В зависимости от ширины русла

Линию нулевых глубин (урез воды) закрепляют урезными кольями, забитыми до поверхности воды, отметки верха которых определяют нивелир-теодолитным ходом от репера или ближайшего водомерного поста.

Для систематических измерений расходов воды направление гидроствора назначается после определения направления течения поверхностными поплавками, измерителем течения или морской вертушкой.

Для определения направления гидроствора поверхностными поплавками на участке реки параллельно берегу прокладывается магистраль и перпендикулярно к ней разбиваются три створа, средний из них является гидрометрическим створом. В 5¸10 м выше верхнего створа пускается последовательно 8¸10 поверхностных поплавков, равномерно распределяя их по ширине реки. Для каждого поплавка определяется время прохождения расстояния от верхнего до нижнего створа, и места пересечения всех створов. Место пересечения поплавками створов фиксируется на реках шириной до 100 м по размеченным тросам, а на более широких реках засечками теодолитом или мензулой.

Обработка результатов определения направления гидроствора производится на копии плана участка реки, где по точкам прохождения поплавков через все створы проводятся траектории движения поплавков. Затем для каждого поплавка вычисляется скорость движения делением расстояния между верхним и нижним створами на соответствующее время прохождения. На линии среднего створа в точках пересечения его поплавками откладываются в выбранном масштабе векторы скоростей по касательным к траектории движения поплавков. Результирующий вектор показывает среднее направление течения на данном участке, а перпендикуляр к ней принимается за правильное направление гидрометрического створа.

На больших реках направление течения обычно определяется с помощью бифилярного подвеса, измерителя течения или морской вертушки. Эти приборы дают возможность производить измерения не только в поверхностном слое, но и на различных глубинах, это значительно увеличивает точность определения гидроствора.

В правильно выбранном створе направление течения на отдельных вертикалях не должно отклоняться от нормали к нему не более чем на 30 градусов, если косоструйность превышает, местоположение гидрометрического створа признается неудовлетворительным, и он выбирается на новом месте.

ПРОМЕР ГЛУБИН

Одним из основных видов гидрометрических работ является промер глубин по створам, которые являются основой для построения поперечников и плана дна реки в изобатах(линиях равных глубин).

Глубина – это расстояние по вертикали от свободной поверхности воды до дна. Существующие приборы и методы дают возможность измерять глубины как в отдельных точках, так и непрерывно. К простейшим приборам, с помощью которых измеряют глубины, относятся намётка и ручной лот.

Намётка представляет собой круглый шест длиной 5¸7 м и диаметром 5¸6 см (рис. 4), размеченный на метровые и дециметровые деления. Изготавливается из лёгкого и прочного дерева (ели, бамбука, орешника). Дециметровые деления окрашиваются попеременно белым и чёрным (красным) цветом и отмечаются цифрами. На нижний конец намётки надевается металлический башмак, который придаёт ей устойчивость и предохраняет от разрушения при ударе о грунт. При измерении глубин намётка выставляется нижним концом вперёд с таким расчётом, чтобы она стала вертикальной к моменту достижения ею дна. Намётка даёт погрешность измерений 2%.

Для измерения глубин больше 5 м используют ручные или механические лоты.

Ручной лот представляет собой свинцовый или чугунный конусообразный или пирамидальный груз весом до 4 кг, длиной 25¸40 см (рис. 5). При сильных течениях употребляются лоты весом 10 кг и более. В вершине груза расположено металлическое ушко, служащее для крепления лотлиня (троса), а в основании груза – углубление для взятия образцов грунта.

Лотлинь изготавливается из плетёного пенькового или капронового линя диаметром 6¸8 мм. Для повышения точности измерения глубин применяют лотлинь из стального тросика диаметром 2¸4 мм, который разбивают марками из латунной или другой цветной проволоки, с их последующей опайкой оловом.

Начало счёта при разбивке лотлиня устанавливается от нижней поверхности лота. Лотлинь разбивают от 0 до 10 м через 0,1 м, а от 10 м и более – через 0,2 м.

Пеньковый линь перед разбивкой должен быть хорошо вымочен и вытянут, а капроновый и стальной – только вытянуты.

При использовании на промере ручного лота глубины отсчитываются по ближайшей, погруженной в воду марке в момент, когда лотлинь натянут и принимает вертикальное положение, а груз лота касается грунта.

Компарирование (поверка) плетёного лотлиня производится ежедневно перед началом и после окончания промера, причём до первоначального компарирования пеньковый линь вымачивается и вытягивается, а капроновый – только вытягивается.

Проверка стального лотлиня производится три раза за полевой сезон (в начале, середине и в конце). Поправки лотлиня записываются в журнал промера с точностью до 1 см: со знаком минус – если лотлинь короче компаратора, со знаком плюс – если длиннее. Марки, сместившиеся более чем на 5 см, переставляются.

Основным недостатком измерения глубин с помощью лота является отклонение троса (лотлиня) от вертикали и его прогиб при обтекании потоком. Поправки на относ и прогиб определяют по таблицам, приведённым в специальной литературе или справочниках [9]. Кроме того, при работе с ручным лотом рекомендуется останавливать лодку на каждой промерной вертикали.

Более точно действительную глубину можно установить по рекомендациям Д.Я. Ратковича с помощью механического лота. Предложенный способ безостановочной фиксации глубин на промерных вертикалях в большой степени ускоряет процесс полевых работ, и при соответствующем подборе грузов и размеров сечения троса погрешность измерений находится в пределах 1%.

Эхолот – это прибор для определения глубин способом гидроакустики. Для целей инженерно-гидрографических работ на реках, озёрах и в прибрежных зонах морей с глубинами более 10 м наибольшее применение нашли отечественные промерные эхолотыПЭЛ-4М, ПЭЛ-5, ЭИР, а также зарубежные: Hydrostar 4300, Sonar Lite, Baty-500 MF, Navisound 100D, многолучевой эхолот SEA BEAM 1180 фирмы ELAC Nautik GmbH и др. Из малогабаритных эхолотов переносного типа применяются эхолоты «Кубань» и «Язь».

Комплект промерного эхолота в переносном варианте состоит из центрального прибора и забортного устройства. Кроме того, в комплект эхолота входят соединительные кабели, крепежные детали и источники питания – аккумуляторные батареи.

Центральный прибор смонтирован в переносном корпусе и содержит: механизм самописца, блок питания, блок посылки и усилитель. Все средства управления эхолотом размещены на верхней крышке центрального прибора.

Забортное устройство содержит излучающий и приемный вибраторы, заключённые в одном общем корпусе – обтекателе. Устройство снабжено приспособлениями для крепления его к борту катера.

Центральный прибор устанавливается на катере в удобном для обслуживания месте и мягкими тросами надёжно крепится к жёстким конструкциям катера. При этом, прибор не должен быть удалён от забортного устройства на расстояние, превышающее длину соединительных кабелей. Искусственное удлинение кабелей не допускается.

Забортное устройство эхолота с помощью крепёжных деталей устанавливается за бортом катера в средней его части на расстоянии не менее 10 см от обшивки. Рабочая часть вибраторов должна быть параллельна поверхности воды и углублена, в зависимости от осадки катера, на 20÷80 см. При этом необходимо предусмотреть, чтобы впереди забортного устройства не было выступающих частей корпуса катера, создающих завихрения. После установки забортного устройства и центрального прибора производят соединение этих узлов и подключение к источнику питания.

Тарирование промерного эхолота должно выполняться в дни промера дважды – перед началом измерения глубин и после их окончания. Категорически запрещается приступать к производству измерения глубин без выполнения тарирования эхолота. Перед тарированием производят регулировку числа оборотов электродвигателя эхолота, которые доводят до номинала с точностью ±0,5 %.

Тарирование эхолота производится в дрейфе с помощью тарирующего устройства, состоящего из лебедки, мерного металлического линя и контрольного диска или доски (рис. 6).

а) б)

Рис. 6. Тарирующие устройства эхолота:

а) доска: 1 – контрольная доска; 2 – лотлинь; 3 – вибратор;

б) диск: 4 – контрольный диск; 5 – лотлинь; 6 – вибратор

Тарирование выполняется в характерных участках обследуемого за день района и при состоянии водоёма, которое позволяет получить поправки эхолота для всех горизонтов с установленной точностью.

При выполнении тарирования отражатель опускается на мерных линях последовательно на различные глубины так, чтобы он располагался под вибраторами эхолота, а марка линя, соответствующая нужному горизонту тарирования, касалась поверхности воды. Контрольный диск или доска на каждом горизонте задерживается дважды (при опускании и подъёме) на время, необходимое для записи на эхограмме чёткой линии длиной не менее 1 см. Результаты двойного сравнения измеренных глубин осредняются.

На эхограмме записываются следующие сведения: дата, время, место тарирования, погода (ветер, волнение), качка. В начале и конце тарирования фиксируются и отмечаются напряжение питания эхолота и число оборотов электродвигателя.

Режим работы эхолота при измерении глубин выбирается с таким расчётом, чтобы преимущественно использовался крупномасштабный диапазон записи глубин при промере.

При выполнении замера глубин эхолот обслуживается оператором, в обязанности которого входит:

– включение и выключение эхолота;

– регулировка усиления;

– регулировка лентопротяжного механизма и смена ленты;

– определение числа оборотов электродвигателя и напряжения в сети;

– выполнение необходимых оперативных отметок и записей на эхограмму;

– наблюдение за фактической глубиной погружения вибраторов.

Оператор следит также за равномерным движением ленты (эхограммы) и, в случае обнаружения её перекоса, выключает эхолот и производит необходимую регулировку.

Оперативными отметками фиксируется:

– начало и конец промерного галса (направления);

– глубины, места которых определяются прямыми и обратными инструментальными засечками;

– моменты изменения режима (скорости) движения катера;

– привязки к пунктам радиогеодезического обоснования (если промер выполняется с помощью радиодальномерных и фазовых систем);

– траверзы знаков плавучей обстановки;

– характерные глубины и предметы, представляющие собой навигационную опасность.

Положение промерных (глубинных) вертикалей определяют:

– измерением расстояний лентой или тросом с метками;

– засечками углов с помощью мензулы, теодолита, буссоли или секстанта с берега или лодки (катера);

– навигационными приборами (GPS);

– радиогеодезическими методами.

Современными акустическими приборами, позволяющими измерять глубины от 0,3 м и более, являются ручные эхолоты (рис. 7). Датчик эхолота излучает узконаправленный ультразвуковой сигнал в воду и получает обратно отражённый сигнал от плавающих предметов и донной поверхности. Процессор прибора обрабатывает и отражает полученную информацию на экране. Практически все выпускаемые сегодня эхолоты позволяют определить текущую глубину и отобразить на экране рельеф дна.