авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |

«Ю. А. ФЕДОРОВ С ОСНОВАМИ ИНЖЕНЕРНОЙ ГРАФИКИ Р е к о м е н д о в а н о Г о с у д а р с т в е н н ы м ко- митетом Российской Федерации по ...»

-- [ Страница 10 ] --

•быть ниже отметки наинизшего уровня воды в реке. Все измерен ные глубины приводят к уровню воды, отметка которого опреде л е н а геометрическим нивелированием. На продольных профилях указывают поверхностную скорость течения в реке, абсолютные отметки урезных кольев на обоих берегах реки, продольные укло ны воды, высотные отметки срезочного (условного), рабочего, низ кого и высокого уровней воды и отметки дна по линии наиболь ших глубин (фарватеру). Специальными условными знаками обо значают реперы нивелирования и нули других постов, попавших н а участок профиля. Все данные обязательно привязывают кдли не реки (в километрах). З а начало отсчета принимают ее устье.

Образец оформления продольного профиля реки показан на рис. 10.11.

, Нм M r =1:500 00l Мв=1'- ' ^ t ^ f f n o фарватеру 50, 49, 49, 50, 50, Отметка реперов и нулей постов, м Й «о Отметка высокого м ОТ of уровня воды (Ш),м -а со [о оэ "о Отметка низкого NT кг уровня воды (ГНВ),м 5 S Отметка рабочего уровня воды(РГ8),м 5'.

46,70 48, 46,35 48, Отметка срезочно 48, 46,45 48, го уровня воды,м 46, Отметка дна по 46, 46, фарватеру,м Расстояние 12 13 14 от устья, км. I I I I Рис. 10.11. Продольный профиль реки.

10.2. Геодезические способы определения отдельных параметров рек 10.2.1. Определение поверхностной скорости и направления течения воды в реках В зависимости от ширины русла реки и ее поймы, п р о т я ж е н ности исследуемого участка, волнения воды в реке применяют различные способы определения поверхностных скоростей и на правления течения воды в реке.

Способ с разбивочными створами применяют в безветренную»

погоду на широких реках. Н а берегу реки из точек А к В маги стрального теодолитного хода перпендикулярно базису АВ разби вают створы АС и BD (рис. 10.12). Их закрепляют на обоих бере гах вехами. Расстояние между створами выбирают так, чтобы на самом быстром участке реки запускаемые поплавки проходили 347:

-путь от верхнего створа до нижнего за 30—40 с. Установив теодо „лит в точке Е, расположенной примерно в середине базиса АВ, ориентируют лимб прибора по линии ЕА. В точках А и В распо л а г а ю т с я помощники наблюдателя. После этого с катера или лод ки в 5—10 м выше верхнего створа запускают по очереди на раз ных участках по ширине реки серию поплавков с некоторым раз рывом по времени (1—2 мин). При пересечении поплавком ство ров АС и BD помощники подают звуковой сигнал наблюдателю.

Тот по сигналу помощников засекает поплавок в точках а и Ь, од новременно фиксируя по секундомеру время пересечения поплав ком створов АС и BD. Аналогично действуют после запуска вто рого, третьего и т. д. поплавков.

А Е В ш — / \ чN у У а, Ъ •С '' F D Рис. 10.12. Определение направления и поверхност ной скорости течения воды в реке с разбивкой ство ров.

Нанеся на план участка точки теодолитного хода А и Д,.за д а н н ы е створы, выбранную точку наблюдения Е и построив по из меренным углам Pi и Рг направления Еа и ЕЬ до пересечения сли яниями створов АС и BD (см. рис. 10.12), получают плановое по ложение поплавков в момент пересечения ими заданных створов.

-Соединив точки а и Ь, находят направление течения воды в реке.

• Скорость течения вычисляют по формуле V = Lit, (10.16) где L — путь поплавка, определенный по плану участка реки, м;

J — время прохождения поплавком расстояния между закреплен ными створами, с.

Д л я каждой группы поплавков выводят среднюю скорость и приписывают ее к точке главного створа EF, разбиваемого с по мощью теодолита с точки стояния перпендикулярно общему на правлению течения. Среднее значение всех скоростей главного створа характеризует поверхностную скорость реки на исследуе мом участке. Д л я перехода к средней скорости всего по тока необходимо поверхностную скорость умножить на коэффи циент, примерно равный 0,85. Точность определения поверхностной -скорости реки поплавками составляет 10—15 % ее значения.

, Измерив углы р в точке Е, переходят с теодолитом в центр следующей по течению реки базисной линии и повторяют описан ные действия д л я следующего участка реки и т. д. В результате определяют средневзвешенное значение поверхностной скорости течения реки на большом ее протяжении.

Способ без разбивки створов применяют для определения на правления и скорости течения воды на широких, средних и малых реках. В данном случае в точках А и В магистрали устанавли ваются два теодолита. Оба наблюдателя следят в зрительную т р у б у за движением запущенного поплавка. По команде наблю д а т е л и одновременно засекают положение поплавка обоими тео д о л и т а м и. При этом измеряют углы а и р (рис. 10.13).

А. h в Рис. 10.13. Определение н а п р а в л е н и я течения во д ы в реке без р а з б и в к и створов.

Н а н е с я базис АВ на план участка, в точках А и. В строят из меренные углы и в пересечении соответствующих линий получают •точки а, Ь, с и т. д., в которых находился поплавок в момент про изводства прямых геодезических засечек. Соединяя эти точки, на носят на план направление течения воды, а сняв с плана расстоя н и я м е ж д у точками а и b, b и с и т. д. и зная время прохождения п о п л а в к о м этих отрезков, находят поверхностную скорость тече н и я реки.

Одноточечный способ Н. М. Усова применяют д л я определения скорости и направления течения при отсутствии волнения воды в реке. Геодезические наблюдения в этом способе производят ли 'бо со столика геодезического сигнала, расположенного в непосред ственной близости от берега, либо с точки магистрали, проложен ной по высокому берегу реки (рис. 10.14 а).

Теодолит устанавливают на геодезическом пункте Л. Л и м б ин струмента ориентируют на соседний геодезический пункт В (см.

рис. 10.14 б). В точке А разбивают гидроствор, закрепляемый на обоих берегах вехами. Выше гидроствора с катера запускают по п л а в о к С. В определенные промежутки времени помощник наблю д а т е л я засекает положение поплавка: измеряя горизонтальный (Р) и вертикальный (v) углы. Превышение h центра геодезиче ского пункта над рабочим уровнем воды в реке определяют, про к л а д ы в а я ход технического нивелирования. З н а я превышение h, и вертикальный угол v, вычисляют расстояние D от точки стояния теодолита до поплавка по формуле D — h'l(\g v ± i sin ф), (10.17) где к ' — превышение горизонтальной оси теодолита над рабочим уровнем воды в реке, м;

v — и з м е р е н н ы й вертикальный угол;

i — продольный уклон водной поверхности;

— горизонтальный угол р между направлением гидроствора, проходящего через точку стоя ния инструмента, и направлением на поплавок.

Чтобы получить д л я формулы (10.17) значение h', необходимо к превышению h, полученному путем геометрического нивелиро Рис. 10.14. Определение н а п р а в л е н и я течения во д ы в реке одноточечным способом в перспективе (а) и в п л а н е ( б ).

вания, прибавить высоту инструмента над центром геодезического»

пункта, измеренную с помощью стальной 50-метровой рулетки с погрешностью не более 1 см. Если наблюдения производят с точки теодолитного хода, то высоту инструмента измеряют д о верха знака долговременного закрепления этой точки.

Продольный уклон вычисляют по результатам мгновенной связки урезных кольев путем геометрического нивелирования.

Угол ф определяют с помощью транспортира путем нанесения на план по координатам пунктов А я В, точки С (положения по плавка) — по измеренному горизонтальному углу р и вычисленно му расстоянию D, гидроствора — по измеренному углу р м е ж д у линией А В и закрепленным вехами направлением створа.

В формуле (10.17) знак плюс в знаменателе используют в слу чае, когда поплавок находится по течению выше гидроствора»

а минус — когда он ниже гидроствора.

, • Соединив последовательно на, плане все определенные точки •положения запущенных поплавков, получают направления их дви ж е н и я. По известным интервалам времени прохождения поплав к о м расстояния от первой до последней геодезической засечки на -исследуемом участке реки вычисляют среднюю поверхностную ско рость течения реки.

Фотографический способ определения поверхностной скорости и направления течения воды основан на использовании материа л о в плановых аэрофотосъемок. В зависимости от ширины русла,реки и ее поймы производят маршрутную или площадную аэро ф о т о с ъ е м к у водной поверхности и прибрежной территории.

В обоих случаях по м а т е р и а л а м аэрофотосъемки после выполне н и я плановой привязки аэроснимков геодезическими засечками :или теодолитными ходами составляют фотоплан в масштабе 1 : 5 0 0 0 или 1 : 10 ООО. После этого примерно с той ж е высоты, с какой выполнен полет д л я составления фотоплана, с самолета •фотографируют сброшенные с интервалом 2—3 с на воду аура миновые поплавки. В плоскости прикладной рамки АФА распо ложены часы с секундомером, показания которого фиксируют в момент фотографирования на аэронегативах. С аэроснимков по л о ж е н и е поплавков переносят на фотоплан по изобразившимся 'четким контурам или способом А. П. Болотова.

Определив по фотоплану расстояние между двумя последова тельными положениями одного, и того ж е поплавка, а по аэро -снимкам — время м е ж д у двумя моментами фотографирования, на ходят поверхностную скорость реки на данном участке д л я к а ж дого поплавка. Аналогично определяют поверхностную скорость течения на соседних участках, а затем среднюю д л я всей реки.

•Соединив линиями точки положения одноименных поплавков, по лучают траекторию их движения, т. е. направление течения основ ного водотока или сложную картину пойменных течений.

Многочисленные аэрогидрометрические измерения поверхност ных скоростей течения водных потоков на затопленных поймах рек свидетельствуют о том, что средняя ошибка определения поверх -ностных скоростей течения при их диапазоне 0,3—1,5 м / с состав л я е т 5—7 %, при малых скоростях течения (около 0,1—0,3 м / с ) — д о 15 % и при совсем м а л ы х (менее 0,1 м / с ) — до 20 % при до -пустимой ошибке определений 10 % [43, 48 и др.].

. Стереофотограмметрический способ определения поверхностной -скорости водотоков принципиально отличается от фотографическо го. Его сущность заключается в следующем. Пустив на всю шири ну реки аураминовые п о п л а в к и, производят маршрутную аэрофо тосъемку участка с продольным перекрытием аэроснимков 60 %.

На аэронегативах время фотографирования фиксируют с погреш ностью не более 1 с. Под влиянием течения воды за интервал вре мени м е ж д у соседними экспозициями изображение поплавка А -на аэроснимке Р 2 смещается на расстояние Ар' (рис. 10.15). Это смещение, называемое псевдопараллаксом, аналогично разностям п р о д о л ь н ы х п а р а л л а к с о в Ар, возникающих на аэроснимках под, влиянием рельефа местности. Поэтому при стереоскопическом наб людении пары аэроснимков видимая поверхность воды с поплавка ми кажется вогнутой при совпадении направления полета самолета с направлением течения реки и выпуклой, если эти направ ления противоположны. Измерив на каждой стереопаре расстоя ния от поплавков до некоторой линии, расположенной перпенди кулярно направлению течения и проходящей через контурные точ ки на обоих берегах реки, определяют смещение поплавков на воде под влиянием течения реки по формуле /= ЯфАр7/. (10.18) й деления поверхностной скорости течения.

Тогда поверхностная скорость течения реки равна УП0В = Я Ф А / Ш ), (Ю.1Э) где Ар' = х'— х — измеренная разность расстояний на аэросним ках, мм (см. рис. 10.15);

t — интервал времени между экспози циями, С;

Точность стереофотограмметрического способа определения по верхностной скорости течения воды в реке составляет около 10 %.

Способ позволяет объективно и оперативно составлять планы по верхностных течений затопленных пойм рек, крайне необходимых для изучения характера их затопления и опорожнения.

10.2.2. И с с л е д о в а н и я п л а н о в ы х и высотных д е ф о р м а ц и й речного р у с л а Изучение и прогнозирование плановых смещений бровок рент ного русла имеют важное значение при проектировании инженер ных сооружений на реках, главным образом, при обосновании оп, тим альных вариантов' р азмещения:.и о стоимости гидротехнических сооружений, а т а к ж е эффективности их работы в период эксплуа :: тации.

Натурные исследования плановых - д е ф о р м а ц и й речного рус ла проводятся редко и требуют больших затрат на производство точных геодезических измерений, поэтому эту задачу решают на основе анализа аэросъемочных и картографических материалов:, полученных в разные годы. Наилучшим материалом д л я иссле дования динамики русловых процессов служат фотокарты, изго товленные по крупномасштабным аэроснимкам и представляющие собой сочетание фотографического изображения местности и спе циальной штриховой нагрузки в соответствующих условных знаках.

Сопоставление фотокарт разных лет издания позволяет оценить из менения руслового процесса и количественные характеристики пла новых смещений русла..

Сущность графоаналитического способа определения плановых смещений бровок речного русла по фотокартам разных лет изда ния1 состоит в опознании на них идентичных, не изменившихся со временем четких контурных точек вблизи берега реки. Соединив их линиями, получают так называемые базисы. При сильной извили стости реки базисы могут иметь вид ломаной линии. Ж е л а т е л ь н о выбирать точки так, чтобы базисы были примерно параллельны ис следуемому участку реки. Базисы разбивают на отдельные части, число которых зависит от сложности контура бровки русла реки.

В концах полученных отрезков проводят перпендикуляры до пере сечения с бровкой русла. Измерив длины этих перпендикуляров на имеющихся фотокартах, определяют среднегодовую скорость пла нового смещения линии бровки исследуемого участка реки по фор муле [2] п п V = ZhMK/int) - Z liM'K'Knt), (10.20) i=l Z= где V — среднегодовая скорость смещения линии бровки, м/год;

.

/ U и U — д л и н ы перпендикуляров от базиса до пересечения с бров кой русла соответственно на материалах, полученных в последую щий и'предыдущие годы, CM;

JW И М' — знаменатели масштабов ис пользуемых фотокарт иЛи других материалов;

п — число восстанов ленных перпендикуляров;

t — и н т е р в а л между аэрофотосъемками, лет;

К и К ' — коэффициенты деформации используемых мате риалов.

С учетом деформации бумаги средняя квадратическая ошибка, измерений перпендикуляров на фотокарте, как правило, не превы шает 0,3 мм, а средняя квадратическая ошибка определения сред негодовой скорости смещения бровки — 0,2 м/год.

Высотные русловые деформации определяют путем сопоставле ния или наложения планов русловых съемок, выполненных в раз ные годы. О деформации судят по смещению одноименных горизон 23 3а*аз № 124 талей. Очевидно, что достоверность получаемых результатов пря мо зависит от точности планов русловых съемок.

В состав русловых съемок входят промеры глубин русла реки и обобщенная съемка береговой ситуации. Расстояние между про мерными галсами (поперечными створами) зависит от х а р а к т е р а речного участка (плёсы, перекаты) и цели съемки. Так, при коррек туре лоцманских карт и при землечерпательных работах на реках шириной 300—500 м расстояние между соседними створами состав ляет на плёсах 150 м, на перекатах — 25—30 м. Расстояние между промерными точками по створу не превышает 10 м. П р и ширине рек 200—300 м эти параметры съемки соответственно составляют 100, 25 и 5 м [22].

Простейшим средством д л я измерения глубин на поперечниках являются наметка, ручной и механический лоты. При глубинах ме нее 5—6 м и скорости течения менее 1 м / с применяют наметку — деревянный шест с дециметровыми делениями. При глубинах до 20 м и такой ж е скорости течения применяют ручной лот, представ ляющий собой груз конической или пирамидальной формы маесой 3—5 кг, подвешенный на размеченном шнуре-лотлине. Механичес кий лот используют при больших скоростях течения. Его груз опус кают в воду на тонком тросе с помощью лебедки. Измеренную глу бину фиксируют по счетчику оборотов в а л а лебедки.

Н а практике при производстве русловых съемок используют более совершенные приборы — эхолоты. Принцип их действия осно ван на определении времени t прохождения ультразвукового сиг н а л а от поверхности воды до дна и обратно. По известной скоро сти распространения звука в воде V и измеренному времени его прохождения t искомую глубину 2 с учетом ряда поправок опре деляют по соотношению 2= Vt/2.

Применяемые при русловых съемках промерные эхолоты П Э Л «Язь», П Э Л «Кубань» и другие позволяют измерять глубины от 0,2 до 20 м с ошибкой 0,15 м на глубинах до 5 м и с ошибкой до 2,5 % измеряемой глубины—-в остальном диапазоне глубин.

С 1990 г. серийно выпускают эхолоты ЭП-10 д л я измерения глу бин 0,2—10 м с ошибкой 0,04 м, а т а к ж е ЭП-50, измеряющие глу бины 0,2—50 м с ошибкой 0,4 % измеряемой глубины. Плановое положение точек в момент измерения глубин определяют в зави симости от ширины реки одним из описанных способов (см.

п. 10.1.5) с допустимой ошибкой 1,5 мм в масштабе плана.

Точность изображения подводного рельефа рек на планах рус ловой съемки рассчитывают по формулам д л я наземных съемок, с учетом принятой высоты сечения рельефа, преобладающих углов наклона дна водотока и особенностей съемок подводного рельефа (табл. 10.1).

Обычно фактическая точность определения высот донной по верхности реки несколько ниже приведенной в таблице 10.1. Оче видно', это 'связано с грядовым движением донных наносов, которое, - Таблица 10. Точность определения высот точек при русловой съемке [6] Средняя к в а д р а т и ч е с к а я ошибка определения высоты точки при углах наклона д н а реки,, м Высота сече Масштаб ния рельефа, съемки м 4° 6° 2°.

0,4 0, 1 0, 1: 0, 0, 1:2000 0, 1, 0,6 0, 1 :5000 ф о р м и р у е т ф о р м ы р е л ь е ф а очень с л о ж н о й структуры. Учиты в а я особенности ориентирования г р я д о в ы х ф о р м р е л ь е ф а в пото ке (поперек н а п р а в л е н и я течения) и н а п р а в л е н и е п р о м е р н ы х гал сов ( т а к ж е поперек н а п р а в л е н и я т е ч е н и я ), м о ж н о п р е д п о л о ж и т ь, что отдельные количественные х а р а к т е р и с т и к и г р я д (высота hv, д л и н а L и ш а г К) не полностью о т о б р а ж а ю т с я на б а т и г р а м м а х поперечного э х о л о т и р о в а н и я. П о э т о м у необходимо п р о к л а д ы в а т ь к о н т р о л ь н ы е г а л с ы в д о л ь реки, т. е. в ы п о л н я т ь продольное эхо лотирование.

П а р а м е т р ы г р я д з а в и с я т от особенностей геологических х а р а к теристик л о ж а реки. Они р а з н ы е при р а з н ы х ф а з а х водного ре ж и м а. С а м ы е высокие г р я д ы ф о р м и р у ю т с я в половодье из мелко го песка, с а м ы е устойчивые — из крупного песка в п р и б р е ж н о й части реки. Г р я д ы, о б л а д а к я ц и е значительной д и н а м и к о й, могут п е р е м е щ а т ь с я по т е ч е н и ю с определенной скоростью, д о с т и г а ю щ е й в половодье 1 м / с у т и более. Именно они и о п р е д е л я ю т сезонные высотные д е ф о р м а ц и и р у с л а.

Точность п о л о ж е н и я горизонталей по высоте на п л а н а х русло вой с ъ е м к и у ч а с т к о в с г р я д о в ы м р е л ь е ф о м д а ж е в масштабах 1 : 2000—1 : 5000 х а р а к т е р и з у е т с я средней к в а д р а т и ч е с к о й ошиб кой около 1 м, п р е д е л ь н ы е з н а ч е н и я могут д о с т и г а т ь 2 м [39].

С л е д о в а т е л ь н о, при сопоставлении п л а н о в русловых с ъ е м о к р а з ных лет м о ж н о л и ш ь тогда у ч и т ы в а т ь высотные д е ф о р м а ц и и рус ла, когда отметки точек подводного р е л ь е ф а изменились более чем на 2 м. М е н ь ш и е р а с х о ж д е н и я м о ж н о отнести к о ш и б к а м съемки. К ним в первую очередь относятся о ш и б к и о б о б щ е н и я р е л ь е ф а д н а реки, которые з н а ч и т е л ь н о в о з р а с т а ю т при увеличе нии высот г р я д подводного р е л ь е ф а и м е ж г а л с о в ы х р а с с т о я н и й.

О ш и б к и плановой геодезической п р и в я з к и п р о м е р н ы х точек д а ж е в допустимых п р е д е л а х т а к ж е п р и в о д я т к б о л ь ш и м о ш и б к а м оп р е д е л е н и я п о л о ж е н и я г о р и з о н т а л е й на п л а н е при отображении грядового р е л ь е ф а. П р и ч е м м а к с и м а л ь н ы е ошибки, р а в н ы е высо те г р я д ы, имеют место при смещении промерной точки в п л а н е с г р е б н я г р я д ы на ее п о д в а л ь е и наоборот. Это в о з м о ж н о, когда 23* абсолютное значение ошибки плановой привязки промерных то чек, выраженное в масштабе плана, больше половины ширины гряды.

При изучении высотных деформаций русел рек с грядовыми формами рельефа возникает необходимость выделения на планах русловых съемок или отдельно от них непосредственно грядовых полей по данным продольного эхолотирования. Одним из спосо бов изображения грядовых полей донных наносов является спо соб разграничения их изолиниями высот гряд. В зависимости от высот гряд изолинии можно проводить, например, через 0,5, 1, г:

•ж'Ш 1=5000 •л".-.:: Р и с. 10.16. П л а н у ч а с т к а г р я д о в ы х полей.

Высота гряд: / — гряды отсутствуют, 2 — д о 0,5 м, 3 — 0,5—1,0 м, 4—1,0—1,5 м, 5 — более 1,5 м;

цифры на планке: 15, 16 (2,1)—соответственно средние длина и и высота гряды, в с к о б к а х — м а к с и м а л ь н а я высота гряды.

или 2,0 м. Н а рис. 10.16 изолинии высот гряд проведены через 0,5 м. Н а планах грядовых полей у к а з ы в а ю т средние и экстре мальные значения параметров гряд: среднюю длину, среднюю и максимальную высоту гряд на участке. Обязательно у к а з ы в а ю т масштаб плана.

Чтобы не перегружать план грядовых полей числовыми х а р а к теристиками высот гребней и подвальев, его следует составлять на малодефо'рмирующихся прозрачных пластиках. Н а л о ж и в оформ ленный пластик на план русловой съемки с вычерченными гори зонталями и подписями высот характерных точек рельефа, полу чают полную информацию о х а р а к т е р е рельефа дна реки.

Сопоставляя планы грядовых полей разных д а т съемок, мож но проследить общую тенденцию развития грядового движения на носов вдоль русла реки и с учетом этого прогнозировать участки замыва водозаборных устройств и водовыпусков промышленной канализации, участков р а з м ы в а и оголения трубопроводов на пе реходах через реки и др. Иными словами, использование планов грядовых полей совместно с м а т е р и а л а м и русловых съемок по, зволяют на качественно новой основе решать отдельные вопросы анализа и прогнозирования русловых высотных деформаций. Пра вильный учет русловых деформаций в большой мере определяет безаварийную работу речных гидротехнических сооружений, а так ж е надежность установки опор линий электропередач и мостов.

Роль геодезического обеспечения промерных работ д л я исследо вания высотных деформаций русла особенно значима и ответст венна, т а к к а к от точности геодезической привязки промерных то чек зависят объективность и наглядность общей картины грядо вых полей, а т а к ж е изображения рельефа дна реки.

10.3. Гидролокационная топографическая съемка шельфа и внутренних водоемов 10.3.1. Общие положения Топографические карты шельфа и внутренних водоемов значи тельно отличаются к а к от традиционных для морской картогра фии навигационных карт, так и от топографических карт суши, сохраняя с последними принципиальное сходство.

Топографические карты шельфа и внутренних водоемов со з д а ю т в равноугольной поперечно-цилиндрической проекции Гаус са— Крюгера и в Балтийской системе высот. Они имеют разграф ку и номенклатуру, принятую д л я топографических карт суши.

Плановой геодезической основой топографических съемок водных объектов с л у ж а т пункты государственной геодезической сети 1-го—4-го классов, в качестве высотной основы — м а р к и и реперы государственной нивелирной сети I—IV классов. Р е л ь е ф дна на к а р т а х и з о б р а ж а ю т в виде горизонталей и условных знаков, кон турную ситуацию — в общепринятых при производстве топогра фических съемок местности условных з н а к а х или специально раз работанных знаках для карт шельфа. М а с ш т а б ы топографических карт шельфа и внутренних водоемов зависят от целей исследова ний и назначения.

Мелкомасштабные топографические карты (1 : 2 0 0 ООО, 1 : 5 0 0 000, 1 : 1 000 000) предназначены д л я решения ряда задач:

общего изучения и оценки акваторий, планирования.и проведения комплексных изысканий, выполнения работ по охране природных ресурсов и освоению береговой зоны и акватории, производства предварительных расчетов при проектировании крупных гидротех нических и других инженерных сооружений.

Среднемасштабные карты ( 1 : 2 5 000, 1 : 5 0 000, 1 : 1 0 0 000) ис пользуют д л я изучения и оценки района акватории;

освоения бе реговой зоны;

производства измерений и расчетов при проекти ровании гидротехнических сооружений, объектов энергетики, транс порта и связи, обеспечения геолого-разведочных, поисковых и гео физических работ;

планирования подводных плантаций ценных сортов водорослей и ведения промыслового хозяйства. г.

, Крупномасштабные карты и планы (1 : 10 000, 1 :5000, 1 : 2000) создают для детального изучения участка морской аква тории, озер и водохранилищ;

проектирования, строительства и экс плуатации гидротехнических сооружений, буровых платформ и других инженерных объектов;

обеспечения предварительных и де тальных разведок полезных ископаемых;

проведения мероприятий по освоению береговой зоны и защиты берегов от разрушений;

ор ганизации и эксплуатации подводных плантаций.

По оформлению и виду топографические карты шельфа и вну тренних водоемов делят на три вида:

1) карты обычного вида с изображением рельефа дна и гео графических объектов с помощью картографических условных знаков с подписанными высотными отметками характерных точек рельефа, характеристиками грунтов и водной растительности;

2) фотокарты, характеризующиеся сочетанием фотографическо го изображения донной поверхности мелководий с некоторой об щегеографической нагрузкой в виде принятых условных обозна чений;

3) тематические карты, на которых особо выделена специаль ная нагрузка.

К а к правило, на полях топографических карт шельфа и вну тренних водоемов приведена легенда, с о д е р ж а щ а я данные о рай оне картографирования, характерных течениях, геологическом строении дна, прозрачности и солености воды, характеристиках ледовых образований, преобладающих ветрах, а т а к ж е д р у г у ю в а ж н у ю информацию.

Н а самих к а р т а х нанесены пункты геодезического обоснова ния, промышленные и промысловые сооружения, объекты тран спорта и связи, опасности, ориентиры, донные отложения, зоо- и фитобентос, рельеф, выходы нефти, газа и пресных вод, ледовые явления, границы и ограждения и др.

Высота сечения рельефа зависит от масштаба карты и расчле ненности рельефа дна. При резком изменении крутизны склонов в пределах съемочной трапеции допустимо использовать одновре менно два сечения рельефа. Положение горизонталей по высоте регламентируется средней квадратической ошибкой, не превыша ющей 1/2 высоты сечения рельефа для углов наклона до 6° и 2/3 — д л я углов наклона свыше 6°.

Средние ошибки планового положения объектов, находящихся на акваториях, не д о л ж н ы превышать 1,5 мм в масштабе карты относительно пунктов плановой геодезической основы и 0,5 мм — д л я объектов, расположенных на берегу [31].

10.3.2. Геодезическое обеспечение съемочных работ Плановое положение судна в момент производства промерных работ И отбора проб грунта можно определить с помощью визу альных способов и радиотехнических устройств и систем. Визу альные способы реализуются в виде прямой, обратной и комби, нированной засечек с применением оптических теодолитов и сек стантов. Наблюдения ведут с пунктов государственной геодезиче ской сети, расположенных вблизи береговой линии водного о б ъ е к т а или непосредственно с промерного судна. Если пункты рас положены далеко от берега или не позволяют получить углы за сечек в определяемых точках в пределах 30—120°, то создают бе реговую геодезическую основу, состоящую из пунктов съемочной сети, определенных путем создания теодолитных, полигонометри ческих ходов в закрытой местности или различных геодезических построений в условиях открытой местности. Н а практике обычно используют метод прямой засечки.

Несмотря на высокую точность определения места, визуальные способы имеют ряд существенных недостатков. Они малопроизво дительны, трудоемки, ограничены дальностью наблюдений, погод ными у с л о в и я м ^ требуют четкой синхронности наблюдений, орга низации постоянной радиосвязи с судном, надежного контроля ра бот. Поэтому визуальные геодезические засечки применяют, к а к правило, при съемке прибрежных участков морей и сравнительно небольших по площади озер и водохранилищ.

Наиболее эффективными техническими средствами определения места при выполнении съемочных работ на шельфе или внутрен них водоемах являются радиогеодезические системы: дальномер ные (круговые) и разностнодальномерные (гиперболические).

С их помощью координируют положение съемочных точек с за данной дискретностью при непрерывном движении съемочного суд на по галсу.

Из радиогеодезических систем ближнего радиуса действия мож но выделить отечественную Р Г С «Прибой» с дальностью действия 25—30 км. Средняя квадратическая ошибка определения места около 1—2 м. Это позволяет использовать систему д л я съемок вплоть до масштаба 1 : 1 ООО. Система «Прибой» является даль номерной и обеспечивает одновременную работу только одного судна.

Р Г С «Поиск-Д» относится, к системам среднего радиуса дей ствия. Модернизированный вариант РГС «Поиск-Д» имеет в средневолновом диапазоне дальность действия до 250 км. Точ ность определения положения точки позволяет использовать дан ную систему д л я топографических съемок масштаба 1 : 25 ООО и мельче.

Если радус района съемки не превышает 400 км от берега, положение судна можно координировать с помощью радионавига ционной системы ( Р Н С ) «Брасс-2». Эта система имеет высокую помехоустойчивость и не требует предварительной геодезической привязки. Береговые станции, смонтированные на базе автомоби ля З И Л - 1 5 7, взаимозаменяемы. Это позволяет оперативно изме нять расположение рабочей зоны всей системы, перестанавливая только одну из станций.

В открытых районах, морей и океанов положение места опре д е л я ю т допплеровским методом, используя, искусственные спут :;

ники Земли. В отличие от РГС и Р Н С спутниковые навигацион ные системы (СНС) определения места не обладают свойством непрерывности. Положение места' можно определить в момент про хождения спутника над горизонтом судна, сама точность коорди нирования положения судна в процессе съемки зависит от часто ты сеансов связи со спутником. Чтобы чаще определять положение места, запускают системы спутников, которые последовательно по являются над горизонтом судна. Например, в СНС «Транзит»

(США) входят низко летящие навигационные спутники на поляр ных орбитах, наземные 1 станции слежения и обработки данных и приемная аппаратура. Она позволяет вести съемки в единой си стеме координат [18].

Наиболее современной спутниковой приемной системой для определения геодезических координат в настоящее время явля ется система G P S Wild-System 200 фирмы «Лейка—Хеербругг»

(Швейцария). Эта спутниковая геодезическая система является единственной в мире, способной работать в режиме быстрых стати ческих измерений. Она является самой быстрой и точной системой такого рода, разработанной когда-либо. Измерения по отслежи ванию спутниковых сигналов, сбор данных и их обработка вы полняются всего за 5 мин.

Быстрая статика сильно отличается от ранее применявшихся методик, по которым короткие ряды данных получали при более длительных наблюдениях. Благодаря этому значительно повыси лась эффективность использования дорогостоящей аппаратуры и производительность работ.

Проведенные в июне 1992 г. работниками Национальной гео дезической съемки США (NGS) испытания G P S Wild-System по измерению базисных сторон длиной 0,5—100 км прошли успешно. Точностные характеристики системы полностью подтвер дились, а все приемники G|PS в течение недели интенсивных ис пытаний работали без сбоев и отказов. Использование этой си стемы для определения положения места в открытых районах мо рей и океанов обеспечивает непрерывность привязки с высокой точностью.

Геодезическое плановое обоснование гидролокационной топо графической съемки шельфа и внутренних водоемов с использо ванием радиотехнических средств заключается в создании плано вого берегового геодезического обоснования и привязки наземных станций РГС, а т а к ж е в установке и геодезической привязке при брежных и морских вех.

Береговые станции комплекта РГС ( Р Н С ) располагают так, чтобы район съемки полностью попадал в рабочую зону радиоси стемы, т. е. зону, в которой положение места определяется со сред ней квадратической ошибкой, не превышающей заданного значе ния (Обычно.его задают в метрах). Д л я круговых Р Г С изолиния ми равной точности являются окружности, для гиперболических РГС—- это линии сложной конфигурации.

Одновременно С расстановкой береговых радиогеодезических, станций и их геодезической привязкой определяют • места установ ки морских и прибрежных вех для привязки радиоизмерений. На ружные вехи с бетонным якорем устанавливают в виде буев в 3— 4 км от берега, на глубинах, обеспечивающих судну безопасный подход к ним. Координаты морских и прибрежных вех обычно оп ределяют методом прямой геодезической засечки. Это не исклю чает использования других методов, например, метода полярной засечки с измерением расстояния от берегового геодезического пункта до вехи радиодальномером или лазерным дальномером.

Высотное геодезическое обоснование ;

топографических съемок водных объектов состоит в передаче нивелирных отметок на от счетные устройства устанавливаемых на берегу уровенных постов путем проложения ходов нивелирования III класса от реперов го сударственной невелирной сети. Н а уровенных постах организуют режимные наблюдения за уровнем воды в водоеме во время изме рения глубин в ходе топографической съемки. Зафиксированные колебания высот мгновенного уровня во времени используют впо следствии д л я введения соответствующих поправок в измеренные глубины. -.

Отметки дна определяют на основе предположения о горизон тальности уровенной поверхности на участке уровенный пост — судно или синхронности колебаний уровня на этом ж е участке.

Когда при работе в прибрежных районах одного уровенного по ста недостаточно для учета, например, разного режима приливов или характера сгонно-нагонных явлений, устанавливают несколь ко уровенных постов. Их число определяется размером рабочей зоны уровенного поста. Под рабочей зоной уровенного поста по нимают примыкающую к уровенному посту акваторию, в преде лах которой превышение высоты мгновенного уровня в каждой точке и в любое время относительно высоты мгновенного уровня на самом посту не превосходит заданного значения. Дальность действия уровенных постов вычисляют по формуле D = {6z/Ah)S, (10.21) где D — дальность действия уровенного поста, км;

б 2 — точность отсчета глубин в измеряемом диапазоне, см;

Ah— максимальная разность высот мгновенного уровня в двух пунктах за период ра бот, см;

5 ^ р а с с т о я н и е между точками, для которых определено превышение Ah, км.

В принципе, высоту мгновенного уровня в заданный момент времени на район съемочного участка можно определить по дис кретным отсчетам уровенных постов, если их рабочие зоны и не перекрываются. Впервые методика его определения описана в ра боте [31]. Поправки к измеренным глубинам в этих случаях рас считывают на основе принципов интерполирования и прогнозиро вания, которые на практике применяют для акваторий с одинако вым характером прилива, равномерным изменением его высоты и ф а з ы и одинаковыми непериодическими колебаниями.

, В силу различия гидрометеорологических условий мгновенное положение уровенной поверхности на удалении от берега не всег да соответствует ее положению у берегов. Нарушается и синхрон ность колебаний уровня. В таких ситуациях устанавливают марео графы открытого моря, к числу которых принадлежат отечествен ные автоматические самописцы уровня ГМ-28 и ГМ-4. Мареограф ГМ-28 устанавливают на глубинах до 8 м. Он фиксирует колеба ния уровня до 1,2 м. Его чаще используют при съемках мелковод ных участков шельфа, озер и крупных водохранилищ. Самописец ГМ-4 можно устанавливать на глубинах до 300 м на срок до 32 сут и измерять колебания уровня в диапазоне 5 м с погреш ностью порядка 5—10 см.

10.3.3. Производство гидролокационной топографической съемки акваторий Топографическую съемку донной поверхности морей и внутрен них водоемов выполняют по съемочным галсам с помощью различ ного типа эхолотов и топографического гидролокатора ТГ. Рас стояния между соседними съемочными галсами зависят от мас штаба съемки, характера рельефа дна, абсолютных глубин, точ ности определения положения места и измерения глубин. Как правило, их задают равными 1 см в масштабе съемки. При гидро локационной топографической съемки эти расстояния увеличивают в 2 раза.

Направление съемочных галсов обычно задают перпендикуляр но береговой линии. Иногда прямолинейные съемочные галсы про кладывают под некоторым углом к направлению берега. Кроме параллельного расположения галсов глубины измеряют по ради альным, зигзагообразным и перекрестным галсам. Радиальные галсы прокладывают при обследовании рельефа вокруг островов;

зигзагообразные—-при выявлении перегибов рельефа, бровок впа дин;

перекрестные — при выявлении наименьшей глубины мелко водных участков. Контрольные галсы прокладывают перпендику лярно основным галсам. Они по сути являются перекрестными галсами. -. ;

Съемку рельефа выполняют путем построения непрерывных профилей дна по съемочным галсам в результате измерения глу бин с борта съемочного судна. На неглубоких озерах и;

водохра нилищах глубины измеряют промерными эхолотами ЭП-10, ЭП-50, речными эхолотами «Язь-М», «Кубань» и др. На больших глуби нах используют топографические промерные эхолоты ТЭП-250М, автоматизированный эхолот-регистратор ЭРА-1, промерный комг плекс «Атлас-электроник», топографический гидролокатор ТГ и др.

Перед измерением глубин эхолоты градуируют. Опускают на тросе градуировочную доску (или иной формы Отражатель) и сравнивают глубину опускания с показанием.эхолота. В резуль тате выявляют систематические ошибки измерения. Они возни, кают из-за отклонения фактической скорости распространения звука в воде от расчетной, изменения осадки судна на ходу, отли чия фактического числа оборотов электродвигателя эхолота от расчетного и др.

В настоящее время фактическую вертикальную скорость звука определяют косвенным методом. Он основан на измерении темпе р а т у р ы и солености воды на определенных глубинах и последую щем расчете скорости по известным формулам и таблицам. Од нако рассматриваемый метод недостаточно оперативен, требует больших материальных и трудовых затрат.

Более эффективен прямой метод измерения скорости звука по принципу непосредственного взаимодействия преобразователя ско рости звука с водной средой. Преобразователь опускают на глу бину и получают профиль скорости звука. Этот метод реализован в морском измерителе скорости звука МИС-1. Д и а п а з о н измере ния скорости звука в воде этим прибором составляет 1400— 1550 м / с с ошибкой измерения не более 0, 2 %, а диапазон изме рения глубины горизонта наблюдения — 0—250 м с ошибкой из мерения не более 3 %• Основной метод съемки рельефа дна в настоящее время — не прерывное измерение глубин эхолотом с борта судна. По ходу ра бот рабочий планшет покрывают сетью съемочных и контрольных галсов с измеренными глубинами точек через 0,5—1,0 см в мас ш т а б е съемки в зависимости от сложности рельефа. Эти глубины после введения соответствующих поправок с л у ж а т основой д л я проведения горизонталей.

Положение судна при топографической съемке шельфа и круп ных внутренних водоемов координируют с помощью Р Г С и Р Н С различных типов конструкций. Например, Р Г С «Поиск-Д» вклю чает в себя две боковые и одну центральную радиостанции, ре транслятор сигналов и судовые приемники по числу одновремен но работающих судов. В разностно-дальномерной системе «Поиск-Д», к а к и в других Р Г С этого типа, линией положения, т. е. линией, все точки которой имеют одну и ту ж е измеренную разность расстояний до опорных пунктов, является гипербола, в фокусах которой находятся опорные пункты.

В дальномерных (круговых) радиогеодезических системах ли ниями положения являются дуги окружностей с центрами в ме с т а х установки ретрансляционных станций, а искомая точка ле ж и т на пересечении двух дуг. Стадиометрические сетки оцифро вывают в линейной мере.

В общем случае д л я нанесения точек обсерваций в гипербо лических или стадиометрических координатах необходимо сле дующее: предварительный расчет и нанесение на съемочный план шет соответствующих криволинейных сеток координат, а затем перерасчет измеренных навигационных координат точек в прямо угольные геодезические координаты. Однако при оперативном ис пользовании программируемых микрокалькуляторов или П Э В М д л я расчета прямоугольных;

координат точек обсерваций можно, использовать километровую сетку проекции Гаусса, сгущая ее при необходимости до 2 см в масштабе съемки [31].

По результатам сравнения исходных отсчетов, вычисленных по геодезическим координатам, и отсчетов по счетчикам СПУ судо вой радиостанции (фазового зонда) на моменты привязок съемоч ных галсов к координированным опорным вехам находят факти ческие невязки галсов в плановом положении по обоим радиока налам. Невязки распределяют во все положения точек обсерваций пропорционально времени движения судна по галсу.

Съемку контуров выполняют с помощью топографического ги дролокатора (ТГ) бокового обзора, позволяющего по измеренным наклонным дальностям получать плановое положение контурных точек на съемочном планшете. В этом состоит принципиальное от личие гидролокационной топографической съемки шельфа и вну тренних водоемов от гидролокационного обследования межгалсо Вых полос неметрическими гидролокаторами бокового обзора ( Г Б О ). В последнем случае гидролокационные изображения не возможно точно привязать в плановом отношении к точкам промера.

Гидролокационные изображения позволяют выявлять естест венные положительные формы подводного рельефа (банки, мели, подводные камни, рифы), подводные коммуникации и локальные объекты (трубопроводы, корпуса затонувших судов, различные свалки). Гидролокатор позволяет получать информацию о донных грунтах и растительности, изображение которой на гидролокацион ном снимке подобно изображению тени от облаков на аэрофото снимках..

Гидролокатор работает по принципу излучения и приема отра женных от дна ультразвуковых волн. Отражаясь от грунта, аку стический сигнал поступает в приемный тракт гидролокатора и регистрируется самописцем. Обычно гидролокаторы имеют две аку стические антенны на левом и правом бортах. Конструкция антенн обеспечивает узкую диаграмму направленности (меньше 1°) в го ризонтальной плоскости и широкую ( 4 0 — 5 0 ° ) — в вертикальной.

Д и а г р а м м а направленности перпендикулярна диаметральной плос кости носителя.

Топографический гидролокатор может также одновременно вы полнять функции эхолота. Погрешность определения глубин ги дролокатором соизмерима с погрешностью современных промер ных эхолотов и равна 20—30 см/Точность измерения глубин тес но связана с частотой излучения. Чем больше глубины, тем ниже частота излучения и меньше точность работы гидролокатора — эхолота.

Гидролокационная съемка контуров наиболее эффективна при междугалсовых расстояниях 250—300 м. Так как наклонные рас стояния от гидролокатора до отдельных точек дна непосредствен но зависят от превышений этих точек над донной поверхностью, то на гидролокационных снимках наблюдаются смещения точек из-за влияния рельефа дна, аналогичные смещениях точек из-за, влияния рельефа местности на аэрофотоснимках. Следовательно, если выполнить гидролокадионную съемку с поперечным перекры тием двух смежных маршрутов в 40—50 %, то можно с помощью стереофотограмметрических приборов создать стереоскопическую модель поверхности дна водоема и выполнить стереоскопическую съемку рельефа. Д л я реализации этой методики надо строго соб людать режим бокового обзора. Он заключается в поддерживании заданного курса и постоянной скорости судна, перпендикулярнос ти гидроакустического луча направлению движения судна. Обыч но скорость хода судна при работе с гидролокатором составляет 3—9 узлов и зависит, главным образом, от контурности участка съемки.

Перспективные гидролокационные изображения в ортогональ ную проекцию преобразуются с помощью сопрягаемых с ЭВМ уст ройств ввода—вывода изображений (УВВИ) по строгим аналити ческим зависимостям и специально разработанным программам.

В результате обработки на выходе получают полутоновые транс формированные изображения, из которых монтируют фотоплан донной поверхности.

Характер гидролокационного изображения зависит от о т р а ж а тельной способности подводных объектов, физико-механических свойств грунтов, формы объектов и их положения Относительно излучающей системы гидролокатора. Л ю б а я ровная поверхность действует к а к зеркальная. Участки донной поверхности, перпен дикулярные к направлению излучения гидролокационной системы, имеют максимальную интенсивность изображения на гидролокаци онной картине.

Гидролокационные изображения дешифрируют несколькими методами. Н а мелководье-—путем визуального осмотра дна со шлюпок и малых судов одновременно с промерными работами. Н а глубинах более 6 м этот метод применять невозможно. Поэтому на глубинах 6—30 м, применяя водолазную технику, обследуют дно. По результатам предварительного дешифрирования, исполь зуя имеющиеся на район исследования материалы батиметриче ских съемок и других видов изысканий, намечают ключевые уча стки, в пределах которых водолазам следует выполнять деталь ное дешифрирование поверхности дна. Гидролокационное изобра жение ключевых участков и выявленные при этом дешйфровочные признаки оформляют в виде эталонных образцов с соответству ющими аннотациями. М а т е р и а л ы детального дешифрирования си стематизируют, в результате чего составляют альбом образцов ги дролокационных снимков с изображением эталонных однотипных грунтов, растительности, различных форм и профилей рельефа.

Альбом дополняют фотографиями и записями о грунтах, микро рельефе и подводной растительности, сделанными со слов водо лазов.' В глубоководных частях морей и озер д л я целей дешифриро вания гидролокационных снимков опускают автономные подвод ные аппараты (АПА) и с их помощью получают крупномасштаб, ные фотоснимки и телеизображения. Д л я дешифрирования сним ков с применением АПА выполняют следующие работы:

1) выбор ключевого участка, 2) установку на дне моря (озера) приемопередатчиков Р Н С и определение их координат, 3) изучение гидрометеорологических характеристик водного объекта в районе работ, 4) выбор траектории движения АПА, 5) подготовку программ для управления АПА под водой, 6) спуск АПА в воду, 7) съемку ключевого участка аппаратурой АПА, 8) подъем АПА на поверхность воды, 9) обработку материалов фото- и телевизионной съемки, 10) дешифрирование гидролокационных снимков с помощью из готовленных фотоснимков.

Независимо от метода дешифрирования гидролокационных снимков д л я однозначного описания состава грунтов в процессе съемки целесообразно выбирать ключевые участки, где берут про бы грунта грунтозаборными устройствами.

Дешифрированные гидролокационные снимки существенно до полняют результаты промерных работ и позволяют более точно и з о б р а ж а т ь на топографических к а р т а х равнинные участки дна, банки, мели, подводные косы, бары, береговые в а л ы (загребы), террасы, борозды, долины, желоба, конусы выноса, оползни, ри фы, вулканы и другие формы рельефа. Кроме того, с помощью гидролокационных снимков более четко фиксируются основные структурные линии (бровки, линии гребней и перегибов), терри тории распространения песчаных волн, бугристых поверхностей и те районы, которым свойственны динамичные («блуждающие») формы рельефа.

При съемке водохранилищ по гидролокационным снимкам сравнительно легко дешифрируются затопленные русла рек, ручьи, старицы, овраги, балки, промоины, бровки обрывов, воронки, ямы и т. д. Их определяют по вертикальному профилю, конфигурации границ, наличию темных и светлых полос, характерному тону и рисунку, о т р а ж а ю щ и м свойствам покрывающих их грунтов.

Характер слагающих дно грунтов передается тоновыми града циями гидролокационного изображения. Так, например, изображе ния высокой плотности с мозаикой гидроакустических теней ха рактеризуют участки дна со сложным микрорельефом, выходами коренных пород;

изображения высокой плотности с одинаковым тоном чаще всего обозначают крупнопесчаные и галечниковые от ложения;

средняя и с л а б а я плотности изображения с характерной текстурой о т о б р а ж а ю т илистые пески с включением ракушечника, характерными формами микрорельефа, зарослями морских трав;

с л а б а я плотность отражает, к а к правило, илистые и илисто-пес чаные отложения.

Дешифрирование подводной растительности считают одним из самых сложных процессов при составлении топографических карт, шельфа и внутренних водоемов. Растительность на картах : этого типа показывается по жизненным формам: 1) травы, составля ющие морские луга, марши, плавни и т. д.;


2) водоросли, среди которых могут выделяться ламинарные, саргассовые, известковые и т. д. На гидролокационных снимках сравнительно легко дешиф рируются границы подводной растительности, а ее виды опреде ляются в процессе топографической съемки. По результатам водо лазных обследований и отбора проб грунта на топографических к а р т а х шельфа т а к ж е отображают границы распространения кам неточцев, губок, мшанок, различных кораллов, устричные банки и ареалы распространения других представителей зообентоса. Их отображение на карте является обязательным и самостоятельным элементом содержания топографической карты шельфа, в то вре мя как на морских навигационных картах они отнесены к грун там и их свойствам.

Грунтовую съемку можно выполнять вместе с промерными ра ботами или отдельно, как самостоятельный вид работ. Ее цель — дополнить результаты дешифрирования гидролокационных сним ков конкретными сведениями о характере, физических свойствах донных грунтов и их распространении по площади дна.

Образцы грунтов отбирают драгами, дночерпателями, страто метрами, грунтовыми трубками разных конструкций, позволяющи ми брать колонки донных осадков длиной до 1 м на стопе и на ходу судна на глубине до 300 м.

Грунтовые галсы обычно прокладывают поперек съемочных, поэтому их часто сочетают с контрольными галсами. Частота от бора проб грунта, донных растений и животных зависит от мас штаба съемки, сложности съемочного участка, разновидности грунтов, растительности и животного мира и составляет от одной до пяти проб на 1 км 2 площади.

Результаты грунтовой съемки обрабатывают непосредственно на судне, оснащенном специальной лабораторией. При обработке описывают в и д ы растений и животных по результатам визуального осмотра содержимого отобранных проб, а т а к ж е лабораторным способом определяют гранулометрический состав и основные свой ства донного грунта.

Камеральную обработку материалов гидролокационной топо графической съемки шельфа и внутренних водоемов выполняют в следующей последовательности.

По результатам обработки эхограмм, журналов определений места, уровенных наблюдений после введения необходимых попра вок составляют каталог координат и глубин. Используя програм мы автоматической рисовки рельефа и нанесения по координатам точек-обсервации, с помощью ЭВМ и графопостроителя состав ляют штриховой оригинал фотокарты, который затем дополняют условными обозначениями растительного покрова, животного мира и характеристиками грунтов. Эти данные получают в результате Обработки материалов грунтовой съемки И дешифрирования гидро локационных снимков.

, Выполнив аналитическое фототрансформирование гидролокаци онных снимков и их последовательное сопряжение с помощью У В В И, на выходе получают фотоплан донной поверхности в рам ках съемочных трапеций.

Таким образом, при обработке материалов гидролокационной топографической съемки шельфа и внутренних водоемов полу чают высокоинформативные фотокарты акваторий морей, озер и водохранилищ. Н а этих фотокартах показывают многие детали, характеризующие морфо.структуру рельефа и геологическое строе ние дна, гидрометеорологическую характеристику водных объек тов, состав и вид растительного и животного мира, грунтов и др.

Все это делает к а р т ы ш е л ь ф а и внутренних водоемов универсаль ными при решении различных народнохозяйственных задач.

10.4. Перспективы развития методов и средств геодезического обеспечения гидрологических работ 10.4.1. И с п о л ь з о в а н и е л а з е р н ы х п р и б о р о в в гидрологических целях В последние десятилетия все более широкое применение в ги дрологических исследованиях получают оптические квантовые ге нераторы—лазеры. Л а з е р представляет собой источник световых лучей, обладающих высокой монохроматичностью, когерентностью и интенсивностью, благодаря чему лазерный луч можно посылать на значительно большие расстояния, чем лучи от обычного источ ника света.

Л ю б а я система д л я измерения глубин с помощью л а з е р а вклю чает в себя лазерный излучатель-приемник, оптический канал, блок питания, регистратор и гиростабилизирующую установку или платформу на амортизаторах, с л у ж а щ у ю д л я монтирования из лучающего и приемного устройств глубиномера и устанавливае мую на борту самолета. Принцип действия лазерного глубиномера основан на измерении временного интервала м е ж д у началом отра жения лазерного импульса от поверхности воды и началом отра жения импульса от дна. Д а н н ы е об измеренной глубине фиксиру ются на ленте самописца, магнитной ленте, цифровом табло и т. п.

С середины 60-х годов начали р а з р а б а т ы в а т ь воздушные ла зерные глубиномеры д л я измерения глубин при съемках шельфо вых мелководий, озер, водохранилищ и при русловых съемках крупных рек. Б о л ь ш а я скорость самолета значительно увеличи вает производительность труда по сравнению со съемкой с при менением эхолотов и плавсредств. Пучек лазерного излучения на много у ж е пучка акустического излучения гидролокационных уст ройств, а скорость распространения светового луча значительно превосходит скорость ультразвука. Кроме того, большая разре ш а ю щ а я способность лазерного луча по сравнению с, ультразву, ковым позволяет получать более подробную характеристику от дельных микроформ подводного рельефа.

Если на борту самолета (вертолета) имеется лазерный высо томер-профилограф или другое оборудование, обеспечивающее вы сокую точность определения текущих изменений высоты полета относительно заданной, то для измерения глубин можно применять более простой метод, не связанный с приемом и регистрацией сиг налов, отраженных от водной поверхности. Принимая отраженные от дна сигналы, определяют расстояние D от самолета до дна (рис. 10.17). Из этого расстояния вычитают высоту полета Но, ко торую определяют в момент пролета над береговым опорным гео дезическим пунктом А и далее не изменяют. Изменение высоты полета АН постоянно определяет над водной поверхностью лазер ный высотомер-профилограф и в виде поправок автоматически вводит в регистрирующее устройство лазерной системы. Кроме то го, заранее вводится поправка Az — превышение берегового опор ного геодезического пункта над уровнем водной поверхности. Ис комую глубину определяют по формуле z = D-(±AH)-(H0 + Az), (10.22) где 2 — измеряемая глубина, м;

D — расстояние от носителя ла зерной аппаратуры до дна, м;

АН — изменение высоты полета в процессе измерений, м;

Но — з а д а н н а я высота полета относи тельно опорного геодезического пункта, м;

Az — превышение опор ного геодезического пункта относительно уровня водной поверх ности, м.

Текущие плановые координаты носителя лазерной аппаратуры определяют с помощью самолетной радиодальномерной системы РДС-2, обеспечивающей наглядность и необходимую при съемке скорость регистрации результатов и их однозначность. В комплект 24 Заказ № 124 - РДС-2 входят две наземные станции и одна самолетная. Р Д С - обеспечивает измерение в полете двух наклонных расстояний меж ду самолетом и двумя наземными станциями. Дальность действия системы 350 км в пределах прямой видимости, допустимая макси мальная скорость самолета 600 км/ч. Ошибка определения коор динат точки измерения глубины в момент излучения лазерного импульса равна т к — л/ т%1 + m2sJsmv, (10-23) где т и — средняя квадратическая ошибка определения точки обсервации, м;

mSl и ms2 — о ш и б к и измерения наклонных рас стояний Si и S2 от самолета до наземных станций, м;

v — угол за сечки самолетной станции,..

Полагая mg, = m s s = ms, получим mk = mS'\/2/su)v. (10.24) Экспериментальные исследования показали, что средние ошиб ки определения плановых координат точек с помощью РДС-2 со ставляют 2,5—3,0 м. Это позволяет использовать РДС-2 при кар тографировании водных объектов с применением лазерных глуби номеров в масштабе 1 : 10 000 и мельче. Такая точность реализу ется при углах засечки 4 5 ° ^ v ^ l 3 5 ° и удалениях самолета от точки до 150 км.

Наибольшая глубина, измеряемая лазерным глубиномером, за висит, главным образом, от прозрачности воды, мощности излу чаемого светового импульса, времени суток и состояния погоды.

Чем меньше прозрачность воды, тем больше рассеяние лазерного луча и снижение дальности его распространения. Максимальные глубины измерения зарубежными воздушными лазерными глуби-, номерами составляют днем 35—40 м (США), а ночью—-до 55 м (Австралия). В настоящее время отечественные лазерные глуби номеры находятся в Стадии опытных образцов и в массовых изме рениях их пока не используют. В зависимости от разрешающей способности приемника, глубины водотока (водоема), погрешнос ти учета скорости распространения света в воде, ее прозрачнос ти • погрешность измерения воздушным лазерным глубиномером колеблется от 0,2 до 0,5 м.

Д л я выполнения лазерной съемки максимальная высота поле та носителя должна быть 350—500 м, а минимальная (с точки зрения безопасности п о л е т а ) — 5 0 — 7 0 м д л я вертолета и 100— 150 м для самолета. Скорость полета самолета должна быть в пределах 150—300 км/ч. Мощность источника питания лазерной системы должна быть не меньше 10 кВт.

Таким образом, разработка и совершенствование лазерных профилографов-высотомеров и глубиномеров с целью использо вания в гидрологических работах является весьма перспективным направлением""развития радиогейдезии в нашей стране.

, 10.4.2. Р а з р а б о т к а и в н е д р е н и е а в т о м а т и з и р о в а н н ы х систем для создания топографических карт акваторий Повысить производительность труда при топографической съемке шельфа и внутренних водоемов можно к а к за счет даль нейшего совершенствования технических средств измерений, т а к и путем автоматизации трудоемких съемочных процессов и обра ботки съемочной информации. Сущность автоматизированной ги дрографической системы состоит в том, что ее работой управляет установленная на судне бортовая ЭВМ, которая выдает инфор мацию д л я управления судном на промерном галсе, автоматичес ки прокладывает галсы и наносит глубины на съемочный планшет.


Причем система не только регистрирует глубины, но и отбирает некоторые из них для нанесения на планшет из всего массива за регистрированных глубин в соответствии со специальной програм мой обработки. Автоматизированные гидрографические комплексы «Автокарта В» и «Автокарта X» ( С Ш А ), позволяющие в 2•—3 р а з а сократить сроки обработки морского промера. Этими системами оснащены многие специализированные гидрографические суда.

В настоящее время р а з р а б о т а н а и внедряется в производство отечественная автоматизированная картографическая система АКС-Акватория. Она позволяет получать оригиналы топографиче ских карт ш е л ь ф а и внутренних водоемов в автоматическом ре жиме. Система реализована д л я ЕС ЭВМ с оперативной системой ЕС и ориентирована на работу с графопостроителями серии ЕС.

Работой системы управляет оператор в диалоговом режиме по средством алфавитно-цифрового дисплея ЕС-7920. Возможен так ж е пакетный режим управления, когда известные решения по сце нарию диалога готовят заранее.

При современной обработке материалов промера широко ис пользуют средства вычислительной техники. Ее эффективность максимальна при обобщении результатов съемки в цифровой фор ме. П о л у ч а е м а я при этом цифровая модель рельефа дна ( Ц М Р ) позволяет решать многие прикладные задачи, такие, к а к опреде ление углов наклона дна, исследование деформаций дна проточ ных озер, подсчет объемов дноуглубительных работ, расчет пло щадей и объемов водохранилищ, построение продольных и попе речных профилей и др.

Регулярные Ц М Р можно создавать по данным промеров со льда, когда промерные точки расположены в вершинах квадратов или прямоугольников. Но эти модели совершенно не учитывают геометрические особенности моделируемой местности. Поэтому при съемке с судов строят структурные Ц М Р. Опорные точки этих моделей автоматически выбираются на перегибах скатов и в ха рактерных точках рельефа. Это позволяет наиболее точно воспро извести в памяти Э В М естественную поверхность дна водоема, об ходясь минимальным числом точек.

АКС-Акватория к а к система картографического воспроизведе ния (СКВ) выполняет расчет и построение на графопостроителе 24* изображений промерных точек с подписью их номеров, горизон талей, условных знаков, рамок трапеций с зарамочным оформле нием. К а к база картографических данных АКС-Акватория редак тирует и обновляет хранимые данные, организует справочную»

службу, визуализирует Ц М Р на внешних устройствах в виде гра фопостроителя или дисплея.

Д л я построения рельефа р а з р а б о т а н новый способ, предусмат ривающий расчет структурной Ц М Р по исходным данным, расчет опорных точек горизонталей, определяющих их поворот и прове дение горизонталей в автоматическом режиме по опорным точкам [10]. Кривая, аппроксимирующая изогипсу, представляет собой со вокупность отрезков прямых и дуг окружностей, сопрягающих от резки у опорных точек горизонтали. Сопряжение выполняется т а к, чтобы сохранялась непрерывность получаемой кривой и прохож дение дуг окружностей через опорные точки горизонтали. Этот способ построения горизонталей позволяет значительно уменьшить число команд д л я графопостроителя, а время расчета по сравне нию с применяемыми стандартными программами сокращается в 2—3 р а з а.

Элементы контурной нагрузки и з о б р а ж а ю т с я на планшетах с по мощью средств разработанной в р а м к а х АКС библиотеки услов ных знаков ( Б У З ), позволяющей воспроизводить внемасштабные, линейные и площадные условные знаки в автоматическом режиме.

Описание условных знаков кодируется на магнитных дисках, со ставляющих специализированную базу данных.

С учетом редактирования съемочной информации время обра ботки одного планшета на Э В М с помощью АКС-Акватория не превышает 1 ч, на воспроизведение всей графической нагрузки карт уходит 2—3 ч. Опыт эксплуатации системы свидетельствует о стабильности работы программного комплекса и пригодности разработанной технологии для массового производства карт аква торий. В то ж е время этот опыт указывает на невозможность пол ностью автоматизировать создание карты по исходной информа ции. Требуется расширить Б У З, используя д л я отображения услов ных знаков аппарат круговой интерполяции. Это улучшает каче ство и сокращает время вычерчивания условных знаков.

Б л и ж а й ш и е перспективы развития автоматизированных систем создания карт акваторий связаны с модернизацией Б У З, внедре нием режима графического диалога для обеспечения эффектив ного редактирования с одновременным изображением на дис плее различных элементов содержания карт и управления рабо той системы на этапе машинного создания топографической карты.

Наиболее перспективным техническим решением в области за писи и хранения цифровой картографической информации следует считать создание оптических дисков с объемом памяти до 108 кбайт и сроком службы до 10 лет, обеспечивающих быстрый доступ к информации и контроль доступа под управлением ЭВМ.

Появилась возможность создания электронных карт — традицион ных карт, выведенных по цифровой информации на электронный, видеоэкран. Б л а г о д а р я возможности постоянного обновления бан ка данных электронные карты становятся динамичными, растяну тыми или с ж а т ы м и во времени по принципу мультипликации..

Можно работать с каким-либо одним элементом содержания кар ты или со всей картой, в любом масштабе и д л я любого региона.

Экспериментально подтверждена возможность создания на базе оптических дисков электронных карт (видеокарт), т. е. записи картографической информации в графическом виде на диск, е е считывания с диска и воспроизведение на дисплее с большим эк раном. Н а один диск можно записать информацию на 400 листов микрокопий.стандартных т и р а ж н ы х оттисков карт масштаба.

1 : 5 0 000, а на 10 дисках — информацию на всю Землю.

Б л и ж а й ш е й перспективой явятся электронные фотокарты. Вы сокая р а з р е ш а ю щ а я способность лазерного луча, обилие ярких цветовых оттенков на дисплее делают электронные фотокарты бо лее наглядными, чем традиционные фотокарты, изданные поли графическим путем [7].

10.4.3. Изучение колебаний ледников с помощью цифровых моделей рельефа Горные ледники относятся к динамическим природным образо ваниям и подвержены вековым, циклическим, сезонным и случай ным колебаниям. Под колебаниями ледников понимают измене ния их длины, толщины, площади и формы поверхности.

Наиболее полные данные об изменениях всех параметров лед ников можно получить по м а т е р и а л а м топографических съемок,, сделанных в разное время. Так, например, по результатам кар тографирования колебаний ледников Тянь-Шаня по материалам двукратной стереотопографической съемки, выполненной по аэро снимкам 1943 и 1977 гг., установлено, что за истекший период, площадь 178 ледников хребта Ак-Шыйрак уменьшилась с 400 до.385,6 км 2,-,т. е. на 14,4 км 2, а объем, ледниковой массы уменьшил ся на 3,6 км 3 [21].

Результаты обработки данных, полученных с помощью универ сальных стереофотограмметрических приборов, показывают, что для эффективного изучения колебаний ледников целесообразно формировать с помощью ЭВМ разновременные цифровые модели рельефа поверхности ледников и ближайшей внеледниковой тер ритории. При этом рельеф поверхности о т р а ж а ю т отметки точек в узлах регулярной сетки квадратов. Р а з м е р стороны к в а д р а т а зависит от. крутизны поверхности, масштаба картографирования,, заданной точности, результатов измерений и может колебаться от 20 до 100 м. Кроме высотной отметки для каждого из узлов сетки следует указывать: тип поверхности' (ледник, морена, ледниковое озеро) и номера ледников,;

если их было несколько.

Совмещенные м е ж д у собой цифровые модели рельефа м о ж н о использовать д л я составления на графопостроителе оригиналов карт изменений крутизны и подсчета изменений объемов ледников.

, С помощью этих карт возможен анализ распределения изменений объема ледников по высотным интервалам и средних изменений высоты поверхности.

Карты изменений ледников составляют путем нанесения разно цветной нагрузки в сочетании с. фоновыми заливками. Н а них ото б р а ж а ю т границы ледников д л я различных периодов, ледоразде лы, изменения высоты поверхности в виде изолиний с послойной фоновой окраской, гляциальные озера, границы сохранившихся современных морен, ледопады. Дополнительно к картографическо му изображению на к а р т а х изменений ледников приводят диаг р а м м ы распределения изменения объема крупных ледяных мас сивов по высотным интервалам, а т а к ж е численные данные об из менениях более мелких ледников.

В дальнейшем совершенствовании нуждаются точность стерео фотограмметрической обработки аэроснимков с изображением снежного покрова, а т а к ж е полная автоматизация формирования регулярных цифровых моделей рельефа на аналитическом стерео приборе. Увеличение числа циклов топографической съемки тре бует о т о б р а ж а т ь и обобщать результаты сопоставления на к а р т а х изменений границ ледников и профилей их поверхности. При чем целесообразно в этих случаях создавать два вида карт: 1) ото б р а ж а ю щ и х изменения между смежными циклами топографиче ских съемок и 2) между первым по времени и к а ж д ы м из после д у ю щ и х циклами. Поэтому можно составлять карты изменений ледников на основе попарной обработки разновременных цифро вых моделей рельефа.

Д л я более наглядного отображения колебаний размеров лед ников можно с помощью средств электронной мультипликации создавать динамические электронные видеокарты скоростей изме нения высоты их поверхности.

Суть методики состоит в том, что д л я достаточно часто заданных и следующих друг за другом мо ментов времени по разновременным цифровым моделям рельефа поверхности ледника рассчитывают на Э В М принадлежность к а ж дого элемента изображения на экране дисплея к территории лед ника и изменение крутизны поверхности (ее кодируют определен ным цветом сине-красной ш к а л ы ), а не п р и н а д л е ж а щ и е леднику в данный момент времени элементы — другим, нейтральным, цве том. Рассчитанные таким образом кадры с большой частотой мо гут сменять друг друга на экране цветного полутонового дисплея Э В М, формируя у н а б л ю д а т е л я непрерывную картину изменений границ и высоты поверхности ледника. Метод создания электрон ных цветных карт изменений ледников по аэроснимкам и создан ным разновременным цифровым моделям рельефа можно реали зовать с помощью устройства ввода—вывода изображений (УВВИ) типа Фотомейшен или Ф Е А Г и комплекса цифровой обработки аэро- и космических снимков ( К Т С — Д И С К и др.).

На экране цветного дисплея кроме карт изменений ледников •с помощью цифровых моделей рельефа можно воспроизводить продольные профили ледников по м а т е р и а л а м разновременных, аэро- и космических съемок. Большой эффект при этом дает ис пользование материалов радиолокационных съемок, о б л а д а ю щ и х проникающим эффектом и позволяющим картографировать л о ж е ледников.

Разновременные цифровые модели рельефа поверхности и л о ж а ледников можно использовать для реконструкции и прогнозиро вания оледенений, а т а к ж е д л я производства специальных расче тов по оценке объемов и р е ж и м а талых, снеговых и ледниковых вод в труднодоступных территориально-природных комплексах Средней Азии. Цифровые модели рельефа ледников можно исполь зовать при р а з р а б о т к е и проведении мероприятий по предотвра щению и ликвидации последствий селевых потоков, снежных ла вин и обвалов, паспортизации этих катастрофических явлений и процессов [21].

10.4.4. Г е о д е з и ч е с к и е р а б о т ы п р и н а б л ю д е н и и за оползнем Гидротехнические сооружения часто приходится строить в слож ных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, в ча стности, в районах оползневых явлений. Это ставит определен ные условия как для методов строительства, т а к и д л я выбора конструкции сооружений. Чтобы успешнее решить указанные во просы, необходимо иметь оптимальное количество геодезических наблюдений за характером действия оползня. Д л я геодезических наблюдений, как правило, выбирают планово-высотный метод оп ределения смещений в горизонтальной и вертикальной плоскостях,. Д л я этого с учетом инженерно-геологических условий строят геодезическую сеть из опорных и оползневых реперов., В этой сети опорные реперы следует располагать за пределами оползне вого участка.: С опорных реперов д о л ж н а быть обеспечена пря м а я видимость на оползневые реперы, располагаемые на теле оползня. Р а з м е щ е н и е оползневых реперов зависит от топографии местности и направления предполагаемого скольжения Оползня.

Одним из вариантов сети опорных реперов д л я наблюдения за плановым смещением оползня может быть геодезический че тырехугольник, стороны которого измеряют светодальномером СТ-5 в прямом и обратном направлениях с абсолютной ошибкой измерений в пределах 1—2 см (рис. 10.18). Горизонтальные углы в геодезическом четырехугольнике измеряют теодолитом ЗТ2 СО' средней квадратической ошибкой 2". Геодезический четырехуголь ник уравнивают на микрокалькуляторах, или П Э В М [36].

Оползневые реперы изготавливают в виде штырей из арматур ной стали диаметром 2.5 мм. и длиной 4 м. Репер такой конструк ции опускают в скважину диаметром.70 мм и постепенно з а п о л няют пластичным бетонным раствором д л я прочной связи с телом оползня.

. : Расстояния до оползневых реперов т а к ж е измеряют светодаль номером СТ-5, но у ж е в одном направлении от опорных реперов 375 (см. рис. 10.18). Горизонтальные углы на оползневые реперы д л я повышения точности наблюдений измеряют теодолитом ЗТ2 спо собом круговых приемов.

Н а открытых оползневых склонах при небольшой изрезанно сти рельефа можно рекомендовать такой створный метод опреде Р и с. 10.18. Г е о д е з и ч е с к а я с е т ь д л я наблюдений за оползнем.

1—4 — опорные реперы,. 5—11 — оползневые реперы.

л е н и я горизонтальных смещений оползня, к а к способ бокового (горизонтального) «нивелирования». При этом способе конечные геодезические пункты створа, разбиваемого перпендикулярно на 1—6 — оползневые точки, h—l s — и з м е р е н н ы е р а с с т о я н и я от оползне вых точек д о створа АВ.

правлению движения оползня, выбирают за границами оползне вого участка (рис. 10.19).

Оползневые точки можно закреплять в створе А В прибли женно. Однако не следует допускать отклонение оползневых точек от створа более чем на 0,5 м. Если на склоне ожидаются значи тельные смещения, то д л я увеличения линейного интервала на, блюдений оползневые точки, следует закреплять выше створа. П р и этом их удаление от створа не д о л ж н о превышать длины приме няемой рейки. :г| Д л я определения смещений оползневых точек применяют гори зонтальную двухстороннюю метровую рейку с 0,5-сантиметровыми штриховыми делениями. Т а к а я рейка позволяет выполнять наблю дения за смещениями оползневых точек одновременно с точек Л и В. На объективные части зрительных труб теодолитов надевают насадки с плоскопараллельными пластинками так, чтобы оси вращения пластинок и вертикальные нити сеток нитей находились бы в одной вертикальной плоскости. Д е л е н и я на б а р а б а н е микро метра насадки оцифрованы от 0 до 5 мм. Наблюдения можно выполнять и одним теодолитом с одного из конечных геодезиче ских пунктов створа.

Отклонение оползневых точек от створа А В определяют при двух положениях вертикального круга теодолита путем последо вательного визирования на конечную точку створа и оползневые точки. Все результаты наблюдений записывают в ж у р н а л, в кото ром указывают расположение оползневой точки по отношению к створу А В — ниже (н) и выше (в) створа.

Основными ошибками, влияющими на точность определения отклонений оползневых точек, являются ошибки центрирования теодолита на конечных точках створа, отклонение визирной марки от центра, неперпендикулярность оси цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга к оси вращения теодолита, ошибки визирования на конечные геодезические пункты створа и горизонтальную рейку и ошибки отсчета по б а р а б а н у оптического микрометра.

Проведенные экспериментальные наблюдения на одном из оползневых участков склонов правого берега р. Днепр у Киева п о к а з а л и, что при длине створа А В = 200 м средняя квадратиче ская ошибка определения плановых смещений оползневых точек по методу бокового нивелирования не превысила 4 мм [11].

Высоты оползневых реперов и точек при наблюдениях за оползнем определяют по программе нивелирования III класса, включая в сеть два опорных репера.

Периодичность геодезических наблюдений за состоянием оползня зависит от его активности. Время наблюдений выбирают весной и осенью после дождевого сезона, но иногда и в межень, чтобы проследить за поведением оползня в различные периоды его обводнения.

Р е к о м е н д у е м а я методика геодезических работ обеспечивает выяснение х а р а к т е р а поведения оползня с достаточной д л я прак тических целей точностью. Однако выполняемые геодезические измерения лишь частично интерпретируют происходящий процесс и не могут д а т ь полной картины х а р а к т е р а поведения оползня в дальнейшем. Д л я составления прогноза развития оползня сле дует использовать комплекс различных данных: геодезических, геологических, геофизических, геоморфологических, ботанических, и т. д. В а ж н о знать внешние признаки оползня, такие, к а к про д о л ь н а я и поперечная трещиноватость пород, их к л и в а ж и др.

Геодезические методы наблюдений особенно эффективны, когда оползень из пассивной стадии переходит в активную. Тем не менее и в пассивной стадии геодезические методы позволяют зафиксировать момент активизации оползня, что позволяет при нять необходимые меры д л я его стабилизации.

10.4.5. Изучение деформаций бетонных плотин по геодезическим наблюдениям Д л я предупреждения аварий и разрушений необходимо вы полнять систематические геодезические наблюдения за горизон тальным смещением и вертикальной осадкой гидротехнических •сооружений (бетонных плотин, гидроэлектростанций, д а м б и т. д.).

Д л я этого в фундаменте и других частях сооружений в процессе строительства з а к л а д ы в а ю т серию марок, высотное и плановое положение которых затем систематически контролируют высоко точными геодезическими измерениями. Наблюдения ведут относи тельно специально созданных геодезических пунктов и глубинных реперов, устанавливаемых на несжимаемом коренном слое грунта.

Каких-либо формул и алгоритмов для расчета периодичности получения однородной информации о вертикальных осадках и горизонтальных деформациях бетонных плотин в ведомственных нормативных документах нет. Обычно относительные перемеще н и я точек определяют раз в месяц, абсолютные— 1—2 раза в год [30]. Однако т а к а я периодичность не позволяет надежно оценить характер вертикальных и горизонтальных перемещений, моменты их резкого изменения можно просто пропустить. В этом плане необходимо учитывать два обстоятельства: 1) при уменьшении •осадок плотины промежутки времени между наблюдениями уве личивают;

2) во всех случаях ошибка геодезических измерений д о л ж н а быть меньше, чем измеряемое смещение.



Pages:     | 1 |   ...   | 8 | 9 || 11 | 12 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.