометрических створов и водомерных постов;

-следующие гидрометрические работы:

-определение уровня воды;

-подводную съемку русла и староречий;

-определение скоростей течения воды;

-определение мутности воды;

-съемку продольного профиля и уклона реки;

-наблюдения за направлением течения воды, траекториями движения льдин, судов, плотов.

Участок для наблюдений целесообразно выбирать в месте створа проектируемого сооружения. Обработка результатов наблюдений базируется на уравнениях для равномерного и плавно изменяющегося движения, поэтому участок должен быть прямолинейным без косоструйности и водоворотов с относительно постоянными формой и размерами поперечного сечения, шероховатостью и продольным уклоном. Кроме того, для упрощения измерений и экономии времени мерные сечения назначают в местах с минимальной шириной русла и пойм.

Гидрометрические работы могут проводиться во время паводка и в период между паводками. Первый случай дает более ценные данные и применяется на крупных реках со сложными условиями (при наличии протоков, неустойчивого русла и т.п.). Во втором случае работы более экономичны, в частности и потому, что обычно проводятся одновременно с другими полевыми инженерными изысканиями, но их результаты менее точны.

Камеральный период служит для обработки материалов изысканий, составления и выпуска отчетных документов.

2.3 Правила техники безопасности в полевой период

Перед выездом в поле инженерно-технический персонал сдает экзамен по технике безопасности, а рабочих изыскательских партий знакомят с нижеприведенными правилами под расписку.

Организация лагеря. Лагерь запрещается разбивать у подножия крутых

иобрывистых склонов, на дне ущелий и сухих русел, на низких затопляемых

илегко размываемых берегах, речных косах, в зонах возможного падения деревьев. Запрещается перемещение лагеря на новое место без заблаговременного уведомления отсутствующих, самовольная отлучка работников, пребывание в лагере посторонних лиц.

Санитарная безопасность. Территория лагеря должна содержаться в чистоте. Мусорные ямы располагаются не ближе 30 м от жилых и производственных помещений. Предусматриваются укрытия от дождя и жары. Палатки окапываются канавой для стока воды. Группы работников обеспечиваются медицинскими аптечками.

10

Пожарная безопасность. Запрещается хранить легко воспламеняющиеся вещества в жилых палатках, курить и пользоваться открытым огнём в огнеопасных местах, хранить легковоспламеняющиеся жидкости в открытых сосудах, оставлять без присмотра работающие двигатели внутреннего сгорания, разводить костры ближе 10 м от палаток и ближе 100 м от мест хранения горючих материалов.

Движение по маршруту. Запрещаются одиночные маршруты, передвижение в ночное время и при потере ориентировки. Обязательны сигнальная (звуковая, световая и др.) связь, отметки по ходу маршрута (затёсы, вешки). Завалы следует обходить, при появлении признаков лесных пожаров группа должна выйти к реке или оврагу.

Работа в речных долинах и на болотах. Запрещается хождение вблизи кромки обрыва, и работа на узких пляжах, примыкающих к высоким крутым берегам. Следует остерегаться топкого дна и засасывающих илов. Передвигаться по болотам нужно по проторенным дорогам или с использованием шестов, верёвки с интервалами между людьми не менее 2-3 м. При переходе через топи выполняются настилы.

Работы на воде отличаются повышенной опасностью и требуют соблюдения особых правил безопасности:

-не умеющих плавать и грести к работам на воде не допускают;

-технический персонал должен уметь делать искусственное дыхание;

-к управлению плавсредствами допускают только лиц, имеющих соответствующие права;

-плавсредства должны иметь спасательные средства по комплекту на каждого работника;

-нельзя применять лодки с превышением бортов над поверхностью воды меньше 20 см;

-якорь крепят на канате, который при необходимости может быть легко обрублен, его длина должна быть не менее двухкратной глубины реки;

-запрещается зачаливаться за мосты, движущиеся суда, плоты или обстановочные знаки на воде, подходить к близко идущим судам и пересекать их курс, пересаживаться на плаву с лодки на лодку, садиться на борта;

-при эксплуатации троса устанавливаются береговые и плавучие сигналы, а также приспособления для быстрого затопления троса при подходе судов и плотов;

-при скорости течения более 2,5 м/с запрещается выполнять работы с лодок и понтонов, направляемых по натянутому через реку тросу;

-работы приостанавливаются при ветре свыше 8 м/с и волнах более 3 баллов, а также во время тумана, ледохода, шуги и молевого сплава.

В случае аварии все участники работ должны выполнять следующее:

-не плыть от опрокинувшегося плавсредства к берегу, а держаться за плавсредство и вместе с ним подплывать к берегу;